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《自然》雜志上發(fā)表的一篇文章《英國海岸線有多長》拉開了一門嶄新學(xué)科的帷幕——分形幾何。它在我們生活中隨處可見，比如閃電的叉狀電光、云朵和山脈的曲折輪廓、粗糙的物理表面、地球上的島嶼分布、植物的邊緣特征等，這些均體現(xiàn)了分形的思想。對于分形，目前是無法給出一個(gè)具體簡單且嚴(yán)密的數(shù)學(xué)定義的，不過我們可以將它視為一個(gè)集合，這個(gè)集合具有某些共同的特征。即：分形是具有某些性質(zhì)的集合，這些性質(zhì)用更簡潔的話來說就是局部包含整體，是不規(guī)則的、通常具有某種自相似性。分形幾何打開了幾何學(xué)全新的大門，能更好地幫助人們?nèi)チ私馐挛锏谋举|(zhì)，也為建筑和藝術(shù)的發(fā)展提供創(chuàng)造空間和理論指導(dǎo)，特別在建筑與藝術(shù)兩者交匯的建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用價(jià)值與研究意義。
建筑的外部
建筑的外部其實(shí)也可以說是建筑的表皮設(shè)計(jì)，首先舉一個(gè)例子，位于北京的水立方，作為2008年北京奧運(yùn)會的游泳比賽場館，它的建筑設(shè)計(jì)首先需要一個(gè)泡沫結(jié)構(gòu)陣，利用該生成陣進(jìn)行旋轉(zhuǎn)切割等方法來形成基本的結(jié)構(gòu)體，然后才構(gòu)成整棟建筑。
再比如悉尼歌劇院，從遠(yuǎn)處看歌劇院有這蛋殼的影子，它其實(shí)是設(shè)計(jì)者在直徑為150m的球面上截取的10個(gè)三角形組成悉尼歌劇院的殼體群。分形的運(yùn)用使得建筑的表皮構(gòu)造多樣性得到更好的體現(xiàn)，同時(shí)其更具自然的原理，讓每棟建筑表現(xiàn)出自身的用途和特點(diǎn)。
這兩棟建筑都是由某個(gè)單元或生成元經(jīng)過反復(fù)利用和空間位置變化等產(chǎn)生的，這樣的建筑還有很多，比如英國的康沃爾的伊甸園工程，它的核心是小水滴，許多的小水滴和其表面的膜結(jié)構(gòu)是構(gòu)成該棟建筑表皮的關(guān)鍵。
建筑的內(nèi)部
談及建筑的內(nèi)部，在論述內(nèi)部的室內(nèi)設(shè)計(jì)和空間布局之前，要講的是建筑的“體”，其原理和表皮設(shè)計(jì)有著相似的原理，也是要確立某個(gè)單元，只不過在這，要構(gòu)成整棟建筑，所以其單元的數(shù)目幾乎是不可數(shù)的，并且單元是會分裂的，即一個(gè)單元中又含有數(shù)目更多的單元，這樣傳遞下去，這就是一種嵌套的思維，這樣的幾何法則我們其實(shí)就可以稱為分形或迭代。
接著我們來論述分形在空間布局中的體現(xiàn)，其一般的中心思想就是讓空間有序地排列形成秩序，在空間布局中用的最多的就是嵌套式。拿一棟現(xiàn)代化大廈舉例，大廈相當(dāng)于是一個(gè)大的隔間，而在大廈中的每一層又算是一個(gè)隔間，而每一層又有不同的辦公區(qū)域，這又可分出更小的隔間，而在一定的辦公區(qū)域內(nèi) ,一個(gè)員工所占的小型區(qū)域又算是一個(gè)隔間，其實(shí)這也能體現(xiàn)出一種分形的思想，所以說它其實(shí)就在我們身邊，只是我們不善于發(fā)現(xiàn)。
建筑的紋飾
在這我們只重點(diǎn)研究條紋形建筑紋樣，它包括建筑立面裝飾紋樣、建筑窗格紋樣、建筑地坪紋樣等等，基本圖形單元也就是方形、圓形或其他的幾何圖形，而它的基本幾何單元就可視為“分形元”，也可稱為“生成元”。故宮的祥云紋樣值得探究。云本身就表現(xiàn)了分形的特點(diǎn)，云的輪廓的曲折正體現(xiàn)著分形幾何中的自然性。而該紋樣也正是利用了分形的思想，將云作為“分形元”再經(jīng)過一定的變化等等才構(gòu)成該紋樣。總體而言，在紋樣設(shè)計(jì)方面可以充分應(yīng)用分形幾何，利用計(jì)算機(jī)結(jié)合某些特殊的曲線便能夠研制精美的紋樣。
來源：科普時(shí)報(bào)
