淺談數(shù)學發(fā)展如何影響建筑
踏出國門，到環(huán)球各地旅行的中國人而今越來越多。出境游除了購物游，更多人選擇的是親臨現(xiàn)場，去領(lǐng)略過去只能通過電視、網(wǎng)絡、雜志圖片看個大概的壯觀建筑物的風采。從金字塔到埃菲爾鐵塔，從大本鐘到帕提農(nóng)神廟，從畢爾巴鄂古根海姆博物館到悉尼歌劇院，從科爾多瓦大清真寺到美國國會大廈，世界上尚存的古希臘、古羅馬、伊斯蘭、哥特式、文藝復興時期、日本江戶時期、現(xiàn)代主義等不同時代和風格的建筑物，都吸引了大量的中國游客。
對于上面舉例提到的部分帶有歷史感、地域和宗教文化特色的建筑物，無論是游客還是媒體，通常都是從藝術(shù)鑒賞或純粹的好奇心的角度來看待的。游客們特別是那些帶著未成年孩子同行的游客沒有意識到，各種風格而令人神往的建筑不僅僅是歷史文化遺產(chǎn)、藝術(shù)杰作，也反映出不同地域和時代的數(shù)學應用水平。欣賞建筑物亦可成為數(shù)學知識性與趣味性的體驗。正是因為希臘幾何學、印度-阿拉伯數(shù)學體系、二維和三維解析幾何、微積分等數(shù)學上的成就，才為文化理念和藝術(shù)思想注入建筑物創(chuàng)造了可能。
美國圣母大學數(shù)學系教授亞歷山大J.哈恩所著的《建筑中的數(shù)學之旅》，按照人類歷史的編年進程，對全球各地各時期數(shù)學知識、文化藝術(shù)思想發(fā)展帶來的建筑成果給予了盤點，引領(lǐng)讀者暢游世界標志性建筑物，并分別探討了各建筑物的構(gòu)造原理、數(shù)學與藝術(shù)理念�！督ㄖ械臄�(shù)學之旅》這本書可謂數(shù)學、歷史、藝術(shù)，以及作為具體應用學科的建筑學的多學科交叉成果，有助于讀者深化歷史和藝術(shù)理解、激發(fā)數(shù)學學習和研究興趣。此書曾榮獲美國出版商協(xié)會“建筑與城市規(guī)劃”類年度圖書，并獲美國建筑師學會、歐洲數(shù)學學會、美國數(shù)學協(xié)會聯(lián)名推薦。
根據(jù)現(xiàn)有的考古資料，原始社會時期隨著社區(qū)、部落實體的出現(xiàn)，開始涌現(xiàn)出更多的專業(yè)化分工，建造灌溉工程、控制河水泛濫都需要數(shù)學及其他應用技術(shù)。數(shù)學與建筑學也因此產(chǎn)生了第一個交匯點，人們從感知形狀中理解數(shù)字，通過對次序、圖案、對稱、比例等概念的.由淺入深認識及積累，開始探索出最基本的數(shù)學意識和建筑思想。書作者指出，巴比倫人已經(jīng)掌握了我們今天所謂的畢達哥拉斯原理。
古希臘人將人類對數(shù)學的認識，提升到驚人的高度。歐幾里得、阿基米德、阿波羅尼斯等人開創(chuàng)了現(xiàn)代數(shù)學和天文學基礎(chǔ)，他們研究了橢圓、拋物線、雙曲線，使用與解析幾何及現(xiàn)代微積分聯(lián)系極其緊密的方法，大量原理以嚴謹?shù)恼Z言形式和公式積累下來；除此之外，還在力學研究中推進了一大步。帕提農(nóng)神廟和厄瑞克提翁神廟正是古希臘數(shù)學發(fā)展水平的最直觀體現(xiàn)。
書中用頗為寬泛和簡略的筆觸，介紹了圣索菲亞大教堂等歐洲中世紀前后各時期的偉大建筑成果，從數(shù)學、力學、設(shè)計美學、藝術(shù)思想等角度給予了細致解析。書作者特意強調(diào)，中世紀前后的建筑，無論是羅馬式還是哥特式，均為人工建造，設(shè)計師必須同時是石匠大師，能夠統(tǒng)御采石工、石匠、磚匠、木匠、鐵匠、泥水匠、油漆工、雕刻家等專業(yè)技術(shù)人員，建造難度和協(xié)作水平之高令人贊嘆。
中世紀末期到文藝復興時期，數(shù)學、科學及人文學科又開始快速進步，這也使得新型建筑技術(shù)獲得應用。哈恩在書中就此回顧了這一時期曲線、數(shù)軸、坐標平面、三維坐標系、透視法等數(shù)學進步，并以佛羅倫薩大教堂、帕拉迪奧圓廳別墅和教堂、圣彼得大教堂（米開朗琪羅作品）為例闡釋了上述進步的應用。
當新材料、結(jié)構(gòu)分析、計算機、設(shè)計工具被用于建筑，人類社會中所可能出現(xiàn)的建筑物形態(tài)更可能多樣化，但無論如何，建筑仍不能離開數(shù)學、運動學和力學。哈恩首先以18-19世紀一些有穹頂?shù)膫ゴ蠼ㄖ䴙槔鐐惗氐氖ケＡ_大教堂、巴黎的先賢寺、華盛頓的美國國會大廈，對鐵-鋼筋砌體和鑄鐵等新材料及傳統(tǒng)數(shù)學思想的應用作了敘述；然后再對18世紀以來結(jié)構(gòu)工程中幾何學、物理學應用作了回顧介紹；再通過悉尼歌劇院（1957-1973年建造）的歷史敘述，引出預應力混凝土和球面幾何學等新的基本要素的融合應用。
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