Пионеры советского дизайна

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 22 Декабря 2011 в 10:52, реферат

Описание

Прежде чем начать исследование в области модульного проектирования в дизайне костюма следует дать определение понятию модуль.
Итак, модуль (от лат. modulus — «маленькая мера») — это составная часть, отделимая или хотя бы мысленно выделяемая из общего, а так же предварительно заданная величина, размер, кратным которому, принимаются остальные размеры при разработке проекта здания или при оценке существующего. Модульной обычно называют вещь, состоящую из чётко выраженных частей, которые нередко можно убирать или добавлять, не разрушая вещь в целом. [ ]
Понятие модуль используется в различных сферах и областях жизнедеятельности че

Работа состоит из  1 файл

Научно исследовательская часть.docx

— 153.78 Кб (Скачать документ)

  Научно-исследовательская часть

1.Понятие  модуля

   Прежде чем начать исследование в области модульного проектирования в дизайне костюма следует дать определение понятию модуль.

  Итак, модуль (от лат. modulus — «маленькая мера») — это составная часть, отделимая или хотя бы мысленно выделяемая из общего, а так же предварительно заданная величина, размер, кратным которому, принимаются остальные размеры при разработке проекта здания или при оценке существующего. Модульной обычно называют вещь, состоящую из чётко выраженных частей, которые нередко можно убирать или добавлять, не разрушая вещь в целом. [   ] 

  Понятие модуль используется в различных сферах и областях жизнедеятельности человека; это неотъемлемый компонент различных научных дисциплин. Обычно в науке, под модулем подразумевают  какой-либо важный коэффециент или величину (напр., м. упругости, м. зубьев зубчатого колеса) .

  В  математике  модуль  системы логарифмов, или м. перехода - постоянный множитель, на который нужно умножить логарифмы одной системы (при данном основании), чтобы получить логарифмы другой системы (при другом основании); равен единице, деленной на логарифм нового основания, взятый по старой системе; модуль (или абсолютная величина) комплексного числа z = х + iy есть число. При представлении комплексного числа z в тригонометрической форме z = r(cos j + i sin j) действительное число r равно модулю числа z. Модуль допускает следующее геометрическое истолкование: комплексное число z = х + iy можно изобразить вектором, исходящим из начала прямоугольной системы координат и имеющим конец в точке с координатами (х, у); длина этого вектора и есть М. комплексного числа z.

  Модуль  в электронике - функционально завершённый узел радиоэлектронной аппаратуры, оформленный конструктивно как самостоятельный продукт.

  Модуль  в программировании — функционально законченный фрагмент программы как часть её исходного текста.

  В  педагогике модуль — способ организации обучения с использованием законченных блоков учебного материала.

  Модуль  в полиграфии — предварительно заданная величина, основа модульной системы вёрстки.

  В  судостроении модуль — произведение длины между перпендикулярами, ширины и высоты борта.

  В  рекламе модуль — это размеры графики для печатной рекламы

  В архитектуре – условная  единица в строительстве и архитектуре (обычно размер одного из элементов сооружения), используемая для координации размеров частей сооружения и всего комплекса, приведения в гармоническое соответствие размеров целого и его частей.

   Исследуя вышеперечисленные определения, можно понять какую роль играет понятие модуля в нашей жизнедеятельности. Касаясь любой сферы или направления, модуль, являясь частью системы, составляет законченный ее элемент, который способствует гармоничной организации целого. Таким образом, модуль ускоряет и логически упрощает решение проблем в различных сферах и науках.

  

2.Модуль  и золотое сечение. 

2.1 Понятие золотого сечения

   Следует проследить историю возникновения модуля и модульного числа.  С понятием модуля неразрывно связано открытие и изучение золотого сечения.

    "Золотая пропорция" или "Золотое сечение" - гармоническое деление отрезка длиной "а" на две части таким образом, что большая его часть "х" является средней пропорциональной между всем отрезком и меньшей его частью:

  ,

  откуда 

 

a : b = b : c или с : b = b : а.

                    Рис. 1. Геометрическое изображение золотой пропорции

Рис. 2. Деление отрезка прямой по золотому сечению. BC = 1/2 AB; CD = BC

Из точки В восставляется перпендикуляр, равный половине АВ. Полученная точка С соединяется линией с точкой А. На полученной линии откладывается отрезок ВС, заканчивающийся точкой D. Отрезок AD переносится на прямую АВ. Полученная при этом точка Е делит отрезок АВ в соотношении золотой пропорции.

Отрезки золотой пропорции выражаются бесконечной  иррациональной дробью AE = 0,618..., если АВ принять за единицу, ВЕ = 0,382... Для практических целей часто используют приближенные значения 0,62 и 0,38. Если отрезок АВ принять за 100 частей, то большая часть отрезка равна 62, а меньшая – 38 частям.

Свойства  золотого сечения описываются уравнеием:

x2x – 1 = 0.

Решение этого уравнения:

Свойства  золотого сечения создали вокруг этого числа романтический ореол  таинственности и чуть ли не мистического поклонения. 

2.2  Второе  золотое сечение 

Болгарский  журнал «Отечество» (№10, 1983 г.) опубликовал  статью Цветана Цекова-Карандаша «О втором золотом сечении», которое вытекает из основного сечения и дает другое отношение 44 : 56.

Такая пропорция обнаружена в архитектуре, а также имеет место при  построении композиций изображений  удлиненного горизонтального формата.

Рис. 3. Построение второго золотого сечения

  Деление осуществляется следующим образом. Отрезок АВ делится в пропорции золотого сечения. Из точки С восставляется перпендикуляр СD. Радиусом АВ находится точка D, которая соединяется линией с точкой А. Прямой угол АСD делится пополам. Из точки С проводится линия до пересечения с линией AD. Точка Е делит отрезок AD в отношении 56 : 44.

Рис. 4. Деление прямоугольника линией второго золотого сечения

На рисунке  показано положение линии второго  золотого сечения. Она находится  посередине между линией золотого сечения  и средней линией прямоугольника. 
 

   2.3 История золотого сечения

  Принято считать, что понятие о золотом делении ввел в научный обиход Пифагор, древнегреческий философ и математик (VI в. до н.э.).

Задача золотого сечения весьма вероятно была решена еще пифагорейцами, что явилось своего рода жемчужиной пифагорейского учения о числовой гармонии мира. Вся древнегреческая культура развивалась под знаком золотой пропорции

  Есть предположение, что Пифагор свое знание золотого деления позаимствовал у египтян и вавилонян. И действительно, пропорции пирамиды Хеопса, храмов, барельефов, предметов быта и украшений из гробницы Тутанхамона свидетельствуют, что египетские мастера пользовались соотношениями золотого деления при их создании. Французский архитектор Ле Корбюзье нашел, что в рельефе из храма фараона Сети I в Абидосе и в рельефе, изображающем фараона Рамзеса, пропорции фигур соответствуют величинам золотого деления. Зодчий Хесира, изображенный на рельефе деревянной доски из гробницы его имени, держит в руках измерительные инструменты, в которых зафиксированы пропорции золотого деления.

Греки были искусными геометрами. Даже арифметике обучали своих детей при помощи геометрических фигур. Квадрат Пифагора и диагональ этого квадрата были основанием для построения динамических прямоугольников. Греки первые установили: пропорции хорошо сложенного человеческого тела подчиняются ее законам, что особенно хорошо видно на примере античных статуй.

Рис. 7. Динамические прямоугольники

Платон (427...347 гг. до н.э.) также знал о золотом  делении. Его диалог «Тимей» посвящен математическим и эстетическим воззрениям школы Пифагора и, в частности, вопросам золотого деления.

В фасаде древнегреческого храма Парфенона  присутствуют золотые пропорции. При  его раскопках обнаружены циркули, которыми пользовались архитекторы  и скульпторы античного мира. В  Помпейском циркуле (музей в Неаполе) также заложены пропорции золотого деления. 

Рис. 8. Античный циркуль золотого сечения

В дошедшей до нас античной литературе золотое  деление впервые упоминается  в «Началах» Евклида. Во 2-й книге  «Начал» дается геометрическое построение золотого деления После Евклида исследованием золотого деления занимались Гипсикл (II в. до н.э.), Папп (III в. н.э.) и др. В средневековой Европе с золотым делением познакомились по арабским переводам «Начал» Евклида. Переводчик Дж. Кампано из Наварры (III в.) сделал к переводу комментарии. Секреты золотого деления ревностно оберегались, хранились в строгой тайне. Они были известны только посвященным.

В эпоху  Ренессанса золотая пропорция возводится в ранг главного эстетического принципа. Интерес к золотому делению усиливается среди ученых и художников в связи с его применением как в геометрии, так и в искусстве, особенно в архитектуре. Леонардо-да-Винчи, Рафаэль, Микеланджело, Тициан и другие великие художники возрождения компонуют свои полотна, сознательно используя золотую пропорцию. Нидерландский композитор XV века Якоб Обрехт широко использует "Золотое сечение" в своих музыкальных композициях, которые до сих пор уподобляют "кафедральному собору", созданному гениальным архитектором.

Леонардо  да Винчи, художник и ученый, видел, что у итальянских художников эмпирический опыт большой, а знаний мало. Он задумал и начал писать книгу по геометрии, но в это время  появилась книга монаха Луки Пачоли, и Леонардо оставил свою затею. По мнению современников и историков науки, Лука Пачоли был настоящим светилом, величайшим математиком Италии в период между Фибоначчи и Галилеем. Лука Пачоли был учеником художника Пьеро делла Франчески, написавшего две книги, одна из которых называлась «О перспективе в живописи». Его считают творцом начертательной геометрии.

  Лука Пачоли прекрасно понимал значение науки для искусства.           В 1496 г по приглашению герцога Моро он приезжает в Милан, где читает лекции по математике. В Милане при дворе Моро в то время работал и Леонардо да Винчи. В 1509 г. в Венеции была издана книга Луки Пачоли «Божественная пропорция» с блестяще выполненными иллюстрациями, ввиду чего полагают, что их сделал Леонардо да Винчи. Книга была восторженным гимном золотой пропорции. Среди многих достоинств золотой пропорции монах Лука Пачоли не преминул назвать и ее «божественную суть» как выражение божественного триединства бог сын, бог отец и бог дух святой (подразумевалось, что малый отрезок есть олицетворение бога сына, больший отрезок – бога отца, а весь отрезок – бога духа святого).

Леонардо  да Винчи также много внимания уделял изучению золотого деления. Он производил сечения стереометрического тела, образованного правильными пятиугольниками, и каждый раз получал прямоугольники с отношениями сторон в золотом делении. Поэтому он дал этому делению название золотое сечение. Так оно и держится до сих пор как самое популярное.

  В то же время на севере Европы, в Германии, над теми же проблемами трудился Альбрехт Дюрер. Он делает наброски введения к первому варианту трактата о пропорциях. Дюрер пишет. «Необходимо, чтобы тот, кто что-либо умеет, обучил этому других, которые в этом нуждаются. Это я и вознамерился сделать».

Судя  по одному из писем Дюрера, он встречался с Лукой Пачоли во время пребывания в Италии. Альбрехт Дюрер подробно разрабатывает теорию пропорций человеческого тела. Важное место в своей системе соотношений Дюрер отводил золотому сечению. Рост человека делится в золотых пропорциях линией пояса, а также линией, проведенной через кончики средних пальцев опущенных рук, нижняя часть лица – ртом и т.д. Известен пропорциональный циркуль Дюрера.

Великий астроном XVI в. Иоган Кеплер назвал золотое сечение одним из сокровищ геометрии. Он первый обращает внимание на значение золотой пропорции для ботаники (рост растений и их строение).

Кеплер  называл золотую пропорцию продолжающей саму себя «Устроена она так, –  писал он, – что два младших  члена этой нескончаемой пропорции  в сумме дают третий член, а любые  два последних члена, если их сложить, дают следующий член, причем та же пропорция  сохраняется до бесконечности».

Построение  ряда отрезков золотой пропорции  можно производить как в сторону  увеличения (возрастающий ряд), так  и в сторону уменьшения (нисходящий ряд).

Если  на прямой произвольной длины, отложить отрезок m, рядом откладываем отрезок M. На основании этих двух отрезков выстраиваем шкалу отрезков золотой пропорции восходящего и нисходящего рядов

Рис. 9. Построение шкалы отрезков золотой пропорции

  

   В последующие века правило золотой пропорции превратилось в академический канон и, когда со временем в искусстве началась борьба с академической рутиной, в пылу борьбы «вместе с водой выплеснули и ребенка». Вновь «открыто» золотое сечение было в середине XIX в. В 1855 г. немецкий исследователь золотого сечения профессор Цейзинг опубликовал свой труд «Эстетические исследования». С Цейзингом произошло именно то, что и должно было неминуемо произойти с исследователем, который рассматривает явление как таковое, без связи с другими явлениями. Он абсолютизировал пропорцию золотого сечения, объявив ее универсальной для всех явлений природы и искусства. У Цейзинга были многочисленные последователи, но были и противники, которые объявили его учение о пропорциях «математической эстетикой».

Рис. 10. Золотые пропорции в частях тела человека

Рис. 11. Золотые пропорции в фигуре человека

  Цейзинг проделал колоссальную работу. Он измерил около двух тысяч человеческих тел и пришел к выводу, что золотое сечение выражает средний статистический закон. Деление тела точкой пупа – важнейший показатель золотого сечения. Пропорции мужского тела колеблются в пределах среднего отношения 13 : 8 = 1,625 и несколько ближе подходят к золотому сечению, чем пропорции женского тела, в отношении которого среднее значение пропорции выражается в соотношении 8 : 5 = 1,6. У новорожденного пропорция составляет отношение 1 : 1, к 13 годам она равна 1,6, а к 21 году равняется мужской. Пропорции золотого сечения проявляются и в отношении других частей тела – длина плеча, предплечья и кисти, кисти и пальцев и т.д.
  Справедливость своей теории Цейзинг проверял на греческих статуях. Наиболее подробно он разработал пропорции Аполлона Бельведерского. Подверглись исследованию греческие вазы, архитектурные сооружения различных эпох, растения, животные, птичьи яйца, музыкальные тона, стихотворные размеры. Цейзинг дал определение золотому сечению, показал, как оно выражается в отрезках прямой и в цифрах. Когда цифры, выражающие длины отрезков, были получены, Цейзинг увидел, что они составляют ряд Фибоначчи, который можно продолжать до бесконечности в одну и в другую сторону. Следующая его книга имела название «Золотое деление как основной морфологический закон в природе и искусстве». В 1876 г. в России была издана небольшая книжка, почти брошюра, с изложением этого труда Цейзинга. Автор укрылся под инициалами Ю.Ф.В. В этом издании не упомянуто ни одно произведение живописи.

В конце XIX – начале XX вв. появилось немало чисто формалистических теории о  применении золотого сечения в произведениях  искусства и архитектуры. С развитием дизайна и технической эстетики действие закона золотого сечения распространилось на конструирование машин, мебели и т.д. 

  2.4 Ряд Фиббоначи

  С историей золотого сечения косвенным образом связано имя итальянского математика монаха Леонардо из Пизы, более известного под именем Фибоначчи (сын Боначчи).

Ряд чисел 0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55 и т.д. известен как ряд Фибоначчи. Особенность  последовательности чисел состоит  в том, что каждый ее член, начиная  с третьего, равен сумме двух предыдущих 2 + 3 = 5; 3 + 5 = 8; 5 + 8 = 13, 8 + 13 = 21; 13 + 21 = 34 и  т.д., а отношение смежных чисел  ряда приближается к отношению золотого деления. Так, 21 : 34 = 0,617, а 34 : 55 = 0,618. Это отношение обозначается символом Ф. Только это отношение – 0,618 : 0,382 – дает непрерывное деление отрезка прямой в золотой пропорции, увеличение его или уменьшение до бесконечности, когда меньший отрезок так относится к большему, как больший ко всему.

   Наряду с прикладными исследованиями, ученые продолжают активно развивать теорию чисел Фибоначчи и золотого сечения. Советский математик Ю. Матиясевич с использованием чисел Фибоначчи решает 10-ю проблему Гильберта. Возникают изящные методы решения ряда кибернетических задач (теории поиска, игр, программирования) с использованием чисел Фибоначчи и золотого сечения. В США с 1963 года выпускает специальный журнал математическая Фибоначчи-ассоциация.

 Выдающимся  событием стало открытие в 1964 году Стаховым А.П. и Витенько И.В. обобщенных чисел Фибоначчи и обобщенных золотых сечений. Больше того, открытые на кончике пера эти открытия были подтверждены исследованиями. Так, например, инварианты известных волн электрической активности человеческого мозга равны обобщенным золотым сечениям. Хорошо изученные двойные сплавы обладают ярко выраженными особыми свойствам и (устойчивы в термическом отношении, тверды, износостойки, устойчивы к окислению и т.п.) Только в том случае, если удельные веса исходных компонентов связаны друг с другом одной из золотых обобщенных пропорций. Это позволило белорусскому философу Э.М. Сороко в своей работе "Структурная гармония систем" выдвинуть гипотезу о том, что золотые обобщенные сечения есть числовые инварианты не только человеческого мозга, но и любых самоорганизующих систем. Эта гипотеза (закон гармонии систем) может иметь фундаментальное значение для новой науки, изучающей процессы в самоорганизуемых системах - синергетики.

 Одним из путей решения проблемы надежности современных ЭВМ - является введение избыточности. Система счисления  с иррациональными основаниями  на основе чисел Фибоначчи и золотой  пропорции обладает такой избыточностью (кстати, классическая система счисления - двоичная, является частным случаем  такого счисления), что позволяет  создавать безотказные компьютеры с помехоустойчивыми свойствами. 

   2.5 Обобщенное  золотое сечение

  Ряд Фибоначчи мог бы остаться только математическим казусом, если бы не то обстоятельство, что все исследователи золотого деления в растительном и в животном мире, не говоря уже об искусстве, неизменно приходили к этому ряду как арифметическому выражению закона золотого деления.

   Выведена новая математическая формула для получения новых рядов чисел, подобных ряду Фиббоначи. Если n-й член этого ряда мы обозначим через φS (n), то получим общую формулу φS (n) = φS (n – 1) + φS (n S – 1). Очевидно, что при S = 0 из этой формулы мы получим «двоичный» ряд, при S = 1 – ряд Фибоначчи, при S = 2, 3, 4. новые ряды чисел, которые получили название S-чисел Фибоначчи.

В общем  виде золотая S-пропорция есть положительный корень уравнения золотого S-сечения xS+1 – xS – 1 = 0.

Отношения соседних S-чисел Фибоначчи с абсолютной математической точностью совпадают в пределе с золотыми S-пропорциями! Математики в таких случаях говорят, что золотые S-сечения являются числовыми инвариантами S-чисел Фибоначчи.

Факты, подтверждающие существование золотых  S-сечений в природе, приводит белорусский ученый Э.М. Сороко в книге «Структурная гармония систем» (Минск, «Наука и техника», 1984). Оказывается, например, что хорошо изученные двойные сплавы обладают особыми, ярко выраженными функциональными свойствами (устойчивы в термическом отношении, тверды, износостойки, устойчивы к окислению и т. п) только в том случае, если удельные веса исходных компонентов связаны друг с другом одной из золотых S-пропорций. Это позволило автору выдвинуть гипотезe о том, что золотые S-сечения есть числовые инварианты самоорганизующихся систем. Будучи подтвержденной экспериментально, эта гипотеза может иметь фундаментальное значение для развития синергетики – новой области науки, изучающей процессы в самоорганизующихся системах. 
 

2.7 Золотое сечение  и симметрия

  Золотое сечение нельзя рассматривать само по себе, отдельно, без связи с симметрией. Великий русский кристаллограф Г.В. Вульф (1863...1925) считал золотое сечение одним из проявлений симметрии.

  Золотое деление не есть проявление асимметрии, чего-то противоположного симметрии Согласно современным представлениям золотое деление – это асимметричная симметрия. В науку о симметрии вошли такие понятия, как статическая и динамическая симметрия. Статическая симметрия характеризует покой, равновесие, а динамическая – движение, рост. Так, в природе статическая симметрия представлена строением кристаллов, а в искусстве характеризует покой, равновесие и неподвижность. Динамическая симметрия выражает активность, характеризует движение, развитие, ритм, она – свидетельство жизни. Статической симметрии свойственны равные отрезки, равные величины. Динамической симметрии свойственно увеличение отрезков или их уменьшение, и оно выражается в величинах золотого сечения возрастающего или убывающего ряда.

 В наши дни интерес к золотой пропорции  возрос с новой силой. В целом  ряде музыковедческих работ подчеркивается наличие золотого сечения в композиции произведений Баха, Шопена, Бетховена. Сергей  

   Эйзенштейн использовал "Золотое сечение" при монтаже эпизодов своих картин. Академик Г.В. Церетели обнаруживает, что гармония стиха в поэме Шота Руставели "Витязь в тигровой шкуре" подчиняется золотому сечению.  

  2.6 Принципы формообразования в природе

   В XIX веке уже не художники, а ученые-экспериментаторы, изучавшие закономерности филлатаксиса (расположение цветков), вновь обратились к золотой пропорции. Оказалось, что цветки и семена подсолнуха, ромашки, чешуйки в плодах ананаса, хвойных шишках и т. д. "упакованы" по логарифмическим спиралям, завивающимся навстречу друг другу. При этом числа "правых" и "левых" спиралей всегда относятся друг к другу, как соседние числа Фибоначчи (13:8, 21:13, 34:21, 55:34), предел последовательности которых является золотая пропорция.

   Все, что приобретало какую-то форму, образовывалось, росло, стремилось занять место в пространстве и сохранить себя. Это стремление находит осуществление в основном в двух вариантах – рост вверх или расстилание по поверхности земли и закручивание по спирали.

Раковина  закручена по спирали. Если ее развернуть, то получается длина, немного уступающая длине змеи. Небольшая десятисантиметровая  раковина имеет спираль длиной 35 см. Спирали очень распространены в природе. Представление о золотом  сечении будет неполным, если не сказать о спирали.

Рис. 12. Спираль Архимеда

  Форма спирально завитой раковины привлекла внимание Архимеда. Он изучал ее и вывел уравнение спирали. Спираль, вычерченная по этому уравнению, называется его именем. Увеличение ее шага всегда равномерно. В настоящее время спираль Архимеда широко применяется в технике.

  Еще Гете подчеркивал тенденцию природы к спиральности. Винтообразное и спиралевидное расположение листьев на ветках деревьев подметили давно. Спираль увидели в расположении семян подсолнечника, в шишках сосны, ананасах, кактусах и т.д. Совместная работа ботаников и математиков пролила свет на эти удивительные явления природы. Выяснилось, что в расположении листьев на ветке (филотаксис), семян подсолнечника, шишек сосны проявляет себя ряд Фибоначчи, а стало быть, проявляет себя закон золотого сечения. Паук плетет паутину спиралеобразно. Спиралью закручивается ураган. Испуганное стадо северных оленей разбегается по спирали. Молекула ДНК закручена двойной спиралью. Гете называл спираль «кривой жизни».

Среди придорожных трав растет ничем не примечательное растение – цикорий. Приглядимся к нему внимательно. От основного стебля образовался  отросток. Тут же расположился первый листок.

Рис. 13. Цикорий

   Отросток делает сильный выброс в пространство, останавливается, выпускает листок, но уже короче первого, снова делает выброс в пространство, но уже меньшей силы, выпускает листок еще меньшего размера и снова выброс. Если первый выброс принять за 100 единиц, то второй равен 62 единицам, третий – 38, четвертый – 24 и т.д. Длина лепестков тоже подчинена золотой пропорции. В росте, завоевании пространства растение сохраняло определенные пропорции. Импульсы его роста постепенно уменьшались в пропорции золотого сечения.

Рис. 14. Ящерица живородящая

  В ящерице с первого взгляда улавливаются приятные для нашего глаза пропорции – длина ее хвоста так относится к длине остального тела, как 62 к 38.

  И в растительном, и в животном мире настойчиво пробивается формообразующая тенденция природы – симметрия относительно направления роста и движения. Здесь золотое сечение проявляется в пропорциях частей перпендикулярно к направлению роста.

  Природа осуществила деление на симметричные части и золотые пропорции. В частях проявляется повторение строения целого.

Рис. 15. Яйцо птицы

  Великий Гете, поэт, естествоиспытатель и художник (он рисовал и писал акварелью), мечтал о создании единого учения о форме, образовании и преобразовании органических тел. Это он ввел в научный обиход термин морфология.

  Пьер Кюри в начале нашего столетия сформулировал ряд глубоких идей симметрии. Он утверждал, что нельзя рассматривать симметрию какого-либо тела, не учитывая симметрию окружающей среды.

  Закономерности «золотой» симметрии проявляются в энергетических переходах элементарных частиц, в строении некоторых химических соединений, в планетарных и космических системах, в генных структурах живых организмов. Эти закономерности, как указано выше, есть в строении отдельных органов человека и тела в целом, а также проявляются в биоритмах и функционировании головного мозга и зрительного восприятия.

  

  3.Модуль и модульное строение в природе.

   Одним из источников разработки принципов структурной комбинаторики является изучение форм живой природы. Некоторые авторы, занимаясь вопросами бионики, затрагивают и явления модульного стандарта, встречающиеся в природе. Ю. С. Лебедев приходит к выводу, что в живой природе повторение однотипных элементов вызвано функциональной необходимостью продолжения рода, экономией времени и ресурсов. По его наблюдениям, некоторые типы элементов встречаются в живых организмах настолько часто, что могут быть названы универсальными - например, шестиугольник. Эта элементарная стандартная форма встречается и в структуре глаза мухи, и в панцире черепахи, и в сосудах растений. Обладая большой подвижностью, подобные элементы играют определенную роль в приспособляемости живых организмов к изменившимся условиям существования, то есть стандартный элемент (клетка) в структуре живого организма дает возможность организму быстро перестраиваться, образовывать разнообразные комбинации клеток. 
  Изучение сложных живых систем и различных комбинаций форм живой природы позволяет человеку использовать их закономерности в конструировании искусственного предметного мира, решать многие практические вопросы, касающиеся экономии материала, способов создания сборных конструкций из отдельных стандартных элементов и т.д. 
   Исследования закономерностей формообразования в живой и неживой природе помогают человеку вывести объективные законы красоты ее форм и на основе извлеченных из природы принципов гармонии создавать искусственные конструкции, не только функциональные и прочные, но и не уступающие природным по гармонии и красоте.

  Наука, занимающаяся изучением основных закономерностей и принципов построения форм живых и неживых объектов в природе называется бионикой.

  В последние годы в работах ботаников все чаще встречаются выражения типа «модульная теория», «модульная структура», «принципы модульной организации» и т. п., что дает повод говорить о быстром распространении новой концепции строения растений.

  Модульная теория развития растений представляет собой современный этап развития гётевской морфологии растений — науки о превращении органических форм. Появление этой науки связано с применением в описательной ботанике одного из общенаучных методов, называемого в настоящее время структурным.

  В  основе любой науки лежит представление  о структурном элементе и его  свойствах, которые и являются предметом изучения. В физике таким элементом является атом, в химии — химический элемент, в цитологии — клетка, в генетике — ген и т. п. С момента вы-

деления основного элемента строения какого-либо класса систем — физических, химических, биологических и т. п. — появляется соответствующий раздел естествознания.

  В этой связи появление модульной теории представляет собой попытку переосмысления строения биологических систем в духе современного расчленения органических форм на генотип и фенотип. Новое концептуальное расчленение можно назвать морфологическим

(в смысле  гётевской морфологии). В рамках  этого подхода элементы системы  выделяются не инструментально, а операционально, что корректирует прежнее, сугубо анатомическое членение.

На молекулярном уровне организации живых систем их анатомия, в сущности, совпадает с морфологией, а инструментальное расчленение не отличается от операционального. С повышением уровня организации различия между этими подходами становятся все более заметными, что требует осознанного их применения. У многоклеточных организмов помимо клеток и тканей имеются и другие структурно-функциональные блоки, о чем говорил еще В. Беклемишев (1925, 1994). Все эти блоки, как известные, так и неизвестные, можно назвать модулями, поскольку каждый из них состоит из повторяющихся элементов, из которых складываются, в свою очередь, элементы более высокого уровня. Конструкционный модуль, в нашем понимании, — это общее наименование всех структурно-функциональных единиц развивающейся системы на всех уровнях ее организации, независимо от того, получают или нет эти единицы самостоятельное морфо-

логическое  проявление. Естественную иерархию модулей задает последовательная реализация программы развития.

  Модульная и унитарная организации – это два крупных ядра огромного континуума живых организмов. В пределах периферии этого континуума есть живые объекты в разной степени сочетающие признаки и свойства модульной и унитарной организаций

Типичная  модульная организация предполагает достаточно полное проявление таких признаков, как модульное строение и открытый рост (циклический морфогенез) на уровне всего живого объекта.

   Анализ с позиции концепции модульной организации различных живых существ позволяет полнее и глубже понять их организационные особенности. 

  Модульная организация и близкие к ней организационные варианты

представлены не только в разных таксонах живых существ, но и в разных биологических группах. Анализ основных аспектов разнообразия модульных организмов (таксономический, тип метаболизма и экоморфологическая группа, тип структурной организации, степень морфологического расчленения тела, степень

целостности) позволяет продемонстрировать широкие спектры по каждой группе признаков и характеристик, что дает возможность подбирать модельные объекты для исследования любых общебиологических проблем.

  Модульная  и унитарная организации представлены во всех царствах системы органического мира; модульная организация наиболее широко распространена у грибов и растений; среди высших растений практически отсутствуют “типичные” унитарные формы; среди хордовых преобладают типичные унитарные организмы, признаки модульной организации можно отметить только у некоторых оболочников ; “высшие”таксоны характеризуются явным преобладанием какого-либо одного типа организации.

  Живые объекты с модульной организацией демонстрируют широчайший спектр разных типов структурной организации.

  Морфологическое и анатомическое расчленение тела модульных организмов различно. При её анализе большой интерес представляет оценка уровня  функционально-структурной дифференциации, который можно определить посредством выяснения структурного уровня элементарного модуля, наличия или отсутствия в пределах тела структурно-функциональных подсистем (например корневая система и побеговая система высших растений) и возможности выделения на макроморфологическом уровне структурных единиц достаточно высокого ранга структурной иерархии.

  Элементарные модули обладают разной степенью внешнего и

внутреннего расчленения. Наибольшее разнообразие вариантов строения элементарного модуля можно обнаружить у многоклеточных организмов . При этом модули многоклеточных организмов-колоний (например, у асцидий) в большей степени приближаются по своей структуре к организменному плану строения.

  Живые  организмы с модульной организацией демонстрируют широчайший спектр объектов разной степени целостности, что сделало практически неразрешимой проблему поиска индивида при модульной организации [2; 16]. Степень целостности – интегральная характеристика, которая определяется разными группами критериев.

  Так, на клеточном уровне организации, например, среди колониальных круглоресничных инфузорий мы обнаруживаем  временные колонии, которые быстро распадаются на бродяжки и более устойчивые колонии. У многоклеточных модульных организмов спектр форм с разной степенью целостности – еще шире. Крайне низкой степенью целостности обладают губки, у которых в силу слабой структурной дифференциации слабой выраженности морфогенетических циклов и модулей не всегда признают наличие МТО.

  Таким образом, живые организмы с модульной организацией характеризуются разными типами метаболизма, значительным таксономическим, экоморфологическим, структурным разнообразием и представляют формы с разным типом структурной организации, разной степени сложности и степени целостности.

  Организм  модульных в некоторой степени напоминает популяцию унитарных.

  Повышение  уровня целостности  морфогенеза и онтогенеза – одно из общих направлений эволюции живых организмов.  В ходе её реализации у модульных объектов возможно появление некоторых признаков сходства с унитарным типом организации.

  В  рамках модульной организации  возможно достижение высокой целостности морфогенетических процессов на уровне  отдельных структур. У растений к таким структурам можно отнести почки), листья, цветки, специализированные цветоносы. У животных – зооиды. Сходство с признаками унитарных объектов при этом увеличивается благодаря стабилизации числа элементов (цветки).

   Единицы разного ранга структурной иерархии самоподобны с точки зрения основных черт их строения и функционирования, но различаются степенью определенности своего состава и степенью автономности.

 Таким образом, концепцию модульной организации можно рассматривать как средство развития теоретического аппарата биологии и инструмент детального организационного анализа живых существ. Модульные организмы могут быть интересными объектами не только для  других разделов общебиологических исследований, но и для исследования законов формообразования в других областях и дисциплинах.

 

      4.  Модуль в искусстве

   Модуль является одним из фундаментальных  составляющих  в искусстве. Использование  модуля позволяет  создать  целостное восприятие предмета  искусства при наличии его  деления на структурные части.  В связи с этим принцип модульного  проектирования встречается практически  во всех видах  искусства:  архитектуре, скульптуре, графике,  живописи, декоративно-прикладном искусстве,  и конечно же в костюме. 

    

  В архитектуре, условная единица, принимаемая для координации размеров частей здания или комплекса. В архитектуре разных народов в зависимости от особенностей строительной техники и композиции зданий за М. принимались разные величины. М. сооружения могут быть: одно из основных его измерений (диаметр купола или стороны помещения в средневековых сводчатых постройках Европы и Средней Азии), размер отдельного элемента сооружения (диаметр колонны, ширина Триглифа в ордерной античной архитектуре) или размер строительного изделия (длина кирпича, бревна). В качестве М. используются также и непосредственно меры длины (фут, сажень, метр и др.), образуя т. н. линейный М.

   Возникнув вследствие технической  необходимости, М. стал и одним  из средств архитектурной композиции, которое используется для приведения  в гармоническое соответствие  размеров целого и его частей (например, Золотое сечение в античной  архитектуре, Модулор в практике Ле Корбюзье). Однако применение М. никогда не означало механического расчёта всех величин: в поисках выразительных соотношений архитекторы вносили в соразмерность частей поправки, учитывающие особенности зрительного восприятия. В архитектуре 2-й половины 20 в., в связи с развитием методов сборного индустриального строительства, постоянные линейные М. получили особенно большое техническое значение как средство согласования планировочных и конструктивных элементов зданий, их унификации и стандартизации.

   Основной М. размером в 10 см, производные от него укрупнённые  (3 М., 6 М., 12 М., 15 М., 30 М., 60 М.) и дробные  М. вместе с правилами их  применения составляют модульную  систему. Они установлены советскими, зарубежными и международными  нормами и стандартами.

модулёр, модюлор (франц. modulor), система пропорций, предложенная в 1940-х годах французским архитектором Ле Корбюзье и его сотрудниками. Модулор основывается на размерах и пропорциях человеческого тела (исходные величины - условный рост человека, его высота до солнечного сплетения и с поднятой рукой, принятые равными 183, 113 и 226 см), на золотом сечении и рядах чисел Фибоначчи. Введение модулора преследовало цели внести в современную архитектуру и художественное конструирование модуль, основанный на измерении человека. Модулор последовательно использован в ряде построек самого Ле Корбюзье и оказал известное влияние на практику мировой архитектуры и особенно дизайна.  Ле Корбюзье разработал сложную систему конструирования, основанную на золотом сечении и пропорциях человеческого тела. Он назвал систему модулором, приняв в ней за отправные три анатомические точки - макушку, солнечное сплетение и верхнюю точку поднятой руки человека.

  Если абстрактно взглянуть на наш мир, его можно представить в виде единой матричной системы, условно составленной из ячеек (рис.1).  Изменение одного из параметров, влияющих на формирование этой матрицы, может повлечь за собой сдвижки этих самых ячеек или попросту их исчезновение. Что мы сейчас и наблюдаем в процессах, протекающих в мировом сообществе.

В настоящее  время перед обществом стоит задача найти новые механизмы: создать методы, направленные на оптимизацию ресурсов, расходов, пространства и других факторов. Такая альтернатива существует в архитектуре, имеющей модульную структуру.

    Рассмотрим развитие модульной архитектуры сквозь призму времени. Путь развития архитектуры относительно недолог.

. Проанализировав  историю архитектуры с точки  зрения таких разрозненных участков, соединив их и дополнив недостающие  этапы развития, как звенья непрерывной  эволюционной цепи, мы можем восстановить  нереализованный путь развития  архитектуры. 

   Среди нереализованных ветвей есть и такие, в основе которых заложена структурная закономерность, близкая к основам модульной архитектуры. Например, формообразование конструктивистов или идеи метаболистов. Что касается последних, в 1960-е годы японскими архитекторами Кишо Куракава, Кионори Кинутаке и др. были созданы капсульные постройки с заменяемыми и наращиваемыми ячейками: башня «Накосин» в Токио, проект высотной застройки в Гинджуку, дом с трансформирующимся пространством в Токио («Дом неба») и др. В основе этих архитектурных объектов заложены принципы формообразования не свойственные эпохе в целом: в них действуют законы не художественного языка архитектуры, а иные упорядочивающие системы, такие как основы композиции, принципы пространственного структурирования и др.

   Кроме того, и в самой природе заложены структурные принципы построения (линейные структуры повторяются в строении русла реки с притоками, в морозном узоре, в звездном небе, клеточном строении живой ткани, кристаллических образованиях и т. д.). Напрашивается вывод о том, что модульное формообразование архитектуры не является инновационным, его зачатки просматриваются в истории. Но только сейчас возникла ситуация, вынуждающая эту «не реализованную ветвь» перейти в новое состояние. Именно сегодня сложились такие условия, которые и создали «точку актуализации» для модульного заполнения пространства.

  В  современном мире произошли такие изменения (глобализация, например), что современный мир стал являть собой единую упорядоченную систему, отличную от той, в которой он существовал ранее. Теперь каждый стремится занять свое место в обществе и заполнить свою ячейку. Поэтому модульный подход является прототипом или отражением современного общества. Наверное, именно трансформация мировой системы и привела к созданию (к «точке актуализации») модульного принципа формообразования пространства.

  Преимущества  концепции модульного строительства заключается в том , что отдельные части архитектурного объекта получают возможность автономного существования, как с точки зрения архитектурной самодостаточности, так и с функциональной точки зрения (рис 3). Разработав один модуль, мы уже получаем целостную композицию, которая при наращивании модулей лишь усложняется. При помощи модульного принципа формообразования, мы можем прийти к новому пути освоения пространства, в котором единичный модуль уже является завершенной структурой и имеет возможность жить самостоятельно, не дожидаясь окончания строительства всей системы, как это происходит с одноконкуртными целостными мегаструктурами. Кроме того, система может находиться в постоянном видоизменении, наращивании, трансформации, в зависимости от экономических возможностей, социальных, эстетических и других потребностей общества.

   Такой модульный принцип формообразования применим как отдельно к дому, так и к созданию городского пространства. Ведь объект строительной деятельности развивается от отдельного здания к группе функционально-взаимосвязанных сооружений и затем – к архитектурному ансамблю, который может быть представлен как пространственно-органический комплекс и даже как целый городской организм. Например, теми же метаболистами город воспринимался как человеческий организм, формирующийся по принципу модульности – принципу построения систем, согласно которому функционально связанные части группируются в законченные узлы – модули. Питером Куком была разработана концепция «шагающего города», которая предполагает присоединение и отключение друг от друга функциональных ячеек городской агломерации. И таким образом, при возможности автономного существования отдельных ячеек архитектурного пространства неизбежным станет факт появления иной городской инфраструктуры. 

4.2 Модуль в  графике

   Модуль является одним из способов соизмерения целого и его частей.    

  Модуль  — размер или элемент, повторяющийся  неоднократно в целом и его  частях. Любая мера длины может  являться модулем. При строительстве  греческих храмов, чтобы добиться  соразмерности, использовали также  и модуль. Модулем мог служить радиус или диаметр колонны, расстояние между колоннами. Витрувий, римский зодчий 1 в. до н.э., в своем трактате об архитектуре писал, что пропорция есть соответствие между членами всего произведения и его целым — по отношению к части, принятой за исходную, на чем и основана вся соразмерность, и соразмерность есть строгая гармония отдельных частей самого сооружения и соответствие отдельных частей и всего целого одной определенной части, принятой за исходную.

  В  прикладной графике модуль широко  используется при конструировании  книг, журналов, газет, каталогов,  проспектов, всяческих печатных  изданий. Применение модульных  сеток помогает упорядочить расположение  текстов и иллюстраций, способствует  созданию композиционного единства. В основе модульного конструирования  печатных изданий лежит комбинация  вертикальных и горизонтальных  линий, образующих сетку, делящих  лист (страницу) на прямоугольники, предназначенные для распределения  текста, иллюстраций и пробелов  между ними. Этот прямоугольный  модуль (их может быть несколько)  определяет ритмически организованное  распределение материала в печатном  издании. Существуют сетки различного  рисунка и степени сложности.  А. Херлберт приводит в своей книге «Сетка» образцы модульных сеток для журналов, книг, газет.

 Система сеток благодаря четкой модульной основе позволяет ввести в процесс проектирования издания электронные программы. 

  В прикладной, промышленной графике модульную сетку применяют при конструировании всевозможных рекламных изданиии, в особенности при проектировании графического фирменного стиля. Модульную сетку применяют при конструировании различных знаков, знаков визуальных коммуникаций, товарных знаков и др.

 Коммуникационный знак для Олимпийских игр в Мюнхене,

построенный на модульной сетке.

  В  основу модульных сеток часто  бывает положен квадрат. Квадрат очень удобный модуль. Он широко используется как модуль в современной мебельной промышленности, в собенности, при конструировании сборной мебели, «стенок». Двойной квадрат издавна известен как модуль традиционного японского дома, где размеры комнат находились в соответствии с тем, сколько раз уложится на полу циновка-татами, имеющая пропорции двойного квадрата.  

Информация о работе Пионеры советского дизайна