Новый взгляд на мир. Фрактальная геометрия - [16]

Шрифт
Интервал



Серия фотографий Things are Queer Дуэйна Майклса.


Художник Мауриц Эшер, голландец (вспомним, что знаменитая этикетка с упаковки какао была также нарисована в Голландии), использует этот же эффект Дросте в своем шедевре «Галерея гравюр». Эту связь подтверждает и сам Эшер: «Юноша слева смотрит на гравюру, на которой изображен он сам». Но мы никак не можем это проверить, потому что именно в том месте, куда обращен взгляд юноши, находится подпись художника на белом круге. Это слепое пятно всегда было загадкой. Сам Эшер говорил, что «там все настолько детально, что продолжать было бы невозможно». Какую загадку скрывает этот ореол? Что мы увидели бы, если бы Эшер продолжил рисовать в соответствии с общим сюжетом гравюры? Говоря о сюжете, мы имеем в виду сеть линий, которые соответствуют горизонталям и вертикалям на рисунке без деформаций. Например, эту сеть частично формируют линии, образующие «вертикальные» и «горизонтальные» стороны картин и окон.

То, что на самом деле находится за первой аркой, стало известно лишь в 2000 г., когда Хендрик Ленстра, соотечественник Эшера, проанализировал эту сетку линий. Сначала он восстановил «Галерею гравюр» без искажений, и в центре картины появился пустой участок в форме бесконечной спирали. Затем он заполнил этот участок на основе имеющихся частей картины.



Слева — «Галерея гравюр», справа — ее неискаженное изображение.

>(Источник: Notices of the AMS, том 50, номер 4.)


Бруно Эрнст, изучавший картину Эшера, так описывает последовательность увеличенных изображений неискаженной картины: «Юноша смотрит на гравюры Эшера в галерее искусств, и его взгляд падает на гравюру, очень похожую на гравюру „Сенгела, Мальта“ 1935 года. Юноша внимательно смотрит в верхний правый угол, где можно увидеть часть полуострова Сенгела. Там он замечает строение с навесом, очень похожее на галерею искусств, куда он только что вошел. Если мы уделим пристальное внимание деталям, то увидим, что в галерее представлены работы Эшера, и даже можно увидеть юношу, который рассматривает гравюру с тем же видом Мальты».



Последовательное увеличение неискаженного рисунка.

>(Источник: «Эффект Дросте и „Галерея гравюр“ Эшера», Бруно Эрнст.)


На основе математического описания сетки линий и выпрямленного рисунка Ленстра создал компьютерную программу, с помощью которой узнал, что же находится внутри таинственного ореола, и пошел дальше, чем Эшер… до бесконечности. Слепое пятно исчезло, и оказалось, что в центре «исправленной» версии «Галереи гравюр» вся картина повторяется бесконечное число раз. Любопытнее всего то, что сетку линий до самого центра можно было продолжить, даже не располагая исходным изображением внутри спирали.



Увеличенное изображение центральной части полной версии литографии.

>(Источник: «ЭффектДросте и „Галерея гравюр“ Эшера», Бруно Эрнст.)


Эшер был прав, когда говорил, что заполнить центральный круг невозможно, так как нужно работать с бесконечно большой точностью. Однако с помощью анимации можно передать всю информацию, которая содержится на картине.

То, как Эшер манипулировал пространством, делая это интуитивно, руководствуясь эстетическими принципами, необычно для мира искусства. Он использовал отражения, растяжения, деформации, проекции и другие аналогичные преобразования, с помощью которых скрывал в своих произведениях новые сложные миры.

Название этого раздела «Вселенная внутри круга» содержит отсылку к шедевру «Галерея гравюр», в центральном круге которого вся картина повторяется снова и снова, закручиваясь в бесконечную спираль. Оно также говорит о группе базовых элементов, которые использовал Эшер для бесконечного замощения центральной круговой области картины.

Фактически все картины Эшера можно разделить на три типа. На картинах первого типа изображены пейзажи и сцены из повседневной жизни, представленные с необычных ракурсов. На картинах второго типа мы видим невозможные фигуры и сооружения. К третьему типу относятся гравюры, на которых вся плоскость или ее часть раскалывается на части.

Покрытие поверхности мозаикой, в основе которой лежит цикличность и различные виды симметрии, создает ощущение бесконечности. Эшер упорно хотел изобразить бесконечность и был недоволен тем, что холст картины ограничивает его в этом. Он искал способ изобразить бесконечность в конечном пространстве и с этой целью начал создавать фигуры, покрытые сетчатым узором из кругов и квадратов.

Он стал рисовать серии повторяющихся фигур, вложенных одна в другую, начиная с края круглого или квадратного холста. По мере приближения к центру фигуры уменьшались в размерах. Тем не менее похоже, что и этим приемом он остался недоволен.

В 1958 г. он ознакомился со статьей британского ученого Гарольда Коксетера под названием Cristal Symmetry and Its Generalizations («Симметрия кристаллов и ее обобщения»), где описывался оригинальный способ укладки плиток, который вдохновил Эшера на новые поиски. Речь шла о разбиении круга на треугольники так, что их число возрастало по мере приближения к краю.

Этим рисунком Коксетер иллюстрировал модель неевклидова метрического пространства, называемого диск Пуанкаре. Диск Пуанкаре является моделью геометрии Лобачевского, в которой через одну точку можно провести несколько прямых, параллельных данной, о чем мы рассказывали в прошлой главе.


Рекомендуем почитать
Антикитерский механизм: Самое загадочное изобретение Античности

Это уникальное устройство перевернуло наши представления об античном мире. Однако история Антикитерского механизма, названного так в честь греческого острова Антикитера, у берегов которого со дна моря были подняты его обломки, полна темных пятен. Многие десятилетия он хранился в Национальном археологическом музее Греции, не привлекая к себе особого внимания.В научном мире о его существовании знали, но даже ученые не могли поверить, что это не мистификация, и поразительный механизм, использовавшийся для расчета движения небесных тел, действительно дошел до нас из глубины веков.


Технологии против человека

Технологии захватывают мир, и грани между естественным и рукотворным становятся все тоньше. Возможно, через пару десятилетий мы сможем искать информацию в интернете, лишь подумав об этом, – и жить многие сотни лет, искусственно обновляя своё тело. А если так случится – то что будет с человечеством? Что, если технологии избавят нас от необходимости работать, от старения и болезней? Всемирно признанный футуролог Герд Леонгард размышляет, как изменится мир вокруг нас и мы сами. В основу этой книги легло множество фактов и исследований, с помощью которых автор предсказывает будущее человечества.


Штурм неба

Воздушную оболочку Земли — атмосферу — образно называют воздушным океаном. Велик этот океан. Еще не так давно люди, живя на его дне, почти ничего не знали о строении атмосферы, о ее различных слоях, о температуре на разных высотах и т. д. Только в XX веке человек начал подробно изучать атмосферу Земли, раскрывать ее тайны. Много ярких страниц истории науки посвящено завоеванию воздушного океана. Много способов изыскали люди для того, чтобы изучить атмосферу нашей планеты. Об основных достижениях в этой области и рассказывается читателю в нашей небольшой книге.


Профиль равновесия

В природе все взаимосвязано. Деятельность человека меняет ход и направление естественных процессов. Она может быть созидательной, способствующей обогащению природы, а может и вести к разрушению биосферы, к загрязнению окружающей среды. Главная тема книги — мысль о нашей ответственности перед потомками за природу, о возможностях и обязанностях каждого участвовать в сохранении и разумном использовании богатств Земли.


Поистине светлая идея. Эдисон. Электрическое освещение

Томас Альва Эдисон — один из тех людей, кто внес наибольший вклад в тот облик мира, каким мы видим его сегодня. Этот американский изобретатель, самый плодовитый в XX веке, запатентовал более тысячи изобретений, которые еще при жизни сделали его легендарным. Он участвовал в создании фонографа, телеграфа, телефона и первых аппаратов, запечатлевающих движение, — предшественников кинематографа. Однако нет никаких сомнений в том, что его главное достижение — это электрическое освещение, пришедшее во все уголки планеты с созданием лампы накаливания, а также разработка первой электростанции.


История астрономии. Великие открытия с древности до Средневековья

Книга авторитетного британского ученого Джона Дрейера посвящена истории астрономии с древнейших времен до XVII века. Автор прослеживает эволюцию представлений об устройстве Вселенной, начиная с воззрений древних египтян, вавилонян и греков, освещает космологические теории Фалеса, Анаксимандра, Парменида и других греческих натурфилософов, знакомит с учением пифагорейцев и идеями Платона. Дрейер подробно описывает теорию концентрических планетных сфер Евдокса и Калиппа и геоцентрическую систему мироздания Птолемея.


Золотое сечение. Математический язык красоты

Можно ли выразить красоту с помощью формул и уравнений? Существует ли в мире единый стандарт прекрасного? Возможно ли измерить гармонию с помощью циркуля и линейки? Математика дает на все эти вопросы утвердительный ответ. Золотое сечение — ключ к пониманию секретов совершенства в природе и искусстве. Именно соблюдение «божественной пропорции» помогает художникам достигать эстетического идеала. Книга «Золотое сечение. Математический язык красоты» открывает серию «Мир математики» — уникальный проект, позволяющий читателю прикоснуться к тайнам этой удивительной науки.


Том 6. Четвертое измерение. Является ли наш мир тенью другой Вселенной?

Нечасто математические теории опускаются с высоких научных сфер до уровня массовой культуры. Тем не менее на рубеже XIX и XX веков люди были увлечены возможностью существования других измерений за пределами нашей трехмерной реальности. Благодаря ученым, которые использовали четвертое измерение для описания Вселенной, эта идея захватила воображение масс. Вопросом многомерности нашего мира интересовались философы, богословы, мистики, писатели и художники. Попробуем и мы проанализировать исследования математиков и порассуждать о том, насколько реально существование других измерений.


Том 16. Обман чувств. Наука о перспективе

Физика, астрономия, экономика и другие точные науки основаны на математике — это понятно всем. Но взаимосвязь математики и творчества не столь очевидна. А ведь она куда глубже и обширнее, чем думают многие из нас. Математика и творчество развивались параллельно друг другу на протяжении веков. (Например, открытие математической перспективы в эпоху Возрождения привело к перевороту в живописи.) Эта книга поможет читателю посмотреть на некоторые шедевры живописи и архитектуры «математическим взглядом» и попробовать понять замысел их создателей.


Секреты числа Пи. Почему неразрешима задача о квадратуре круга

Число π, пожалуй, самое удивительное и парадоксальное в мире математики. Несмотря на то что ему посвящено множество книг, оно по праву считается самым изученным и сказать о нем что-то новое довольно сложно, оно по-прежнему притягивает пытливые умы исследователей. Для людей, далеких от математики, число π окружено множеством загадок. Знаете ли вы, для чего ученые считают десятичные знаки числа π? Зачем нам необходим перечень первого миллиарда знаков π? Правда ли, что науке известно все о числе π и его знаках? На эти и многие другие вопросы поможет найти ответ данная книга.