Микель Альберти - Мир математики. т 40. Математическая планета. Путешествие вокруг света
Хотя принято считать, что типи североамериканских индейцев имеют коническую форму, они, по сути, представляют собой многогранники и в действительности имеют форму пирамиды. Несколько длинных кольев, воткнутых в землю в форме круга (они определяют вершины многоугольника достаточно правильной формы), сходятся в вершине хижины. Эти колья — ребра пирамиды — накрываются шкурами. Типи можно легко разобрать и перенести на новое место.
Типи — традиционное жилище североамериканских индейцев.
Коническую форму типи придает крыша. Традиционные дома на индонезийских островах Флорес и Тимор представляют собой идеальные конусы, так как их коническая крыша опускается почти до самой земли. На самом деле эта крыша имеет пирамидальную форму, но она покрыта листьями, которые сглаживают ее очертания.
В африканских культурах дома в селениях и сообществах обычно располагаются в зависимости от их формы: прямоугольные жилища — в форме вытянутого прямоугольника, круглые дома — в форме окружности или эллипса.
Дверные косяки и внутренние стены некоторых традиционных африканских жилищ украшены орнаментами. На шкурах, покрывающих индейские типи, также изображают символы и узоры, служащие отличительным признаком племени.
Строить дома из льда непросто: эскимосы для этого используют ледяные блоки, укладывая их в форме полусферы. Однако купол иглу представляет собой геликоид: его радиус уменьшается по мере приближения к вершине, а размеры блоков, напротив, становятся больше.
План древнего Багдада представляет собой идеальный круг. Халиф аль-Мансур повелел построить этот город в VIII веке. В центре Багдада находились дворец халифа и мечеть. В двойной стене из необожженного кирпича, окружавшей город, были проделаны четверо ворот — по четырем сторонам света. Багдад был не единственным круглым городом на Ближнем Востоке. Возможно, аль-Мансур взял за образец более ранние города, в частности Гор (ныне Фирузабад), основанный царем Ардаширом из династии сасанидов в Иране в I веке.
Особый случай — народ тораджи с индонезийского острова Сулавеси. Их традиционные дома имеют прямоугольную форму и четко делятся на три уровня, однако характерный внешний вид им придает крыша, напоминающая седло. Важнейшей особенностью домов тораджи является их расположение, а также социальные и культурные функции. Дом в этой культуре — не просто жилище. Все традиционные дома тораджи обращены на север, поэтому во всех селениях дома расположены параллельными рядами. Против каждого дома — один или несколько амбаров для хранения риса. Торцы амбаров обращены на юг. В центре поселения находится площадь, на которой проводятся ритуалы и церемонии. У каждой семьи есть свой дом, где проходят семейные встречи и где находятся тела умерших до похорон.
План поселения тораджи (остров Сулавеси, Индонезия).
Размеры традиционных домов и амбаров тораджи определяют заранее в соответствии с соотношением 7:3. Строитель Мархин Мадои в своих заметках объяснил, как рассчитываются размеры домов.
Определение размеров традиционного жилища тораджи.
Это объяснение станет понятнее, если учесть ряд моментов, не указанных в заметках строителя:
Ширина = 300 см
7 — 1 = 6
6·22 см = 132 см => 300–132 = 168 => 168 /6 = 28
28 + 22 = 50
Элементы фасада: 50 + 150 + 300 + 150 +50 = 700 см.
Он приводит такие же рассуждения при расчете размеров сооружения шириной 4 м, но на этот раз использует значение в 24, а не 22 сантиметра:
Ширина = 400 см
6·24 см = 144 см => 400–144 = 256 => 256/6 = 42,6
42,6 + 24 = 66,5 (sic!)
Элементы фасада: 66,5 + 200 + 400 + 200 + 66,5 = 933
Наиболее понятное объяснение основано на том, что и дом, и амбар имеют прямоугольную форму, а длины их стен описываются соотношением 7:3. На этом прямоугольнике строится сетка размером 14 х 6 клеток. 14 длинных элементов фасада группируются так: 14-3 + 6 + 3 + 1. Если постройка имеет ширину 3 м, ее длина должна равняться 7 м.
x/300 см = 14/6 => x = 700 см
Это означает, что клетки сетки представляют собой квадраты со стороной 30 см. Длины 14 секций двух фасадов будут иметь размеры:
30 + 130 + 300 + 130 + 30 см.
Аналогично для ширины в 4 м. Следовательно, общая длина составит 9,33 м.
Элементы фасада будут иметь следующую длину:
66,6 + 200 + 400 + 200 + 66,6 см.
Народ хиваро населяет часть джунглей Амазонии на юго-востоке Эквадора в Южной Америке. Одна из характерных особенностей культуры хиваро — дома округлой формы. Хотя они имеют квадратное основание, полуокружности, расположенные вдоль двух противоположных сторон домов, придают им вытянутую форму, как показано на рисунке. Высота дома определяется высотой коньковой балки — горизонтальной перекладины, которая служит центральной осью крыши.
Дом хиваро — это не просто место, где можно укрыться от дождя или хранить вещи и орудия труда. Как и дома тораджи в Индонезии, на другом конце света, дома хиваро представляют собой масштабную модель мира. Внутри они разделены на две части — для мужчин и женщин, согласно их роли, отведенной им в культуре хиваро.
В то же самое время в устройстве дома проявляются роли, которые должны исполнять члены семьи в обществе. В этой концепции центральный столб, подпирающий крышу, помимо очевидной практической функции, символизирует связь между землей и небом, верхним и нижним миром. Вокруг этого столба проходят традиционные празднования.
Технологии и математическая мысль
Сегодня в большинстве стран мира главным рабочим инструментом во многих сферах стал компьютер — разница состоит лишь в используемом программном обеспечении: представителям каждой профессии нужны собственные программы, очень часто узкоспециализированные. Использование компьютера является практически обязательным. Его роль так велика, что многие пользователи научились работать с ним самостоятельно, а некоторые даже сами пишут подпрограммы и скрипты, упрощающие работу.
Многие специалисты используют электронные таблицы Excel. Нет такой профессии, в которой не требовалось бы составлять отчеты, готовить счета, подводить баланс или вычислять члены пропорции. Часто человек, обучаясь работать с электронными таблицами, спустя много лет после окончания института вновь сталкивается с математикой. При этом представители многих профессий (например, в области дизайна или кулинарии) в студенческие годы даже не видели компьютеров.
Кладка кирпичей
Кладка — это конструкция из кирпичей, уложенных между двумя столбами или стенами. При качественной кладке предполагается, что от пола до потолка уложится целое число рядов кирпичей (то есть кирпичи не придется обрезать по высоте), при этом швы (раствор, скрепляющий кирпичи) должны иметь одинаковую ширину.
Эта задача решается умножением и делением. Ширина шва обычно составляет 1 см, но так как кирпичи нельзя ни сжать, ни расширить, размеры кладки можно изменить, только меняя ширину швов, — при необходимости можно прибавить или убавить 1 мм.
На практике кладка выполняется следующим образом. Нужно измерить высоту кирпича (h) и толщину шва (j) и сделать на деревянной рейке отметку на расстоянии d = h + j от одного из ее концов. Далее на рейке делаются отметки, соответствующие следующим значениям, вычисленным на калькуляторе: [d] + d, [d + d] + d, [d + d + d] + d, … Эта рейка с метками, нанесенными на одинаковом расстоянии, послужит шаблоном при кладке. Отметки нужны для того, чтобы не измерять значение d для каждого ряда кирпичей. Каменщики считают, что если результат вычислений имеет вид 5,8 см, то откладывать такое значение с помощью рулетки весьма неудобно. Намного удобнее отложить его один раз на деревянной рейке.
Наши рассуждения проиллюстрированы на следующем рисунке. Исходные данные таковы: Н (высота просвета), h (высота кирпича), х (высота шва) и n (число рядов кирпичей в кладке). Значение х обычно принимается равным примерно 1 см, но, как мы уже говорили, допустимы отклонения ±1 мм.
Расположение кирпичей в кладке.
Должно выполняться следующее соотношение:
С помощью электронных таблиц искомые значения (число кирпичей и толщина шва) определяются автоматически. В представленной ниже таблице Н = 3 м, h = 5 см. Выделены значения, ближайшие к тем, что используются в строительстве.
