Загадочный мир Эшера Проект группы искусствоведов

Морис Корнелиус Эшер (Maurits Cornelis Escher) Голландский художник, родился в 1898 году в Леевардене (Голландия). Автопортрет

Эшер - автор уникальных работ, в которых использованы или показаны широкий круг математических идей. Автопортрет

Многогранники Правильные геометрические тела - многогранники - имели особое очарование для Эшера. В его многих работах многогранники являются главной фигурой или встречаются в качестве вспомогательных элементов. На гравюре "Четыре тела" Эшер изобразил пересечение основных правильных многогранников, расположенных на одной оси симметрии, кроме этого многогранники выглядят полупрозрачными, и сквозь любой из них можно увидеть остальные.

Порядок и хаос Изящный пример звездчатого додекаэдра можно найти в работе "Порядок и хаос". В данном случае звездчатый многогранник помещен внутрь стеклянной сферы. Аскетичная красота этой конструкции контрастирует с беспорядочно разбросанным по столу мусором. Заметим также, что анализируя картину можно догадаться о природе источника света для всей композиции - это окно, которое отражается в левой верхней части сферы.

Звезды На гравюре "Звезды" можно увидеть тела, полученные объединением тетраэдров, кубов и октаэдров. Если бы Эшер изобразил в данной работе лишь различные варианты многогранников, мы никогда бы не узнали о ней. Но он по какой-то причине поместил внутрь центральной фигуры хамелеонов, чтобы затруднить нам восприятие всей фигуры. Таким образом нам необходимо отвлечься от привычного восприятия картины и попытаться взглянуть на нее свежим взором, чтобы представить ее целиком. Этот аспект данной картины является еще одним предметом восхищения математиков творчеством Эшера.

Рептилии В гравюре "Рептилии" маленькие крокодилы играючи вырываются из тюрьмы двухмерного пространства стола, проходят кругом, чтобы снова превратиться в двухмерные фигуры.

Четырёхугольная планета Эта малая планета, населенная людьми, имеет форму правильного четырехгранника и окружена сферической атмосферой. Видны 2 из 4 грани тетраэдра; ребро делит изображение надвое. Все вертикальные линии: стены домов, деревья и люди – направлены к центру тяжести, а все горизонтальные поверхности: сады, улицы, крыши, вода прудов и каналов – составляют часть сферической оболочки.

Двойной планетоид Двойной планетоид по форме является звёздчатым октаэдром (stella octangula Кеплера – восьмиугольная звезда). Два тетраэдра органично вписаны друг в друга. Один является творением людей, второй – творением природы: горы, деревья и кустарники.

Плоские черви Строительный кирпич имеет форму прямоугольного параллелепипеда, и это логично, потому что такие кирпичи соединять друг с другом проще всего. Но любой человек, любящий и понимающий красоту правильных тел, может пожалеть, что строители не используют другие формы. Например, тетраэдры, перемежающиеся с октаэдрами, могут складываться один с другим не хуже традиционных кирпичей. Вот дом, построенный из комбинаций этих двух форм. Он не имеет ни вертикальных, ни горизонтальных поверхностей, ни полов, ни стен, ни потолка в обычном понимании этих слов. Вот почему он весь внутри заполнен какой-то жидкой средой, в которой плавают существа, напоминающие плоских червей планарий.

Мозаики Регулярное разбиение плоскости, называемое "мозаикой" - это набор замкнутых фигур, которыми можно замостить плоскость без пересечений фигур и щелей между ними. Обычно в качестве фигуры для составления мозаики используют простые многоугольники, например, квадраты или прямоугольники. Но Эшер интересовался всеми видами мозаик - регулярными и нерегулярными - а также ввел собственный вид, который назвал "метаморфозами", где фигуры изменяются и взаимодействуют друг с другом, а иногда изменяют и саму плоскость.

В 1936 году Эшер начал эксперименты с мозаиками и трансформациями. Он создает мозаику в виде двух птиц, летящих навстречу друг другу, которая легла в основу картины "День и ночь".

В математических работах регулярное разбиение плоскости рассматривается теоретически... Значит ли это, что данный вопрос является сугубо математическим? Математики открыли дверь ведущую в другой мир, но сами войти в этот мир не решились. Их больше интересует путь, на котором стоит дверь, чем сад, лежащий за ней. В 1957 году в своем эссе о мозаиках Эшер написал: Бабочки

Цикл Эшер использовал базовые образцы мозаик, применяя к ним трансформации, которые в геометрии называются симметрия, отражение, смещение и др. Также он исказил базовые фигуры, превратив их в животных, птиц, ящериц и проч. Эти искаженные образцы мозаик имели трех-, четырех- и шестинаправленную симметрию, таким образом сохраняя свойство заполнения плоскости без перекрытий и щелей.

Оживающие орнаменты Эшера дают полное представление о замысле художника: орнамент (кристаллическая решетка) постепенно нарушает свою строгую упорядоченность, превращаясь в живые существа. В отличие от реального физического процесса, в котором нарушение порядка увеличивает молекулярный хаос, у Эшера старый неодушевленный порядок переходит в новый, одушевленный.

На картине "Метаморфозы-2" представлена последовательность 10 трансформаций. Это самая большая картина Эшера размерами 19 см на 3.9 м. Метаморфозы-2

Эволюция 1 Мозаику рептилий Эшер использовал во многих своих работах. В "Эволюции 1" можно проследить развитие искажения квадратной мозаики в центральную фигуру из четырех ящериц.

Встреча На серой поверхности стены развивается сложная структура белых и черных человеческих фигурок. И поскольку людям необходим хотя бы пол, по которому они могли бы ходить, для них изображен пол, с круглым отверстием посередине, через которое видна значительная часть той же стены. Человечки вынуждены не только ходить по кругу, но и встречаться: на переднем плане оптимист и черный пессимист пожимают друг другу руки.

Восемь голов В 1937 году Эшер показывает своему брату Биру картину-мозаику, над которой он в тот момент работал. Бир, профессор геологии, был впечатлен работой и увидел в ней возможности применения идей Эшера в кристаллографии.

В 1959 году Эшер встречается с профессором МакГиллаври, после этого художник выступает на международном конгрессе кристаллографии в Англии на тему симметрии. Также в 1959 году он получил копию статьи Лайонела и Роджера Пенроузов о невозможных фигурах. В статье упоминались некоторые ранние работы Эшера, но также было и кое- что новое. В начале 60-х годов вышла в свет первая книга с работами Эшера Grafiek en Tekeningen, в которой 76 работ прокомментировал сам автор. Книга помогла обрести понимание среди математиков и кристаллографов, включая некоторых из России и Канады. В августе 1960 Эшер прочитал лекцию по кристаллографии в Кембридже.

Математические и кристаллографические аспекты творчества Эшера становятся очень популярными. В 1965 году профессор Каролина МакГиллаври опубликовала книгу "Аспекты симметрии в творчестве М. К. Эшера". Предел круга 4

Предел - квадрат В середине 50-х годов Эшер объединяет мозаику с фигурами, уходящими в бесконечность. До 1958 года Морис Эшер изображает объекты, уменьшающиеся по мере приближения к центру картины, а после 1958 года он изображает фигуры, уменьшающиеся по мере удаления от центра картины. Причем смена направления связана с изучением Эшером статьи профессора Коксетера из Оттавы, который проиллюстрировал систему образцов, уменьшающихся по мере удаления от центра. Интерпретация эффекта Коксетера наблюдается как минимум в шести работах Мориса Эшера.

Предел круга III Под влиянием рисунков в книге математика Х. Коксетера Эшер создал много иллюстраций гиперболического пространства. Один из примеров можно увидеть в работе "Предел круга III". Здесь представлен один из двух видов неевклидового пространства, описанных французским математиком Пуанкаре. Чтобы понять особенности этого пространства, представьте, что вы находитесь внутри самой картины. По мере вашего перемещения от центра круга к его границе ваш рост будет уменьшаться также, как уменьшаются рыбы на данной картине.

Змеи Еще более странное пространство показано в работе "Змеи". Здесь пространство уходит в бесконечность в обе стороны - и в сторону края окружности и в сторону центра окружности, что показано уменьшающимися кольцами. Если вы попадете в такое пространство, на что оно будет похоже?

Водовороты В работе "Водовороты" Эшер объединил спиралевидную форму и свой излюбленный художественный прием - регулярное разбиение плоскости (или мозаику). Здесь рыбы, выплыв из одного водоворота, попадают во второй и, погружаясь в него, постепенно уменьшаются в размерах и наконец совсем исчезают. Обратите внимание на постепенно уменьшающуюся в размерах мозаику. Если мысленно развернуть спираль, то мы увидим лишь два ряда рыб, плывущих навстречу друг другу. Но скрученные в спираль и соответствующим образом деформированные образы рыб полностью покрывают некоторую область бесконечной плоскости.

Форма пространства Среди наиболее важных работ Эшера с математической точки зрения являются картины, оперирующие с природой самого пространства. Литография "Три пересекающиеся плоскости" - хороший пример для начала обзора таких картин. Этот пример демонстрирует интерес художника к размерности пространства и способность мозга распознавать трехмерные изображения на двухмерных рисунках. Копия работы М.К. Эшера "Три пересекающиеся плоскости"

Копия работы М.К. Эшера "Две пересекающиеся плоскости"

Лебеди

Копия работы М.К. Эшера "Кубическое деление пространства"

Концентрические сферы Четыре полые концентрические сферы освещены центральным источником света. Каждая сфера состоит из сетки, образованной девятью большими пересекающимися кольцами; они членят сферическую поверхность на 48 подобных сферических треугольников.

Дракон Как бы этот дракон ни стремился перейти в другое измерение, он остается абсолютно плоским. Прорежьте в двух местах лист бумаги, где он оттиснут. Затем согните лист так, чтобы получилось два квадратных отверстия. Но дракон – чудовище упрямое: несмотря на свою двухмерность, он всеми силами старается доказать, что существует в трех измерениях; поэтому в одно четырехугольное отверстие он просовывает голову, а в другое – хвост.

Рыбы и чешуйки В работе "Рыбы и чешуйки" концепция самовоспроизведения может быть названа самоподобием. В этом смысле данная работа описывает не только рыб, а все живые организмы, в том числе и человека. Конечно, мы не состоим из уменьшенных копий самих себя, но каждая клетка нашего тела несет в себе информацию обо всем теле в виде ДНК.

Рисующие руки Центральная идея самовоспроизведения, взятая на вооружение Эшером, обращается к загадке человеческого сознания и способности человеческого мозга обрабатывать информацию так, как не сможет обработать ни один компьютер. Руки рисуют друг друга, создавая самих себя. При этом сами руки и процесс их самовоспроизведения неразделимы.

Логика пространства Под "логикой" пространства мы понимаем те отношения между физическими объектами, которые обычны для реального мира, и при нарушении которых возникают визуальные парадоксы, называемые еще оптическими иллюзиями. Большинство художников, экспериментирующие с логикой пространства, изменяют эти отношения между объектами, основываясь на своей интуиции, как, например, Пикассо.

Одна из наиболее часто используемый особенностей логики пространства - игра света и тени на выпуклых и вогнутых объектах. На литографии "Куб с полосками" выступы на лентах являются визуальным ориентиром того, как расположены полоски в пространстве и как они переплетаются с кубом. И если вы верите своим глазам, то вы никогда не поверите тому, что нарисовано на этой картине. Куб с полосками

Вверху и внизу Еще один из аспектов логики пространства - перспектива. На рисунках, в которых присутствует эффект перспективы, выделяют так называемые точки исчезновения, которые сообщают глазу человека о бесконечности пространства. Эшер смог изобразить картины, в которых изменяется ориентация элементов в зависимости от того, как зритель смотрит на картину. На картине «Вверху и внизу" художник разместил сразу пять точек исчезновения - по углам картины и в центре. В результате, если мы смотрим на нижнюю часть картины, то создается впечатление, что мы смотрим вверх. Если же обратить взгляд на верхнюю половину картину, то кажется, что мы смотрим вниз.

Другой мир II

Вавилонская башня.

Водопад Третий тип картин с нарушенной логикой пространства - это "невозможные фигуры". Парадокс невозможных фигур основан на том, что наш мозг всегда пытается представить нарисованные на бумаге двухмерные рисунки как трехмерные. Литография "Водопад" - основана на фигуре невозможного треугольника, придуманного математиком Роджером Пенроузом. В этой работе два невозможных треугольника соединены в единую невозможную фигуру. Создается впечатление, что водопад является замкнутой системой, работающей по типу вечного двигателя, нарушая закон сохранения энергии.

Относительность Три силы тяжести направлены перпендикулярно одна другой. Три земные поверхности прорезают друг друга под прямым углом, и каждая населена человеческими существами. Обитатели двух разных миров не могут ходить, сидеть или стоять на одном и том же полу, поскольку у них разные представления о горизонтали и вертикали. Однако они могут пользоваться одной и той же лестницей. Мы видим как наверху два человека идут рядом по лестничным ступенькам будто бы в одном направлении, – тем не менее один движется вверх, а другой – вниз. Контакт между ними невозможен, так как они живут в разных мирах и не подозревают о существовании друг друга.

Дом лестниц

Восхождение и спуск Бесконечные лестницы, представляющие главный мотив этой картины, навеяны статьей Л.С. и Р. Пенроузов, напечатанной в "Британском журнале психологии" в феврале 1958 года. Прямоугольник внутреннего двора замкнут стенами здания, у которого вместо крыши – бесконечная лестница, по которой поднимаются и спускаются вереница людей. Однако оба направления, хотя и выразительны, но одинаково бесполезны.

Бельведер Слева на переднем плане лежит лист бумаги с чертежом куба. Места пересечения граней отмечены двумя кружками. Какая грань впереди, какая позади? В трехмерном мире невозможно увидеть переднюю и заднюю стороны одновременно, поэтому их невозможно изобразить. На полу нижней площадки, то есть внутри, стоит лестница, на которую взбираются двое. Однако, достигнув верхней площадки, они снова окажутся снаружи, под открытыми небом, и снова им придется входить внутрь бельведера.

Человек с кубом Его мы видели на гравюре «Бельведер». Сидящий на скамье человек держит в руках абсурдное подобие куба. Он задумчиво разглядывает этот непостижимый предмет.

Выставка гравюр Вход справа внизу ведет на выставку – в галерею с экспозицией гравюр на стенах и в застекленных витринах. Мы видим юношу, который по крайней мере в четыре раза крупнее человека, стоящего у входа. Даже голова у него увеличена в объеме по сравнению с его правой рукой. На стене перед ним – последний лист графической серии, и он пристально разглядывает пароход, лодки, воду канала и дома на заднем плане. Затем его взгляд переходит слева направо, к многоярусному жилому массиву. Открытое окно, из которого выглядывает женщина, выходит прямо на покатую крышу выставочной галереи, и это возвращает нас к месту, откуда началось путешествие. Юноша воспринимает это как двухмерные детали рассматриваемой литографии. Если его глаза захватят еще больше пространства, ему покажется, что он вошел в мир графического листа.

Капля росы Картины Мориса Эшера сделались в современном научном мире символами, которые используют сами ученые, когда хотят показать необычность, парадоксальность задач и выводов, возникающих при решении этих задач. Особенно часто картины Эшера используют физики и математики. Возможно, это связано с тем, что в своих проблемах они чаще специалистов других областей науки выходят за пределы естественных с точки зрения современной интуиции понятий и тогда возникает интересная аналогия. Оказывается, зрительный мир, который, казалось бы, совершенно приземлен, который ясен и знаком до деталей, может также быть парадоксальным.

Использованные ресурсы: /Gardner/Math_Novels/Ch11/Chep11.htmlhttp:// /Gardner/Math_Novels/Ch11/Chep11.html htmlhttp://absolutgraphic.narod.ru/esher/esher8. html