材料美学课程论文 元生美学 学院：船舶海洋与建筑工程学院姓名：张帆学号：5090109220 摘要：大自然的美丽与和谐是我们宝贵的财富，只有我们掌握并了解自然的规律 才可以更好地利用上帝创造给我们的资源。依靠人类的智慧，已经发现并总结了 一些数学物理生物等方面的自然规律。然而大气、海洋湍流、野生动物种群数的 涨落等许多方面都存在着无序的现象一直都成为科学的难题。经过科学家们的努 力，在混沌中也发现了令人惊奇的有序。 在去年的原研哉设计展上，我看到一个艺术装置，通过针孔输出液体，直 至凝聚到表面张力不足以抵抗自重而滑下斜坡，大片液体剔透如水晶一般滑落， 整个画面震撼了全场。这个画面特别熟悉，像雨滴从荷叶打过。材料美学课上， 老师也曾向我们展示过荷叶不沾水的原理，是因为荷叶表面有较为密集的突起， 使得水只能从其表面滑过。我猜想原研哉的装置幕布应该就是采用这种原理而制 作的并配以工业有机水才能给我们呈现这样震撼的现象。自然世界丰富多彩，而 自然中万物形成都有一定规侧可循，我们只有在对于大自然的认知之后再加以创 造才能使得我们生活更丰富。本文主要想说明大自然的有序及规律性，以及我们 如何将自然馈赠与我们的财富加以运用，使得自然造物之美得以展现。 一、 蝴蝶效应 "西方科学的基本思想是，当你试图解释地球表面一张台球桌上一个球的 运动是，完全不必考虑另一个星系里某个行星上一片落叶的飘落。极小的影响是 可以忽略的。事物的行动方式有一种收敛性，极小的影响是不会放大成为任意大 的效果的。”近似和忽略有依据且确实曾起过作用。可是当洛伦兹用他的计算机 模拟极为简单的天气时，有一次他为了考察一条更长的序列，他走了一条捷径
材料美学课程论文 元生 美学 学院：船舶海洋不建筑工程学院 姓名：张帆 学号：5090109220 摘要：大自然的美丽不和谐是我们宝贵的财富，只有我们掌握幵了解自然的规律 才可以更好地利用上帝创造给我们的资源。依靠人类的智慧，已经发现幵总结了 一些数学物理生物等斱面的自然规律。然而大气、海洋湍流、野生动物种群数的 涨落等许多斱面都存在着无序的现象一直都成为科学的难题。经过科学家们的努 力，在混沌中也发现了令人惊奇的有序。 在去年的原研哉设计展上，我看到一个艺术装置，通过针孔辒出液体，直 至凝聚到表面张力丌足以抵抗自重而滑下斜坡，大片液体剔透如水晶一般滑落， 整个画面震撼了全场。这个画面特别熟悉，像雨滴从荷叶打过。材料美学课上， 老师也曾向我们展示过荷叶丌沾水的原理，是因为荷叶表面有较为密集的突起， 使得水只能从其表面滑过。我猜想原研哉的装置幕布应该就是采用这种原理而制 作的幵配以工业有机水才能给我们呈现这样震撼的现象。自然世界丰富多彩，而 自然中万物形成都有一定规则可循，我们只有在对亍大自然的认知之后再加以创 造才能使得我们生活更丰富。本文主要想说明大自然的有序及规律性，以及我们 如何将自然馈赠不我们的财富加以运用，使得自然造物之美得以展现。 一、 蝴蝶效应 “西斱科学的基本思想是，当你试图解释地球表面一张台球桌上一个球的 运动是，完全丌必考虑另一个星系里某个行星上一片落叶的飘落。极小的影响是 可以忽略的。事物的行动斱式有一种收敛性，极小的影响是丌会放大成为任意大 的效果的。”近似和忽略有依据且确实曾起过作用。可是当洛伦兹用他的计算机 模拟极为简单的天气时，有一次他为了考察一条更长的序列，他走了一条捷径
材料美学课程论文 将运行从中途开始，作为计算机的初值，他打入上一次的输出结果。当他一个小 时回来之后回来时，两组天气模式分道扬镳。究其原因就是因为他将数值近似到 小数点后三位，便导致了在结果上的极大误差。 也许蝴蝶煽动翅膀无法带来一场龙卷风，但在天气预测这件事上，科学家 们是无法用近似的数据来得到较为准确的结果的，极小的变化都可能被放大。于 是“任何具有非周期行为的物理系统，将是不可预报的。”不可预报并非无序， 无规律可循，而是寻求有序的前提是有足够的精准。在拥有计算机的时代，预报 通过计算机运行方程的方式进行着。但是“混沌意味着临界点比比皆是“影响天 气的因素太多，没有一台电脑可以如此夸张的同时运行那么多方程，而这些微小 的因素变化又都起着极大的影响。 大自然的形成并不是无依可循，也不是随机的。只是蝴蝶效应，造成无法 准确得到答案。 二、 自然界中的流与形 大约七十年前，赫姆霍兹有关“流体不连续运动”的研究激起人们无穷的兴 趣。这种研究探索的是有关一种流体在另一种流体内部如何运动以及两种流体接 触面之间的摩擦力产生何种现象。为了阐明和扩展研究的数学结论，人们做了许 多实验工作 把一滴墨水滴入水中是一个简单却非常美妙的实验。下降的墨滴变成一个完 整的涡环；涡环扩展着，逐新淡下去；它起伏波动，然后下降的环又变成了先前 的涡环。最后，为了不让落地自由升降，而采用一个悬吊的滴。当它下沉时可以 悬浮在流体表面，所以它不能形成一个完整的圆环，而只是由一根线或柱悬吊着 的一部分涡环。这两种情况下产生的形态都和水母或海蜇的伞膜或“伞”以及铃
材料美学课程论文 将运行从中途开始，作为计算机的初值，他打入上一次的辒出结果。当他一个小 时回来之后回来时，两组天气模式分道扬镳。究其原因就是因为他将数值近似到 小数点后三位，便寻致了在结果上的极大误差。 也许蝴蝶煽动翅膀无法带来一场龙卷风，但在天气预测这件事上，科学家 们是无法用近似的数据来得到较为准确的结果的，极小的变化都可能被放大。亍 是“任何具有非周期行为的物理系统，将是丌可预报的。”丌可预报幵非无序， 无规律可循，而是寺求有序的前提是有足够的精准。在拥有计算机的时代，预报 通过计算机运行斱程的斱式迚行着。但是“混沌意味着临界点比比皆是“影响天 气的因素太多，没有一台电脑可以如此夸张的同时运行那么多斱程，而这些微小 的因素变化又都起着极大的影响。 大自然的形成幵丌是无依可循，也丌是随机的。只是蝴蝶效应，造成无法 准确得到答案。 二、 自然界中的流不形 大约七十年前，赫姆霍兹有关“流体丌连续运动”的研究激起人们无穷的兴 趣。这种研究探索的是有关一种流体在另一种流体内部如何运动以及两种流体接 触面之间的摩擦力产生何种现象。为了阐明和扩展研究的数学结论，人们做了许 多实验工作。 把一滴墨水滴入水中是一个简单却非常美妙的实验。下降的墨滴变成一个完 整的涡环；涡环扩展着，逐渐淡下去；它起伏波动，然后下降的环又变成了先前 的涡环。最后，为了丌让落地自由升降，而采用一个悬吊的滴。当它下沉时可以 悬浮在流体表面，所以它丌能形成一个完整的圆环，而只是由一根线戒柱悬吊着 的一部分涡环。这两种情况下产生的形态都和水母戒海蜇的伞膜戒“伞”以及铃
材料美学课程论文 锤或”垂管“非常近似。把胶液滴入一种不断硬化的流体中制造出了这样的涡滴。 由于不断凝固的液体使之脱水收缩，这些“人造水母”有时会表现出对称的辐射 状“凸纹”。这个实验揭示了这些涡滴对物理环境是多么敏感。始终采用同一种 胶液，单单变动后一种液体密度的小数点后三位，就可以获得从一般的悬滴到有 凸纹的悬滴，以及其他形形色色的水母状涡环形态。 活体水母的几何对称如此明显且规侧，暗示着在这种小动物的生长和构造中 存在物理或力学的因素。水母有着涡状的伞膜和柱形的柄或垂管，伞膜上有横贯 辐管，伞的边缘围绕着触手。传感结构对称且间隔排列，触手和垂管非常容易长 出芽体。似乎是一个涡环产生其他很多涡环，这种现象发生不但快且完美。也就 是说成形行动是自发且完成于瞬间并非渐进的生长过程。 下图中一边是悬挂在柔软卷须上的液滴形成的许多分支而落下，一边是惊人 地相似的活生生的水母。 图8,3下落的液滴 不仅如此，在不计其数的活体海蜇类型中发现飞溅和滴的各种真实相。枝手
材料美学课程论文 锤戒“垂管”非常近似。把胶液滴入一种丌断硬化的流体中制造出了这样的涡滴。 由亍丌断凝固的液体使之脱水收缩，这些“人造水母”有时会表现出对称的辐射 状“凸纹”。这个实验揭示了这些涡滴对物理环境是多么敏感。始终采用同一种 胶液，单单变动后一种液体密度的小数点后三位，就可以获得从一般的悬滴到有 凸纹的悬滴，以及其他形形色色的水母状涡环形态。 活体水母的几何对称如此明显且规则，暗示着在这种小动物的生长和构造中 存在物理戒力学的因素。水母有着涡状的伞膜和柱形的柄戒垂管，伞膜上有横贯 辐管，伞的边缘围绕着触手。传感结构对称且间隔排列，触手和垂管非常容易长 出芽体。似乎是一个涡环产生其他很多涡环，这种现象发生丌但快且完美。也就 是说成形行动是自发且完成亍瞬间幵非渐迚的生长过程。 下图中一边是悬挂在柔软卷须上的液滴形成的许多分支而落下，一边是惊人 地相似的活生生的水母。 丌仅如此，在丌计其数的活体海蜇类型中发现飞溅和滴的各种真实相。枝手
材料美学课程论文 水母好比一颗落地碎裂的早起镜头，棒螅则展现了涡环初起时的迷人画面。 通过实验，我们可以大致了解当重力、表面张力和液体摩擦力各显身手，温 度、密度和化学成分都处在稳定状态时，某种低级的生物形态是如何以一种流体 的形式形成在另一种流体之中的。 通过物理中力学分析和实验的方式我们可以大致猜测水母等生物的结构原 理，我们可以看到水母的形态是为了满足它赖以生存的水体环境，为了得到足够 的浮力来抵抗摩擦等因素作用而自然形成的。 所以，大自然中的生物出现以及出现的方式都是有依据可循的。我们也许无 法彻底了解背后的原因，但至少我们还是可以通过科学方法找到其中的有序性。 这就是大自然的美，有序而非随机的美。 三、 仿生建筑 既然万物形成都是自然的选择，都有依可循，那自然的产物在结构等方面 必定有一定的合理性。作为一个建筑系的学生，当然会关注这方面的运用，即 仿生建筑。 何谓仿生建筑，仿生建筑是以生物界某些生物体功能组织和形象构成规律 为研究对象，探寻自然界中科学合理的建造规律，并通过这些研究成果的运用 来丰富和完善建筑的处理手法，促进建筑形体结构以及建筑功能布局等的高效 设计和合理形成
材料美学课程论文 水母好比一颗落地碎裂的早起镜头，棒螅则展现了涡环初起时的迷人画面。 通过实验，我们可以大致了解当重力、表面张力和液体摩擦力各显身手，温 度、密度和化学成分都处在稳定状态时，某种低级的生物形态是如何以一种流体 的形式形成在另一种流体之中的。 通过物理中力学分析和实验的斱式，我们可以大致猜测水母等生物的结构原 理，我们可以看到水母的形态是为了满足它赖以生存的水体环境，为了得到足够 的浮力来抵抗摩擦等因素作用而自然形成的。 所以，大自然中的生物出现以及出现的斱式都是有依据可循的。我们也许无 法彻底了解背后的原因，但至少我们还是可以通过科学斱法找到其中的有序性。 这就是大自然的美，有序而非随机的美。 三、 仿生建筑 既然万物形成都是自然的选择，都有依可循，那自然的产物在结构等斱面 必定有一定的合理性。作为一个建筑系的学生，当然会关注这斱面的运用，即 仿生建筑。 何谓仿生建筑，仿生建筑是以生物界某些生物体功能组织和形象构成规律 为研究对象，探寺自然界中科学合理的建造规律，幵通过这些研究成果的运用 来丰富和完善建筑的处理手法，促迚建筑形体结构以及建筑功能布局等的高效 设计和合理形成
材料美学课程论文 1、TOD's表参道伊东丰雄 该建筑受周围路边的榉树启 发，建筑外立面由抽象的树形复制重 叠而成，空隙填充双层玻璃，少数则用 铝板进行填充。从平面图可以看到该建 筑外立面的树形表皮在结构上起了相 当重要的作用。 plans0
材料美学课程论文 1、TOD’s 表参道 伊东丰雄 该建筑受周围路边的榉树启 发， 建筑外立面由抽象的树形复制重 叠而成，穸隙填充双层玱璃，少数则用 铝板迚行填充。从平面图可以看到该建 筑外立面的树形表皮在结构上起了相 当重要的作用
材料美学课程论文 器器 上图为植物的生长原理，左图为该建 筑立面的尺寸分析图。我们可以看到在设 计中既遵循了植物的生长原理，又满足了 结构的合理性，以精确的截面尺寸、间距 来完成一个受力合理，满足荷载要求的结 构外表皮，而非纯形态。 2、卡拉特拉瓦TGV车 站 该车站的结构是根据 鸟的骨架设计而成
材料美学课程论文 上图为植物的生长原理，左图为该建 筑立面的尺寸分析图。我们可以看到在设 计中既遵循了植物的生长原理，又满足了 结构的合理性，以精确的截面尺寸、间距 来完成一个受力合理，满足荷载要求的结 构外表皮，而非纯形态。 2、卡拉特拉瓦 TGV 车 站 该车站的结构是根据 鸟的骨架设计而成
材料美学课程论文 3、这是 2011年夏季 ICD,ITKE以及 斯图加特大学 学生共同完成 的一个研究教 学临时木材展 馆。通过计算机 设计探讨海胆的骨架，并让其转化为实际的建造。 轮子是圆的，因为这种形状才可能运输。物理原因是机械的：地球是圆的， 因为引力把旋转的流体拉成球体。其间的区别并不总是如此显而易见的。水杯是 圆的，因为这是持拿或饮水的最方便形状。水杯是圆的，因为这是旋转制陶对吹 玻璃所致的自然形状。自然界事物的成因总是有着一定的逻辑所在，在我们慢慢 探寻的道路中，也应学会加以运用才能真正发挥自然之美。 参考文献： 1、《混沌一开创新科学》 [美詹姆斯·格雷克著
材料美学课程论文 3 、 这 是 2011 年夏季 ICD,ITKE 以及 斯图加特大学 学生共同完成 的一个研究教 学临时木材展 馆。通过计算机 设计探讨海胆的骨架，幵让其转化为实际的建造。 轮子是圆的，因为这种形状才可能运辒。物理原因是机械的：地球是圆的， 因为引力把旋转的流体拉成球体。其间的区别幵丌总是如此显而易见的。水杯是 圆的，因为这是持拿戒饮水的最斱便形状。水杯是圆的，因为这是旋转制陶对吹 玱璃所致的自然形状。自然界事物的成因总是有着一定的逻辑所在，在我们慢慢 探寺的道路中，也应学会加以运用才能真正发挥自然之美。 参考文献： 1、《混沌——开创新科学》 [美]詹姆斯·格雷克 著
材料美学课程论文 2、《生长和形态》[英]达西汤普森著[英]泰勒邦纳改编 3、www.gooood.hk 4.http://www.abbs.com.cn/
材料美学课程论文 2、《生长和形态》 [英] 达西·汤普森 著 [英] 泰勒·邦纳改编 3、www.gooood.hk 4、http://www.abbs.com.cn/