Архитектурная бионика

gg Архитектурная бионика симметричности жизни. В то же время весьма широко распространены зеркально-симметричные системы с левой и правой ориентациями и уравновешенные зер ­ кально-асимметричные системы. В последних дей ­ ствует закон компенсации нарушения симметрии за счет, например, очертаний визуально воспринимаемых элементов формы, массы материала, цвета и т.д. Асимметрия в архитектурном плане компенсируется особым построением элементов общего объема здания и т.д. Например, в русских церквах часто равновесие масс устанавливается колокольнями, формой и размерами куполов, входов, приделов и другими средствами. Особенно характерны в этом отношении композиции храма Василия Блаженного в Москве и церкви Рож ­ дества в Путинках. Какой практический смысл имеет приведенное ог ­ раничение понятия и ее смысловое уточнение для архи ­ тектуры? Ограничение понятия позволяет сосредото ­ чить внимание на равновесии по отношению к выбран ­ ным осям или плоскостям симметрии и решать левую и правую сторону симметрии, что, в целом, упрощает композиционную задачу. Вместе с тем композиция может и не ограничиваться, как мы видели, одной плоскостью. В этом случае для сложных сочетаний мож ­ но пользоваться модульными симметричными элемен ­ тами (модулями) и на их основе создавать уравнове ­ шенные асимметричные композиции,' что соответствует индустриальной технологии и приводит к возникнове ­ нию определенных ритмов (называемых по другой классификации переносными, мозаичными и круго ­ выми симметриями) . Сформированные на основе зеркально-симметричных элементов — модулей асимметричные композиции вдохнут в последние жизнь и приблизят их к живым образам природы, в которой симметрия согласуется с асимметрией. Смысловое же уточнение и углубление понятия зер ­ кальной симметрии позволяет раскрыть идею возмож ­ ного многообразия ее приемов, открывающегося как в исторической и современной практике архитектуры, так и в живой природе. СПИРАЛЬ И ВИНТОВЫЕ КРИВЫЕ Обратим внимание еще на одну закономерность формообразования, — спираль, часто встречающуюся в природе, а также в человеческой деятельности. Спиральная конфигурация является фундаменталь ­ ной морфологической характеристикой систем приро ­ ды на различных структурных уровнях их организации. Спиральные формы прослеживаются и на уровне био ­ макромолекул, и на уровне галактик, не говоря уже о подавляющем многообразии спиральных форм среди растительных и животных организмов. Присущи они также и архитектуре. Но прежде, чем перейти к их опи ­ санию, приведем краткие сведения о разновидностях и геометрических свойствах спиралей. Геометрическая спираль (изгиб, извив — лат.} пред ­ ставляет собой совмещенную с плоскостью кривую, которая описывается точкой, движущейся с постоянной скоростью или с ускорением (замедлением) вдоль луча, вращающегося около неподвижной точки (полю ­ са) с постоянной угловой скоростью^. В зависимости от начальных условий и закона изменения расстояния от полюса до движущейся точки различают множество

Рис. 37. Графическое изобра ­ жая ие спиральных кривых (рис. Ю.С. Лебадева) 1 — спираль Архимеда; П — гиперболическая спираль; /// — логарифмическая спи ­ раль; ГУ — параболическая спираль; У — спираль Кор ­ ню; У1 — винтовая линия; УН — конусообразный винт Рис. 38. Изображение спирали и надпись, высеченные не нед- гробии Якове Бернулли: Из ­ мененная, я воскресаю той же

спиральных кривых (рис. 37): спираль Архимеда, ги ­ перболическая и логарифмическая спирали, эвольвен ­ та (развертка — лат.} окружности^, клотоида (круче ­ ние, прядение — греч.} и др. Некоторое графическое сходство со спиралями обнаруживают кривые четвер ­ того порядка, такие, как улитка Паскаля (конхоида окружности) и кардиоида. В физическом отношении спираль — это взаимодей ­ ствие двух сил: центробежной и притяжение к земле. Для аппроксимации контуров исследуемых объектов природы, их проекций или каких-либо определенным образом выделенных кривых, характеризующих геомет ­ рические свойства этих объектов, наиболее часто исполь ­ зуются спираль Архимеда и логарифмическая спираль. Согласно мнению большинства специалистов-морфоло ­ гов, природными конфигурациями чаще всего и наилуч ­ шим образом соответствует логарифмическая'спираль^ , что не исключает других спиральных конфигураций. Математики античных времен при исследовании и построении кривых использовали в основном кинема ­ тический метод. Так, Никомед (II в. до н.э.) путем сло ­ жения поступательных и вращательных движений по ­ строил конхоиду. Аналогичный метод был использован и Архимедом при построении спирали, носящей его имя. Эта спираль была открыта его другом Кононом из Самоса (III в. до н.э.) . Спиралью Архимеда является линия, описываемая точкой, которая движется с постоянной скоростью вдоль прямой, равномерно вращающейся около не ­ подвижной точки. Наглядным примером, иллюстри ­ рующим механику образования этой спирали, является 2 При определенных значениях параметра логарифмическая спирель графически мало отличима от спирали Архимеда, возникающие в конкретных эмпирических ситуациях споры относительно предпочтения той или иной спирали отражают, очевидно, методический подход исследователей к изучае ­ мому явлению или объекту. Если исследователь прадпочита- ет простоту вычислительных операций, то при описании кон ­ фигураций, близких к окружности, он выберет уравнение спирали Архимеде; если же он желает познать процесс фор ­ мообразования, рассмотреть изменение формы объекта в его динамике, развитии, то в аналогичной ситуации следует предпочесть логарифмическую спираль. 1 Эвольвента окружности находится в близком родстве со спиралью Архимеда.

Строго говоря, винтообразные кривые на относятся к спира­ лям. Вместе с тем винтообразные кривые можно считать част ­ ным случаем спирали (или наоборот) . Характеризуя архитек ­ турные и природные формы, мы будем, как принято, пользо ­ ваться термином "спираль".