十大建筑中的数学之美

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。叠涩法主要用于早期的叠涩拱，砖塔出檐，须弥座的束腰，墀头墙的拔檐。常见于砖塔、石塔、砖墓室等建筑物。我们通过数列来模拟出建筑的曲线，虽然东西方都有这种思想，但是我们的建筑形式和材料、结构、工艺，让两个文明走向了完全不同的建筑风格。
 

5.广州电视塔——单页双曲面

广州电视塔(小蛮腰)的外型是典型的单页双曲面，即直纹面。单页双曲面的每条母线都是直线，通俗来说，虽然看上去广州塔外边是光滑的曲线，中间细两头宽，但是事实上每一根柱子自下而上都是直的，所以广州塔是一堆笔直的柱子斜着搭起来的！
 

6.上海东方明珠塔——黄金分割比

事实上此建筑的几何组成上是十分单调的，完整的圆型或球形也因为在画面中过于抢眼而常常被避讳。但是设计师在这个建筑中多处运用了黄金分割的比例，使其协调美观。
 

7.广州大剧院——曲面细分

自福特汽车开始，我们就进入了量化生产的大工业时代，量化的生产可以降低成本，而订做总是昂贵的。现代的一些建筑师喜欢做曲面的建筑，为了降低成本，通常的做法往往是化曲为直，用种类有限而数量巨大的多边形来拼合出外表皮。这是蕴含着极其复杂的算法的，通常是各大曲面设计所的核心机密，算法好坏的一个评判标准是表皮的流畅程度。广州大剧院宛如两块被珠江水冲刷过的灵石，奇特的外形充满奇思妙想。全球顶级声学大师为广州大剧院精心打造的声学系统，达到世界一流水平，使其传递出近乎完美的视听效果，获得全球建筑界及艺术家的极高评价，为中国夺得无数殊荣。
 

8.慕尼黑奥运会场馆——极小曲面

在数学中，极小曲面是指平均曲率为零的曲面。举例来说，满足某些约束条件的面积最小的曲面。 物理学中，由最小化面积而得到的极小曲面的实例可以是沾了肥皂液后吹出的肥皂泡。肥皂泡的极薄的表面薄膜称为皂液膜，这是满足周边空气条件和肥皂泡吹制器形状的表面积最小的表面。
 

9.胡夫金字塔——圆周率、勾股定理

埃及大金字塔高146.6M，它的10亿倍正好等于地球到太阳的距离.塔底周长920M,如果把塔底周长除以2倍的塔高那就接近于圆周率. 胡夫大金字塔的塔心正好是地球上各大陆的引力中心,通过塔底的中心的子午线,正好把地球上海洋和陆地分成相等的两半.把正方形的塔底的两条对角线延长，正好可以把尼罗河三角洲夹在里面。
在胡夫大金字塔中,最神秘的还是塔中的墓室,它的长,宽,高之比恰好是3:4:5，体现了勾股定理的数值。

10.泰姬陵——对称

印度的泰姬陵建筑是完美的对称。从远处看泰姬陵园区的大门，你会发现，河道、水渠、建筑物，木板小道，树木的种植的位置、品种、高度，乃至那小道上砖块构成的纹路都沿着中轴线完全对称。园区之外的集市中商铺的位置，以及亚穆纳河对岸的月影花园都遵循着这个规律完全对称。进入建筑物中，一切仍然对称。