Формула прекрасного: что такое золотое сечение и как можно измерить красоту

Нам кажется, что искусство и наука — вещи совершенно несовместимые, а красота так и вовсе Как бы не так — душнильские ручки математиков дотянулись и до прекрасного. Рассказываем, как ученые пытались объяснить красивое и что такое золотая пропорция.
Юлия Перфилова
Юлия Перфилова
научный редактор
Формула прекрасного: что такое золотое сечение и как можно измерить красоту
Freepik

Что такое золотое сечение

Наиболее верное определение золотой пропорции гласит, что меньшая часть относится к большей так же, как большая к целому. В математике это иррациональное число (1 + √5)/2, часто обозначаемое греческой буквой ϕ или τ. Его приблизительное значение – 1,618, т.е. в округленном процентном эквиваленте части целого будут соотноситься как 62% и 38%.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
прямоугольник золотое сечение пример золотая пропорция
Золотое сечение: a\b = (a+b)\a
mathnasium.com

Золотую пропорцию можно попробовать определить и самостоятельно. Возьмите палку и разделите ее на две части. Если соотношение между этими двумя частями такое же, как соотношение длины всей палки к длине большей части, то эти части находятся в золотом сечении.

Другой пример. Представьте, что у вас есть прямоугольник, внутри которого вы размещаете квадрат. Логично, что стороны этого квадрата имеют ту же длину, что и самая короткая сторона прямоугольника. Каждый раз, когда вы вносите в фигуру квадрат, вы создаете еще один, меньший прямоугольник. Этот процесс может продолжаться вечно, создавая последовательность прямоугольников, каждый из которых подчиняется золотому сечению.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Пример золотого сечения в прямоугольнике
Пример золотого сечения в прямоугольнике
mathnasium.com
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

По мере продолжения последовательности вы можете очертить знаменитую золотую спираль. Именно так чаще всего иллюстрируют золотое сечение.

золотое сечение спираль золотая пропорция
Спираль золотого сечения
Freepik
Число «фи» (или золотое сечение) примерно равно 1,618.

История открытия золотого сечения

Ученые полагают, что египтяне могли использовать как число пи, так и золотую пропорцию при проектировании Великих пирамид в Гизе.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
великие пирамиды Гиза фото
Великие пирамиды
Freepik
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Существуют также и предположения, что греки основывали проект Парфенона на этой пропорции, но это до сих пор предмет споров.

Парфенон в Афинах, иллюстрация
Парфенон в Афинах, иллюстрация
publicdomainpictures.net
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Платон в своих взглядах на естественные науки и космологию, изложенных в его «Тимее», считал золотое сечение не только наиболее важным из всех математических соотношений, но и ключом к физике космоса. В его время оно не было известно как золотое сечение, но он описывает его, собственно, ссылаясь на саму пропорцию.

«Теперь невозможно, чтобы две вещи хорошо сочетались сами по себе без третьей, поскольку между ними требуется некая связь. Самая лучшая связь — та, которая, насколько это возможно, делает себя и соединенные сущности одним целым, и именно природная пропорция делает это лучше всего. Поэтому всякий раз, когда средний элемент трех чисел, объемов или степеней таков, что первый относится к среднему так же, как средний к последнему, и снова, что последний относится к среднему так же, как средний к первому, тогда средний становится первым и последним, а последний и первый со своей стороны оба становятся средними. Соответственно, из этого следует, что все они оказываются одинаковыми, и поскольку они все стали одинаковыми друг с другом, они все будут одним».
Платон
Платон Древнегреческий философ

Позже математик Евклид в труде «Начала» назвал деление линии в точке 0,6180399... «делением линии в крайнем и среднем отношении». Спустя время это привело к использованию термина «среднее в золотой середине». Он также связал это число с построением пентаграммы.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

В 1509 году итальянский математик Лука Пачоли опубликовал книгу De divina Proportione, в которой, наряду с иллюстрациями Леонардо да Винчи, восхвалял пропорцию как олицетворение божественной простоты и упорядоченности.

книга да винчи и пачоли золотое сечение
onartandaesthetics.com

Благодаря книге Пачоли и иллюстрациям да Винчи золотое сечение приобрело широкую известность как среди математиков, так и художников. Спустя столетия после выхода книги Пачоли, исследователи стали находить все больше подтверждений того, что это число естественно приятно для глаз и является математической квинтэссенцией красоты и что отрезки золотого сечения, длины сторон золотого прямоугольника и золотые треугольники сопровождали искусство на протяжении всей его истории.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Золотое сечение в действии

Правда ли, что раковина наутилуса — пример идеального золотого сечения?
widget-interest

Это миф. Раковины наутилуса часто приводятся в качестве идеальных примеров золотого сечения в природе, но это утверждение не совсем верно. Хотя некоторые морские ракушки могут расширяться пропорционально золотому сечению, однако не все из них следуют этой схеме. Как правило, раковины образуют логарифмическую спираль, а не отражают золотое сечение напрямую.

  • ДНК. В структуре молекулы каждый полный цикл ее двойной спирали охватывает 34 ангстрема в длину (это — ее спиральная длина) и 21 ангстрем в ширину (а это ее диаметр). Отношение 34 к 21 и есть золотая пропорция.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
днк спираль фото
Freepik
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
  • Музыка. Некоторые композиторы сознательно выстраивали свои произведения на основе золотого сечения. Среди них, например, великие Вольфганг Амадей Моцарт (первая часть «Сонаты № 1 до Мажор») и Людвиг ван Бетховен («Симфония № 5»).
скрипка музыка ноты фото
Freepik
  • Говорят, что сам Леонардо да Винчи при создании одного из своих самых легендарных полотен — портрета «Мона Лиза» — пользовался золотым правилом. К этой хитрости прибегали и другие художники — Пит Мондриан при написании абстракций, а Сальвадор Дали — при написании картины «Тайная вечеря».
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
джоконда да винчи мона лиза картина портрет мона лиза
Портрет госпожи Лизы дель Джокондо, Леонардо да Винчи
wikipedia.org
  • И даже человеческая красота подчиняется золотой пропорции. Высота лица (от макушки до подбородка), поделенная на ширину (от левой щеки до правой щеки), может быть приблизительно равна числу «фи». Как и отношение ширины рта к ширине носа — это приблизительно 1,618.
Пропорции лица человека в анфас
Пропорции лица человека в анфас
yotc.ru

Хотя не все математики согласны со всемогуществом «божественной» пропорции, измерить красоту все же возможно. По крайней мере, ученые пытаются!