尋找植物中的幾何形

任康麗 華中科技大學建筑與城市規劃學院副教授

劉書婷 南京大學規劃設計研究院深圳分院設計師

尋找植物中的幾何形

任康麗 華中科技大學建筑與城市規劃學院副教授

劉書婷 南京大學規劃設計研究院深圳分院設計師

植物“幾何形”

通過觀察噴嚏麥枝葉的分叉情況（圖1），我們會發現一組數字：0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21,34, 55......你發現其中的規律了嗎？沒錯！相鄰兩個數字相加可以得到后面一個數字，并無限增長。這個數列就是著名的“斐波那契數列”，又稱“黃金分割數列”?！办巢瞧鯏盗惺且环N整數數列，每個數字都是前兩個數字之和，如5+8=13，前一個數字與后一個數字之比為0.618，如8÷ 13= 0.618”[1]又如：13 ÷ 21 = 0.619...21 ÷ 34 = 0.618...34 ÷ 55 =0.618...數字越大，得到的結果越接近一個數字，即 0.618...，這個數字就是著名的“黃金分割數列”。

圖1 噴嚏麥枝葉中含有黃金分割比例

圖2 向日葵花的螺旋結構與黃金分割數列有關

圖3 夏威夷樹蕨嫩芽的分形相似性

幾何，一個精妙的概念，代表著數學禪意的概念，揭示著理性世界與感性世界美的本質。一些簡單的幾何圖形仿佛一棵棵擁有生命力的大樹，自由生長出枝繁葉茂的形態，卻又似乎遵循著某種神秘的自然秩序。在自然界中植物正以有序的“數學語言”詮釋它們的魅力—以最直接的方式生成三角形、圓形、卵形、球形及其它各類幾何圖形，讓人類嘆為觀止。

許多生物學家發現植物種類繁多、葉子形態各異，但是葉子在莖上的排列卻有著特殊的規律。從某些植物的頂端往下看，會發現上下層相鄰的兩片葉子之間所構成的角約為137.5°，眾所周知一周為360°，360°-137.5°=222.5°，然而 137.5 ÷222.5≈0.618。另外，有人研究過向日葵，發現其中一支向日葵花有89個花辮，55個朝一方，34個朝向另一方，34 ÷ 55≈0.618。也就是說，各種植物的生長規律中自然隱藏著黃金比例數值。

數學家“分形幾何學”（Fractal Geometry）理論中所指的相似圖形不斷重復的概念在植物中也十分常見。植物的莖、葉、花，甚至是卷曲的嫩芽中都存在著分形形體的自相似性。多樣重復出現的各類植物組織結構創造出極具幾何美感的圖形。如夏威夷樹蕨的葉芽在出頭處的大小有區別，但在形態上基本相似。（圖3）植物之所以顯得美不僅是關乎其色彩，更重要的是不同植物的形態結構具有豐富的幾何變化。這些紛繁的結構圖形是大自然的杰作，它們有著連最偉大的數學家也無法解析的神奇。

植物的幾何之美

葉形

植物葉子的幾何形圖案頗為多變。常見的葉子形狀包括卵形、扇形、掌狀、羽狀、劍形、心形，甚至小提琴形。此外，在葉子邊緣也出現細微波紋、細齒、淺裂、光滑的邊緣等不同的幾何形形態。還有些葉子有扇貝形皺褶，毛絨狀銀絲，以及對稱性葉脈。（圖4）

葉子表面的紋理根據大小、顏色而改變。從光滑到粗糙，從多毛到褶皺……這些變化無論是單獨呈現還是復雜的幾何組合，都能增添植物藝術形態的豐富性。例如各類寶塔形植物葉片，整體帶有三維效果，由下至上層層變化縮小或帶有螺旋形狀具有極強的觀賞價值。（圖5）還有些植物的葉片直接就是立體形態，如多漿植物情人淚似橄欖球體、佛珠似球體。另外，帶有褶皺的扇形棕櫚葉硬度適中，成為夏日手搖扇的原材料；而熊童子的形象手掌和毛茸茸的肌理增添了植物幾何形的趣味性。（圖6）

葉子顏色通常因紋理得以改變，紋理的變化也能導致葉色的深淺變化，使其從光線很強的地方到陰暗處在幾何形的色彩上具有區別。這些葉子的色階變化也揭示出植物的新陳代謝方式，以及季節與植物之間的關聯。

花形

從花的各部分形態、結構來看，其幾何形狀也紛繁多樣。花形一般可歸納為：球形、花瓣形、圓形、喇叭形、人形、異形等。許多花對稱地排列在花托邊緣，幾乎完美無缺地呈現出整體的輻射對稱形狀，而有的花不規則的排列，以不對稱的方式呈現出均衡之美。對于兩種生長結構大自然都給予了豐富的多樣性和種群性。（圖7）

圖9 吊鐘形風鈴草

球形花在生活中較常見，如繡球花、球蘭、乒乓菊、大蔥花等，這些花體態整體呈球狀，由多個小花絮組合而成。它們種植在庭院、花壇簇擁的球狀較為引人注目，色彩明麗，給人以滿足之感。

花形也具有平面性特征，這類花的形態一般是由花瓣的多少來確定其形態。如春天五瓣花形狀的要屬櫻花、桃花、杜鵑最為典型，還有六邊形花瓣的水仙花，十字形花瓣的二月蘭等，觀察其幾何平面的形態十分準確。再如秋天的三角形紫露草花，整體看就如同一個紫色的等邊三角形，非常規則。自然界的花形與幾何形一一對應，激發出人類在不同季節豐富的審美聯想。（圖8）

還有些植物的花形具有仿真的趣味性。這類花形名稱是人們長期對其形態的象形歸納，具有易識別、記憶的特點。如形似喇叭的花常見的就有牽牛花、曼陀羅花、矮牽牛；還有形似一串串風鈴的風鈴草、（圖9）鈴鐺花、鈴蘭；再如像燈籠一樣的吊燈花、紋瓣懸玲花、倒掛金鐘；另外槭葉蔦蘿與軍帽上的紅色五角星形狀幾乎一模一樣。人類將這些花的形態由生活的具象認知轉向抽象的命名，從長期的自然實踐中得以研習。

蕊形

花蕊是花兒繁殖的重要組成部分，花蕊分為雌蕊和雄蕊。雄蕊包括花藥和花絲，雌蕊包括柱頭、花柱、子房和胚珠?；ㄈ锏膸缀涡螤铍m然沒有花瓣艷麗，也沒有葉形那樣多姿，但卻有著精靈般的組合模樣。它們多以點狀與線狀的密集排列，圍繞花心區域展開。雄蕊形狀如絲，多而密，雌蕊則有鼓狀、球形，其長度及形態較為凸出。蕊形所體現出來的多重線形及幾何點陣排列充分說明植物幾何形排列的復雜性。（圖10）

藝術家創造的“幾何形植物”

繪畫中的“幾何形植物”

幾何元素表現的是數學美，永不落俗，是最純粹的裝飾動機。它沒有風格限制，沒有時代特征，沒有繁縟的裝飾，也沒有地域特性等等一系列符號化印象。人們的視線回歸到設計本源，單一的幾何造型通過組合產生千變萬化的視覺效果?！皫缀涡沃参铩痹卦絹碓酵癸@其在設計中的地位與作用，給予人無限遐想的空間。然而，在簡單線條的拼接下，這些“幾何形植物”在不同的藝術媒介沖擊下，往往也能產生出意想不到的自然映像。

在繪畫作品中，“幾何形植物”遍布每個國家。植物所賦予藝術家的靈感在各個時代呈現出不同的繪畫形式。特別是藝術家蒙德里安、馬蹄斯、夏加爾、克里姆特等人將“幾何形植物”創作作為一種研究在現代繪畫領域中進行探索。如“蒙德里安（Piet Cornelies Mondrian）在1912年創作的油畫作品《灰樹》中，樹的母題以抽象化的線條和灰色面加以處理，焦點是樹枝與樹枝、樹枝與樹干以及樹與其他物象之間的抽象造型關系，強調畫面的構成性。”[2]又如蒙德里安的作品《開花的蘋果樹》樹干與枝杈變成了直線與弧線的相互交錯，幾何律動意象明顯；作品《晚上的紅樹》，樹形的簡單曲線與樹枝、天空背景以及色彩進行呼應，非常具有感染力。（圖11）

奧地利畫家古斯塔夫·克里姆特（Gustav Klimt）作為二十世紀偉大的維也納分離派藝術大師深刻影響著當代繪畫的發展。他的作品風格具有強烈的平面裝飾性，如《生命之樹》（圖12）大膽運用抽象曲線，圖案形樹枝、花朵、蘑菇、鳥類等作為背景，創造出具有生命內涵的神秘意境效果。他的作品《花草農園》以圓形與不規則形的點、線、面繪制出豐富的俯視空間效果，色彩豐富、明快。在他的作品中人物的面部與身體多采用自然寫實，而人物的衣著及背景則采用平面塑造幾何形的方法，兩種技法充分融合格外具有視覺沖擊力。

圖11 蒙德里安作品《晚上的紅樹》

圖12 The Tree of Life

圖13 《The Farmyard》

法國超現實主義畫家馬克·夏加爾（Marc Chagall）以其獨特的藝術風格在西方現代藝術史上獨樹一幟。他的作品中表現的自由時空觀念、意象的造型手法、主觀的富于裝飾性的構圖都是用幾何圖形進行塑造，依靠內在的詩意力量而非繪畫邏輯規則將個人經驗的意象與形式上的象征因素結合在一起?！俺橄罄L畫之所以作為一種藝術形式能夠獨立存在，依靠的不僅僅是點、線、面、色等視覺元素的藝術表達，更重要的是他所蘊含的藝術家自我表現的情感載體。”[3]夏加爾的繪畫色彩豐富，極具個人經驗意象，繪畫題材中人與植物、動物都情境般的營造在簡單的構圖中。（圖13）

法國畫家亨利·馬蒂斯（Henri Matisse）以抽象表現主義的風格體現繪畫主題的裝飾性。他的作品色彩鮮明、對比強烈，其構圖中植物形態具有解構的思想?！敖鈽嬛髁x思想核心是反中心、反秩序、反權威、反二元論的，所以抽象主義繪畫完全拋棄傳統繪畫的畫面透視及造型原理，畫面平面性的點、線、面狀態表現事物，畫面物象之間是一種聚散關系，畫面形象語言顯符號性、平面性。”[4]他將植物的葉片進行任意的抽象、解構、夸張、變形、旋轉，形成大面積的“幾何形植物”背景，使人產生豐富的聯想。

被譽為“美國畢加索”的女性畫家喬治亞·奧基弗（Georgia O’Keef f e）以半抽象半寫實的手法聞名，其繪畫主題多為花朵微觀的抽象表達。她的作品中常以簡單的構圖，充滿同色細微變化的和諧色調，簡單的構圖組成具有韻律感的構圖。

雕塑中的“幾何形植物”

藝術家運用雕塑的形式創造出不同材料屬性的“幾何形植物”。如美國玻璃藝術大師戴爾·奇胡利（Daly Chihuly）以抽象的幾何元素創作玻璃裝置點綴在世界的每個角落。其作品擁有絢爛、魅惑的色彩，曲線、弧線、圓形等各類形態的多變組合，觀眾對其瞬間的視覺感受簡直無法用語言形容。這些“幾何形植物”放置在博物館、美術館、酒店大堂，甚至與植物園真實植被進行混搭，創造出一個個讓人驚喜的藝術空間。（圖14）

日本藝術家草間彌生在其雕塑作品中也常常思考植物主題。她創造的槿花像人一樣擺出不同的表情，與人說話，張牙舞爪的花朵越來越龐大；還有帶有波點的南瓜不斷地在她的創作品中延續，讓人無法抗拒。這些較為夸張的幾何形態反映出她對童年的回憶、宗教的信仰、心情的撫慰。它們已經遠遠超越出了一顆普通植物的意義。草間彌生用波爾卡圓點作為設計的元素，將植物的形態與各類的圓點進行平面、立體的組合，形成草間彌生“神經質”的藝術靈魂。

英國倫敦雕塑家湯姆·赫爾（Tom Hare）認為柳樹是一種可持續的材料。他善于研究不同植物的形態以及捕捉其特點，用鋼架和柳木雕刻還原出植物的本原結構。這些由抽象的直線條、曲線條組合的“真菌”、“果實”、“香料”成為城市公園、商業小廣場中的重要陳設，其造型是人類模仿大自然的典范。

結語

大自然中的植物總是安靜少語，但她們的美并不孤獨。植物具有幾何意味的層次結構，在自然的作用下會使人在視覺上產生無窮層次的錯覺美感。無論是葉形、花形、蕊形都由放大或縮小的幾何形組成，整體結構完美而新奇。這些排列多變的幾何形激發藝術家的視覺企望與創作，并有待被發現更多。事實上，表面看來極為不同的植物之間皆可以發現意義的關聯。它們存在著幾何形的結構秩序，這也是世界上之所以為一個整體的關鍵所在。

(注：本文為2016年度教育部人文社會科學研究一般項目：“漢口原租界建筑裝飾圖形譜系研究”（批準號：16YJA760033）的階段性成果)

圖14 Ceiling design in Bellegio

[1]方陵生.大自然中的斐波那契數列之奇.[J].科學與文化，2004,9:19

[2]任康麗.抽象繪畫與解構理念演繹的一種空間形式[J].新建筑，2012,6:81

[3]吳靜一.試析抽象繪畫中的“自我表現”[J].藝術百家，2015,5:49

[4]蘇和.當代油畫平面性思維方式含義[J].湖北美術學院學報，2013,3:87-89

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責任編輯：符媛