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引言概述：
在建筑中，数学扮演着重要的角色。
它不仅仅用于设计和计算，还能赋予建筑以美感和结构的稳定性。
本文将深入探讨十大建筑中的数学之美，进一步探索数学在建筑领域的应用和意义。
正文内容：
一、黄金分割的应用
1.黄金矩形在建筑中的运用
2.斯托克斯教堂：神圣比例的体现
3.勃劳恩学院歌德艺术馆：黄金螺旋楼梯的设计
二、对称性的追求
1.对称性在建筑设计中的重要性
2.波旁宫：完美的对称和镜像
3.印度泰姬陵：对称性的典范
三、曲线的美学
1.曲线在建筑设计中的运用
2.悉尼歌剧院：曲线的灵感来源
3.奥斯陆歌剧院：融入海洋元素的设计
四、立体的几何
1.立体几何在建筑中的运用
2.费茨威廉博物馆：切面展示的几何美
3.布吕克纳博物馆：变幻多样的立体结构
五、光影与比例
1.光影和比例在建筑中的重要性
2.坎贝尔中心：光影的创造与控制
3.巴塞罗那巴特罗之家：比例感的完美呈现
总结：
数学之美在建筑中倾注了人类智慧的结晶，它不仅是建筑设计的灵感来源，更保证了建筑的稳定性和美感。
通过黄金分割的运用、对称性的追求、曲线的美学、立体的几何以及光影与比例的掌控，这十大建筑充分展现了数学和建筑的无限魅力。
数学的运用不仅让建筑更加美观，也赋予了建筑独特的结构和功能，使其与环境和谐共存。
在未来的建筑设计中，数学将继续发挥着重要的作用，创造更多令人惊叹的建筑之美。
中国建筑中的数学之美
中国建筑中的数学之美
近代中国建筑不仅精美，而且背后深藏着深厚的数学文化底蕴。
自古以来，中国建筑支持着不同社会建筑模式，且在数学理论上也足够深厚。
本文重点介绍中国建筑中的数学之美。
在建筑表面，比如，完美的拱形证明了中国建筑的主要建筑单元，特别是拱形
的设计是如此的美妙，以至于可以追溯到很早以前的中国古代建筑中用于数学学习，引用着严密的几何概念。
其中最具代表性的结构形式就是大观园的中央拱廊，其它的如孔子园的天井也都是如此。
其几何图形甚至可以和数学理论相结合。
此外，从坐标系来看，中国传统建筑里也有着数学思维最高贵之美。
举例来说，宫殿中几乎都有一套精准的坐标系，它能够做到对任何地点进行距离定位及角度识别，同时再配以中国传统艺术理念，建筑居然也得以因此灵活地建造出美观的建筑。
再有，在中国建筑中使用的数学概念不仅仅包括几何及坐标，还有更复杂的数
学概念如线性代数，统计学等。
从全景角度来看，中国建筑有着巨大的功能，它不仅是收藏传统文化的宫殿，同时也是传播新时代数学理论及算法技术的舞台，它以数学思维的精湛技术建筑又如此的优美动人。
综上所述，中国建筑之所以响彻古今，在于它背后藏匿着深厚的数学文化及理论，尤其是中国传统建筑，可谓精致繁复，极美之处。
随着改革开放的不断深入，数学在中国建筑领域的贡献将更加急剧强大，不断的彰显新时代中国建筑数学之美。
园丁沙龙建筑中的数学之美姻汤伟炜著名哲学家、数学家罗素曾说：“数学，如果正确地看它，不但拥有真理，而且具有至高的美，是一种冷而严格的美，这种美不是投合我们天性微弱的方面……它可以纯净到崇高的地步……”的确，抽象的数学与现实的建筑融合在一起，相互渗透，交辉相应，美在其中。
一、建筑中的计算美(一)黄金比例在建筑中的应用评判一座建筑的美学效果，首先要看这座建筑的外形比例，很多美学家认为，建筑的外形比例就是建筑美学的基础。
在这些比例模型中，最为出名的建筑比例就是黄金比例。
所谓的黄金比例，指的是物体的各个部分之间的一定的数学比例关系，如果将一个整体一分为二，较大部分与较小部分之比等于整体与较大部分之比，数值比例约为1：0.618，即较小部分为较大部分的0.618。
黄金比例是被公认的最具审美价值的比例，也是最能引起美感共鸣的比例。
古希腊的建筑师们早就把黄金比例运用到建筑实践中，他们早就知道黄金矩形的结构能够让建筑物比例看起来更加协调和美观。
著名的巴特农神庙就是利用黄金比例修建的建筑。
整个大殿都是由大理石砌成的，建筑长70米，宽31米，殿内整齐的圆形石柱高10.5米。
巴特农神庙是被公认的现存的古代建筑中最具有美感的伟大建筑之一。
黄金比例也是西方建筑美学的出发点和审视点，比如著名的埃菲尔铁塔同样是按照黄金比例修建的，铁塔占地面积为10000平米，高300米，天线高24米，总高为324米。
埃菲尔铁塔可以说是黄金比例建筑的典范。
(二)等差数列在建筑中的应用所谓等差数列，就是把数字按照一个定额次序排列成的一种数学模式。
一般来说，如果一个数列从第2项开始，每一项与前一项的差都等于同一个常数，那么这个数列就被称作等差数列。
我国著名的宁夏一百零八塔就是根据等差数列的原理排列而成的。
它将108塔排列成12行，每次依次有1、3、3、5、5、7、9、11、13、15、17、19座塔，这都是一些奇书，而奥秘也正好隐藏在其中。
通过计算，我们发现1+3+5+7+9+11+13+15+17+19=100，但是一共要建造108座塔，就可以将剩下的8座拆分为3+5，正好能进行奇数排列。
十大建筑中的数学美体现在以下几个方面：
1.黄金分割：许多建筑都采用了黄金分割的比例，这种比例在视
觉上具有美感，也符合人们的审美习惯。
例如，上海东方明珠
电视塔的设计就运用了黄金分割的比例，使其更加协调美观。
2.斐波那契数列：斐波那契数列在建筑设计中也经常被运用，这
种数列的特性使其在建筑设计中具有很强的视觉冲击力。
3.对称与平衡：许多建筑都采用了对称的设计，这种对称不仅使
建筑更加稳定，也增加了建筑的视觉美感。
4.几何形状：建筑中的几何形状也是数学美的重要体现。
例如，
埃及的金字塔就是由几何形状构成的，其线条简洁明了，具有
很强的视觉冲击力。
总的来说，十大建筑中的数学美主要体现在黄金分割、斐波那契数列、对称与平衡以及几何形状等方面。
这些数学元素在建筑设计中被巧妙运用，不仅增加了建筑的视觉美感，也体现了建筑师对数学美的追求和运用。
数学，在生活中应用广泛，因而显得平常，建筑则更是普遍存在于视野里，但是如果建筑和数学结合起来，那成果肯定会让你叹为观止。
接下来我们来盘点一下，那些具有“数学美”的建筑吧！1.赵州桥——圆弧河北省赵县的赵州桥只用单孔石拱跨越洨河，由于没有桥墩，既增加了排水功能，又方便舟船往来，石拱的跨度为37．7米，连南北桥堍（桥两头靠近平地处），总共长50．82米。
采取这样巨型跨度，在当时是一个空前的创举。
石拱跨度很大，但拱矢（石拱两脚连线至拱顶的高度）只有7．23米。
拱矢和跨度的比例大约是1比5。
可见桥高比拱弧的半径要小得多，整个桥身只是圆弧的一段。
这样的拱，叫做“坦拱”。
2.湖南长沙龙王港中国结大桥——莫比乌斯带和“中国结“Next建筑事务所为湖南长沙龙王港设计的人行桥梁同样以莫比乌斯带为原型，与凤凰国际传媒中心不同的是，大桥还融入了中国结元素。
其独特的莫比乌斯带(中国结)造型为坚固的桥梁注入柔美气质，如缎带般优美柔和的人行桥，仿佛舞者的水袖掠过梅西河。
设计采用多种工艺，行人可在不同高度选取路线过桥。
其实此桥设计不只是杂糅中国结和莫比乌斯带，行人在行走路线的选择中，也在向著名的七桥问题致敬。
3.北京凤凰国际传媒中心——莫比乌斯环凤凰国际传媒中心采用的是钢结构体系，设计和施工难度都比较大。
它运用的是现代先进的参数化非线性设计，打破了传统的思维，不是通过画图，而是借助设计师的经验和数字技术协同工作，运用编程来完成大楼的设计和施工的。
凤凰国际传媒中心钢结构工程是一个技术创新型工程，在“莫比乌斯环”内，每一个钢结构构件弯曲的方向、弧度以及长度都是不一样的，而这所有的不一样，成就了这座雄伟的、独一无二的建筑。
4.山西太原双塔——数列说起这个，就很有意思了。
古人在没有3D打印，参数化软件的条件下，居然创造出了丰富的曲线形态，其中一个非常重要的数学基础就是——数列。
中国的古人，有时候将之称为叠涩，叠涩是一种古代砖石结构建筑的砌法，用砖、石，有时也用木材通过一层层堆叠向外挑出，或收进，向外挑出时要承担上层的重量。
建筑学中的数学之美与数学元素解读建筑学是一门融合了艺术与科学的学科，其中数学在建筑设计和结构分析中具有重要的作用。
数学的美学和元素贯穿于建筑学的各个方面，从建筑的比例、对称性和几何形状，到建筑的结构和函数分析等等。
本文将以1200字以上的篇幅，解读建筑学中的数学之美与数学元素。
首先，建筑学中的数学美学表现在建筑的比例、对称性和几何形状方面。
建筑的比例是指建筑各个部分之间的关系和整体的比例尺寸比例。
数学在这里起到了决定性的作用，通过数字计算和比较，建筑师能够控制每个构件的大小，并确保整个建筑的协调和谐。
对称性是指建筑的形态可以通过轴线或面的对称来达到均衡和美感。
数学中的对称性理论为建筑师提供了指导，使他们能够在建筑中应用对称性设计原则，创造出美观和谐的建筑形式。
几何形状则是建筑中最基本的元素之一，它们通过数学的几何形状理论进行分析和设计。
例如，建筑师可以使用数学上的曲线和平面来创建弧形立面或圆形屋顶，从而提供了独特的外观和空间效果。
其次，建筑学中的数学元素在结构和函数分析中表现得尤为突出。
建筑的结构分析是确保建筑物稳定性和安全性的重要过程。
通过数学的力学原理和结构分析方法，建筑师和工程师能够计算和评估建筑物的受力情况，找出结构中的潜在问题，并提出解决方案。
例如，数学上的受力模型和计算方法能够帮助建筑师设计出优化的梁、柱和基础结构，确保建筑的承重能力和稳定性。
此外，函数分析也在建筑学中发挥了重要作用。
数学中的函数与空间的变化和形态变化密切相关。
建筑师可以使用函数分析和图形变换来研究建筑物的流线型设计、动态空间和可变形态，从而创造出独特的建筑形式和空间感。
最后，建筑学与数学的融合还表现在建筑设计和模型制作中。
数学在建筑设计过程中起到了指导和辅助的作用。
通过使用数学中的模型和计算方法，建筑师能够更准确地描述和预测建筑的性能和效果。
例如，通过数学模拟和计算分析，建筑师可以预测建筑的采光效果、通风效果和声学效果，从而优化建筑的设计方案。
建筑中的数学美
摘要：数学作为一种工具，不仅可以对建筑进行丈量和计算，还改进了传统的建筑设计方法，数学哲学的认知就是以理性的思维将和谐理念贯穿于建筑中，这使建筑学与数学联系得更加紧密，运用数学的目的，是最终为“人”而建筑，而和谐是建筑美学与数学美共同的追求。
生态建筑美学强调建筑美来自于和谐。
建筑美学与数学理性就有着不可分割的联系。
关键词：数学；建筑设计；理性；和谐；数学模型
在公元前6世纪，古希腊的数学家毕达哥拉斯就宣称数是宇宙万物的本原，世界由于“模仿数”而存在，万事万物背后都有数的法则在起作用，无论是物质世界，还是精神世界，都不能没有数学①。
数学作为一门基础学科，是其它许多学科发展的必要条件，数学领域向纵深发展使人类更加确切的了解世界，从而才能更好的地定位自己，以求得与世界的和谐。
可以说，只有数学的步伐不停向前，才有我们这个世界的明天。
建筑学的未来也同样在很大意义上决定于数学的发展，同样，建筑美学的的发展变化也来源于数学带给我们的一个个惊喜。
无论是传统建筑学，还是现代建筑学，都蕴含着数学美。
在建筑领域，新材料技术的运用，新空间的呈现都离不开数学的支持，因为所有这些探讨和开发都是围绕人的尺度来展开的。
数学不仅作为实现建筑的手段和工具，它的公式和模型所展示的逻辑关系也有助于人们对建筑现象的分析和设计方法的改进。
大体来讲，建筑美学的的发展可以划分为以下几个阶段②：
1.传统建筑美学中蕴含的数学美分析
传统建筑美学包括实用阶段和艺术阶段，在这个阶段，建筑的审美要求从最初的居于次位发展到后来在建筑中扮演十分重要的角色，总体看来，其所依据的原则依旧为几何与数理①张羽，刘继华，华中建筑【J】,2008, 26卷(11期)
的关系。
随着毕达哥斯“万物皆数”思想、柏拉图立体以及欧氏几何的影响，比例系统被引到建筑之中。
从此比例系统便成为建筑美学理论中十分重要的组成部分流传后世，在之后的两千多年何，它一直都是建筑美学的主流。
“黄金比例”就是和谐比例关系的其中之一。
如今在自然科学的各个领域都可以看到它的身影，人们也在有意识的应用黄金比例，甚至建立了一种以黄金比铆作为标准的审美习惯。
正如古希腊雅典卫城中帕提农神庙①的正立面所显示的，用基准线来分析时，它是符合了多重黄金分割的矩形(图1)，其精确的比例设置体现了古希腊人对数学美学的认知。
柯布西耶在他的建筑中也采用基准线，这是“反任意性的一个保证，是精神领域里的满足⋯⋯它带来了可以感知的数学”。
选择一条基准线，就决定了一件作品的基本几何性质，是建筑学的重大程序之一。
与希腊人一样，中国的古人也崇拜“数“，认为宇宙是按照数学的规贝0来建造的，他们的建筑审美观就是以几何与数形成的建筑秩序来模仿宇宙的秩序，模数制的运用则体现了这种有序性，它对单体建筑在尺寸上规格化、标准化的方法，使木构建筑的各式各样的榫卯，严丝合缝地组成精确的建筑构件(图2)，从而达到单体到群体建筑的统一②。
正如亚里士多德所说：“数学能促进人们对美的特性—数值、比例、秩序等的认识。
”建筑师是在根据数学规律法则、运用数学知识来实现对建筑空间的创造，根据数学数字与数学比例所体现出来的和谐之美。
可以说，数学美即为传统建筑美学精髓的全部。
图1 对帕提农神庙黄金比例的分析
①刘洋．混沌理论对建筑与城市设计领域的启示【J】建筑学报.2004．
图2 采用模数制的中国木构建筑
2、现代建筑美学中蕴含的数学美分析
广义来说，除去建筑美学的前两个发展阶段，之后的四个建筑美学的发展阶段都可以涵盖于现代建筑美学的范畴，因为在这个时期，在建筑学的领域之中，伴随着工业革命及世界经济的大发展，建筑的审美观发生了翻灭覆地的变化。
在数学领域，微积分以及非欧几何的出现改变了人类观察世界的方法，相对论的诞生更是给人们的空问概念加上了时间的维度。
建筑学领域也由此发生了空间观念、美学观念的转变。
建筑中机器美学、空间美学的出现以及在三维空间加人时间这个第四维因素的考虑都成为数学带给建筑学领域新发现。
现代建筑美学思想的特点是尊重客观因素的科学分析，如基地环境的处理、现代功能的满足、新材料技术特点的体现、新手法的运用。
从现代建筑美学思想的特点，我们可以看出，在现代建筑学审美要求的各个方面之中无不渗透着数学思想的影响①。
后现代主义建筑美学的中心思想，是要否定既有建筑艺术的规律性和逻辑性；是要表现后现代主义文化所反映的客观世界—文化已经大众化了，高雅文化与通俗文化文学与通俗文学的距离正在消失。
商品化进入文化，意味着艺术品正在成为商品，甚至理论也成了商品。
它体现了对建筑理性的否定，主张设计不必完善，追求怪诞的形式，否认建筑设计固有的形式美的基本原则，运用不同比例与尺度的符号进行堆砌、莺叠；并在文字上，打着弘扬传统的旗号扭曲传统文化的精神和蕴含深厚的文化积淀的象征寓意。
而后现代建筑美学借助于非
①王宪昌．数学与人类文明【M】.延安：延安大学出版社．2006
线性科学的形式外衣，却打着非理性主义的幌子，运用非理性主义的理论来解释其所具有的所谓”非线性”的形式。
这样的矛盾最终只能导致后现代主义的消解和灭亡。
总之，现代建筑美学的主流从各个方面来说都表现出数学所带来的美①。
3、当前数学科学发展趋势对建筑美学审美变化的影响。
当前数学科学发展的主要趋势表现在三个方面，即：数学内部各分支的综合、数学与其他学科的柜互渗透、计算机在数学巾的运用。
这三个方面当中，对当代建筑美学发展变化起到重大影响的主要是数学与其它学科的相互渗透产生的交叉学科以及随着数学领域的不断拓展所产生新兴学科，同时，计算机科学的迅猛发展又加快了这—趋势。
作为20世纪中叶以来理论自然科学进步和发展的主要标志的非线性科学，如今已经渗透到科学发展的各个方面，从自然科学刭社会科学，从理工学科到人文学科似乎都在强调一种从线性思维到非线性思维的转变。
建筑美学的审美思维也很大程度受到这种变化的影响。
非线性科学中对建筑美学影响最大的学科为混沌理论与分形几何。
混沌理论学家认为：建筑创作的关键在于，建筑师是否以大自然组织自身的方式或人类认识自身和感受世界的方式来认识和表现建筑的本质。
图3 新德里展览中心
①吴振奎，数学中的美嗍．【M】.上海：上海教育出版社，2004．
图4 中国国家体育馆鸟巢
由此可见，有什么样的数学思想，就有什么样的建筑美学审美观，就会建造出来不同流派、不同风格建筑物。
因此，我们可以说，建筑审美观向生态建筑美学的转变正是对由于数学领域的发展而带来的世界新秩序的回应，从根本上说，建筑美学的发展变化依l口放映着数学的发展，建筑美学的追求与数学美是—致的，即都为追求与宇宙万物的和谐。
建筑作为技术与艺术的结合，既具有数学的理性与严谨，又具有数学艺术的浪漫，建筑中的虚与实、曲与直、对称与不对称的形式与数学中的诸多概念构成了一种对应关系。
当代建筑的发展需要更多综合型的建筑师，不仅能掌握建筑设计的各个环节，还要关注科学发现，深入理解数学领域的成果。
“模仿数”不是对数学的崇拜，不是迷信数学，更不是以模仿数学的“形”来标榜“理性”，数学作为基本科学，可以将它看作为实现建筑理想的一个工具，一个平台，建筑是为人类而建筑，不是为数学而建筑，它既然是一个工具，那么由它解释的建筑就更应该明了、易懂：而它作为一个平台，建筑师就应该在这个平台上表达对人的关怀和对建筑和谐美的追求。
