《數(shù)學(xué)之美》郵票設(shè)計(jì)師談背后的故事:3道難題!
第一道難題:什么是數(shù)學(xué)之美
在數(shù)學(xué)家的眼中,數(shù)學(xué)必定是極美的。但是這種美,對于我們這些普通朋友們來說,恐怕也是極難感受到的。把普通人眼中枯燥晦澀、理性抽象的數(shù)學(xué),與主觀感性的美聯(lián)系起來,這確非易事。想在方寸之間把數(shù)學(xué)表現(xiàn)得精彩漂亮,同時(shí)又準(zhǔn)確易懂,也是非常具有挑戰(zhàn)的設(shè)計(jì)。數(shù)學(xué)之美究竟是什么樣的美?初時(shí)的我并不知道。美的傳遞需要依賴創(chuàng)作者的表達(dá),創(chuàng)作者要想表達(dá)準(zhǔn)確則必先獲得感受。因此,接到設(shè)計(jì)任務(wù)后,我首先需要去做的就是通過學(xué)習(xí),去切身的感受什么才是數(shù)學(xué)的美。(《數(shù)學(xué)之美》特種郵票設(shè)計(jì)師 夏競秋)
所幸,這是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)時(shí)代。圍繞四個(gè)表現(xiàn)內(nèi)容,我分配了整個(gè)設(shè)計(jì)周期大約四分之三、二十多天的時(shí)間,通過網(wǎng)絡(luò)科普,以及數(shù)學(xué)教學(xué)視頻,來學(xué)習(xí)相關(guān)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí),認(rèn)識(shí)了幾位偉大的數(shù)學(xué)家,了解了許多數(shù)學(xué)背后的故事。這是這套郵票設(shè)計(jì)最至關(guān)重要的部分。這個(gè)過程使我獲益匪淺,使我隱約感受和找到了我理解之下的數(shù)學(xué)之美,它不太清晰但卻足夠震撼,這個(gè)關(guān)鍵詞就是:優(yōu)雅。不同于衣食住行、容貌氣質(zhì)這種外在的、日常和表面的優(yōu)雅,數(shù)學(xué)的優(yōu)雅是一種內(nèi)在的、高級(jí)的優(yōu)雅,是一種比這個(gè)詞本身還要更高級(jí)的優(yōu)雅。由此奠定了《數(shù)學(xué)之美》這套郵票設(shè)計(jì)的整體視覺基調(diào)。第二道難題:于方寸之間詮釋盡可能多的數(shù)學(xué)故事
數(shù)學(xué)是一門深?yuàn)W的學(xué)問,你學(xué)習(xí)了解得越多,你就越會(huì)被其深深震撼。這種感覺迫使我強(qiáng)烈地想把我的所學(xué)所感,全部塞進(jìn)小小的四枚郵票之內(nèi),讓親愛的朋友們也能如我一樣,為數(shù)學(xué)之美而感動(dòng)、而嘆服。
第一枚郵票表現(xiàn)了最重要的數(shù)學(xué)常數(shù)之一——π。藉由π值計(jì)算方法的演變,以小見大,體現(xiàn)了數(shù)學(xué)的發(fā)展是一個(gè)漫長而艱難,逐步深入而至豁然開朗、曲徑通幽的過程。主體圖形以圖示的形式,組合表現(xiàn)了π的基本概念以及最古老的π值計(jì)算方法——割圓術(shù)。圖中展示了將圓6等分和96等分切割時(shí)的情況,表明了這種方法的計(jì)算難度是呈幾何級(jí)增長的。也解釋了為何在此后的近1500年時(shí)間里,π值的精確度也僅僅來到了小數(shù)點(diǎn)后38位。這其中,我國古代偉大的數(shù)學(xué)家祖沖之最早將π值準(zhǔn)確計(jì)算到3.1415926到3.1415927之間,這一數(shù)值被記錄在唐代史書——《隋書》中。設(shè)計(jì)時(shí),特意將這一數(shù)值放大標(biāo)紅處理,將《隋書》書影作為大版邊飾,以紀(jì)念這一偉大的數(shù)學(xué)成就。時(shí)間來到17世紀(jì)后期,大名鼎鼎的科學(xué)家牛頓,在對二項(xiàng)式定理以及楊輝三角的研究中,結(jié)合剛剛發(fā)明不久的微積分,意外找到了計(jì)算π值的新方法,使得計(jì)算效率大幅度提升。直到現(xiàn)在,在計(jì)算機(jī)的幫助下,使用牛頓的方法讓我們已經(jīng)可以將π值計(jì)算到小數(shù)點(diǎn)后萬億位。因此,在畫面內(nèi)還特別表現(xiàn)了楊輝三角,用無色熒光表現(xiàn)了微積分符號(hào)。并以微縮文字的方式,記錄了π值小數(shù)點(diǎn)后996位的準(zhǔn)確數(shù)值。(設(shè)計(jì)初衷為微縮1000位,由于四舍五入的規(guī)則,出于嚴(yán)謹(jǐn)準(zhǔn)確的考慮,舍去后4位。)此外,德國數(shù)學(xué)家魯?shù)婪蛞彩亲屛翌H為感動(dòng)的數(shù)學(xué)家。他用盡半生的時(shí)間,直到去世,使π值來到了第35位。并將這一數(shù)值銘刻在墓碑之上。這種精神不僅是數(shù)學(xué)研究最基礎(chǔ)、最寶貴的精神,更是與國家所提倡的“大國工匠”精神異曲同工、不謀而合。所以將第35位標(biāo)紅以記之。
第二枚郵票對于勾股定理的表現(xiàn)包含兩層含義。一是表現(xiàn)了數(shù)學(xué)在人們實(shí)際生活生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用。另一層含義為:數(shù)學(xué)作為最基礎(chǔ)的科學(xué),不論地域與時(shí)空,它是人類基于生產(chǎn)實(shí)踐所得到的共同發(fā)現(xiàn)與思考。畫面中,除了以三層結(jié)構(gòu),動(dòng)態(tài)的展示了勾股定理完整的論證推導(dǎo)方法之一,同時(shí)還展示了《周髀算經(jīng)》中周王與商高的對話(勾三股四玄五即出于此),以及關(guān)于“陳子測日”的記載。展示了古埃及和古印度結(jié)繩以計(jì)算的古老數(shù)學(xué)應(yīng)用,直到現(xiàn)代科技中的GPS定位,其根本原理亦為勾股定理。由此可見,無論是古代還是現(xiàn)代,無論是東方文明,還是西方文明,整個(gè)人類在不同的時(shí)空之下,在不同環(huán)境之中,不約而同的發(fā)現(xiàn)和總結(jié)出相同的數(shù)學(xué)規(guī)律,并廣泛應(yīng)用。這真是一件不可思議,令人贊嘆的事情。
第三枚郵票是對偉大數(shù)學(xué)家的致敬。歐拉公式是全世界公認(rèn)最優(yōu)美的公式。它將自然常數(shù)e、虛數(shù)i、圓周率π、以及0和1,這五個(gè)數(shù)學(xué)中最重要、最基礎(chǔ),但看似毫無關(guān)聯(lián)的常數(shù),以極其簡潔,極其優(yōu)雅的方式組成了一個(gè)完美等式。并且這個(gè)等式在復(fù)平面坐標(biāo)系內(nèi),在時(shí)間軸上對應(yīng)了一條包含標(biāo)準(zhǔn)正、余弦曲線的螺旋線圖形,從任何角度看,歐拉公式都是完美無瑕的。然而,更加令我為之動(dòng)容,深深感動(dòng)的是,“創(chuàng)造”這個(gè)最完美的公式的偉大數(shù)學(xué)家——歐拉,卻是“不完美”的。他在28歲時(shí),右眼已經(jīng)因疾致盲,59歲雙目失明。這位13歲便進(jìn)入拉塞爾大學(xué)學(xué)習(xí)的偉大天才的許多開創(chuàng)性學(xué)術(shù)貢獻(xiàn),竟然是憑借其超強(qiáng)的心算能力和記憶力完成的,成為為這個(gè)世界留下最多科學(xué)成果的數(shù)學(xué)家和科學(xué)家。讀一讀歐拉生平,如我一樣,你一定會(huì)被他的超強(qiáng)天賦和偉大貢獻(xiàn)所折服!郵票背景以極限微縮的e、π、i、0、1五個(gè)字符,構(gòu)成了歐拉畫像的雙眼特寫,以此表達(dá)對于這位數(shù)學(xué)大師,最由衷的仰望。
第四枚郵票是關(guān)于數(shù)學(xué)與哲學(xué)的思考。莫比烏斯帶是一個(gè)關(guān)于維度,簡單但卻非常神奇的數(shù)學(xué)模型。從小螞蟻的視角來看,莫比烏斯帶是一個(gè)二維的平面,筆直且沒有盡頭。但是從人類的視角看來,小螞蟻在三維空間內(nèi),在不翻越邊緣的情況下,就走遍了莫比烏斯帶的正反兩面,無限循環(huán)。假設(shè)有朝一日,我們能夠站在更高的維度去觀察人類自身,人類是否就如同那只小小的螞蟻一樣,生活在我們所認(rèn)為的無邊無際的宇宙之中?三維結(jié)構(gòu)的莫比烏斯帶——克萊因瓶,是否就是三維宇宙的真實(shí)樣貌呢?這是通過對數(shù)學(xué)的研究,進(jìn)而引發(fā)的富有哲學(xué)意味的思考。第三道難題:統(tǒng)一的設(shè)計(jì)形式
郵票區(qū)別于其他藝術(shù)品一個(gè)重要的特征在于多枚成套。《數(shù)學(xué)之美》郵票的設(shè)計(jì),在保持高度簡潔,高雅而具有秩序感的主基調(diào)的前提下,將如此之多的內(nèi)容,統(tǒng)一在相同的設(shè)計(jì)視覺之上,是頗具難度的挑戰(zhàn)。它需要運(yùn)用設(shè)計(jì)的巧思,對表現(xiàn)內(nèi)容進(jìn)行認(rèn)真的梳理和合理的分配,進(jìn)而才能獲得一致而又有規(guī)律變化的理想效果。得益于前期的大量學(xué)習(xí)準(zhǔn)備,不僅數(shù)學(xué)方面的科學(xué)性和準(zhǔn)確性獲得了多位數(shù)學(xué)專家的認(rèn)可,四枚郵票最終也以我心中最完美的效果順利設(shè)計(jì)完成。希望朋友們也能和我一樣,真正感受到數(shù)學(xué)所特有的那種震撼心靈的高雅之美。
對于數(shù)學(xué)的興趣和喜愛,可能需要建立在深度的學(xué)習(xí)和了解之上,大多數(shù)朋友可能無法在專業(yè)的范圍內(nèi)去感受到數(shù)學(xué)的獨(dú)特吸引力。《數(shù)學(xué)之美》郵票另辟蹊徑,從美學(xué)這個(gè)更加大眾化的獨(dú)特視角,去帶領(lǐng)普通人走近數(shù)學(xué)世界,我想,這就是這套郵票的立意之所在。
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