Невозможный треугольник своими руками. Парадоксальный мир невозможных объектов
Невозможная фигура — один из видов оптических иллюзий, фигура, кажущаяся на первый взгляд проекцией обычного трёхмерного объекта,
при внимательном рассмотрении которой становятся видны противоречивые соединения элементов фигуры. Создаётся иллюзия невозможности существования такой фигуры в трёхмерном пространстве.
♦♦♦
Невозможные фигуры
Наиболее известные невозможные фигуры: невозможный треугольник, бесконечная лестница и невозможный трезубец.
Невозможный треугольник Перроуза
Иллюзия Рейтерсварда (Reutersvard, 1934)
Обратите внимание также и на то, что изменение организации "фигура-фон" сделало возможным восприятие расположенной в центре "звезды".
_________
Невозможный куб Эшера
На самом деле все невозможные фигуры могут существовать в реальном мире. Так, все объекты, нарисованные на бумаге, являются проекциями трёхмерных объектов, следовательно, можно создать такой трёхмерный объект, который при проецировании на плоскость будет выглядеть невозможным. При взгляде на такой объект из определённой точки он также будет выглядеть невозможным, но при обзоре с любой другой точки эффект невозможности будет теряться.
13-метровая скульптура невозможного треугольника из алюминия была воздвигнута в 1999 году в городе Перт (Австралия). Здесь невозможный треугольник был изображен в наиболее общей форме — в виде трёх балок, соединённых друг с другом под прямыми углами.
Чёртова вилка
Среди всех невозможных фигур особое место занимает невозможный трезубец («чертова вилка»).
Если закрыть рукой правую часть трезубца, то мы увидим вполне реальную картину - три круглых зуба. Если закрыть нижнюю часть трезубца, то мы тоже увидим реальную картину - два прямоугольных зубца. Но, если рассматривать всю фигуру целиком, то получается что три круглых зубца постепенно превращаются в два прямоугольных.
Таким образом, можно увидеть, что передний и задний планы данного рисунка конфликтуют. То есть, то что было изначально на переднем плане уходит назад, а задний план (средний зуб) вылезает вперед. Кроме смены переднего и заднего планов в данном рисунке присутствует еще один эффект - плоские грани правой части трезубца становятся круглыми в левой.
Эффект невозможности достигается за счет того, что наш мозг анализирует контур фигуры и пытается подсчитать количество зубцов. Мозг сравнивает количество зубцов фигуры в левой и правой части рисунка, из-за чего возникает ощущение невозможности фигуры. Если количество зубцов у фигуры было значительно больше (например, 7 или 8), то этот парадокс был бы менее ярко выражен.
Некоторые книги утверждают, что невозможный трезубец принадлежит к классу невозможных фигур, которые не могут быть воссозданы в реальном мире. На самом деле это не так. ВСЕ невозможные фигуры можно увидеть в реальном мире, но невозможными они будут выглядеть только с одной единственной точки зрения.
______________
Невозможный слон
Сколько ног у слона?
Психолог из Стенфорда Роджер Шепард (Roger Shepard) использовал идею трезубца для своей картины невозможного слона.
______________
Лестница Пенроуза
(бесконечная лестница, невозможная лестница)
Бесконечная лестница" - одна из самых известных классических невозможностей.
Представляет собой такую конструкцию лестницы, при которой в случае движения по ней в одном направлении (на рисунке к статье против часовой стрелки) человек будет бесконечно подниматься, а при движении в обратном — постоянно спускаться.
Другими словами, перед нами предстает лестница, ведущая, казалось бы, вверх или вниз, но при этом человек, шагающий по ней, не поднимается и не опускается. Завершив свой визуальный маршрут, он окажется в начале пути. Если бы вам в самом деле пришлось пройти по этой лестнице, вы бы бесцельно поднимались и спускались по ней бесконечное число раз. Можно назвать это нескончаемым сизифовым трудом!
С тех пор как Пенроузы опубликовали эту фигуру, она появлялась в печати чаще, чем какой-либо другой невозможный объект. "Бесконечную лестницу" можно встретить в книгах об играх, головоломках, иллюзиях, в учебниках по психологии и другим предметам.
«Восхождение и нисхождение»
«Бесконечной лесницей"» с успехом воспользовался художник Мауриц К. Эшер, на этот раз в своей чарующей литографии «Восхождение и нисхождение», созданной в 1960 году.
В этом рисунке, отражающем все возможности фигуры Пенроуза, вполне узнаваемая Бесконечная лестница аккуратно вписана в крышу монастыря. Монахи в капюшонах непрерывно движутся по лестнице в направлении по часовой стрелке и против нее. Они идут навстречу друг другу по невозможному пути. Им так и не удается ни подняться наверх, ни спуститься вниз.
Соответственно, «Бесконечная лестница» стала чаще ассоциироваться с Эшером, перерисовавшим ее, чем с Пенроузами, которые ее придумали.
Сколько тут полок?
Куда открыта дверь?
Наружу или вовнутрь?
Невозможные фигуры изредка появлялись на полотнах мастеров прошлого, например, такова виселица на картине Питера Брейгеля (Старшего)
«Сорока на виселице» (1568)
__________
Невозможная арка
Жос де Мей (Jos de Mey) - фламандский художник, обучался в Королевской Академии Изящных Искусств в Генте (Бельгия), а затем обучал студентов дизайну интерьеров и цвету на протяжении 39 лет. Начиная с 1968 года центром его внимания стало рисование. Он наиболее известен тщательным и реалистичным исполнением невозможных структур.
Наиболее известны невозможные фигуры в работах художника Мориса Эшера. При рассматривании таких рисунков каждая отдельная деталь кажется вполне правдоподобной, однако при попытке проследить линию, оказывается, что эта линия уже, например, не внешний угол стены, а внутренний.
«Относительность»
Эта литография голландского художника Эшера впервые была напечатана в 1953 году.
На литографии изображен парадоксальный мир, в котором не применяются законы реальности. В одном мире объединены три реальности, три силы тяжести направлены перпендикулярно одна другой.
Создана архитектурная структура, реальности объединены лестницами. Для людей, живущих в этом мире, но в разных плоскостях реальности, одна и та же лестница будет направлена или вверх или вниз.
«Водопад»
Эта литография голландского художника Эшера впервые была напечатана в октябре 1961 года.
В этой работе Эшера изображен парадокс — падающая вода водопада управляет колесом, которое направляет воду на вершину водопада. Водопад имеет структуру «невозможного» треугольника Пенроуза: литография была создана по мотивам статьи в «Британском журнале психологии».
Конструкция составлена из трёх перекладин, положенных друг на друга под прямым углом. Водопад на литографии работает как вечный двигатель. Кажется также, что обе башни одинаковы; на самом деле та, что справа, на этаж ниже левой башни.
Ну и более современные работы:о)
Бесконечная фотография
Удивительная стройка
Шахматная доска
♦♦♦
Перевёрнутые картинки
Что вы видите: огромную ворону с добычей или рыбака в лодке, рыбу и остров с деревьями?
Распутин и Сталин
Молодость и старость
_________________
Вельможа и Королева
Невозможный треугольник - один из удивительных математических парадоксов. При первом взгляде на него ни на секунду не можешь усомниться в его реальном существовании. Однако это только иллюзия, обман. А саму возможность такой иллюзии объяснит нам математика!
Открытие Пенроузов
В 1958 году Британский психологический журнал опубликовал статью Л. Пенроуза и Р. Пенроуза, в которой они ввели в рассмотрение новый тип оптической иллюзии, названной ими «невозможный треугольник».
Зрительно невозможный треугольник воспринимается как реально существующая в трехмерном пространстве конструкция, составленная из прямоугольных брусков. Но это всего лишь оптическая иллюзия. Построить реальную модель невозможного треугольника нельзя.
Статья Пенроузов содержала несколько вариантов изображения невозможного треугольника. - его «классическое» представление.
Из каких элементов строится невозможный треугольник?
Точнее, из каких элементов он кажется нам построенным? В основе конструкции лежит прямоугольный уголок, который получается соединением под прямым углом двух одинаковых прямоугольных брусков. Таких уголков требуется три штуки, а брусков, стало быть, шесть штук. Эти уголки надо определенным образом зрительно «соединить» один с другим так, чтобы они образовали замкнутую цепь. То, что получится, и есть невозможный треугольник.
Первый уголок поместим в горизонтальной плоскости. К нему присоединим второй уголок, направив одно из его ребер вверх. Наконец, к этому второму уголку пристроим третий уголок так, чтобы его ребро было параллельно исходной горизонтальной плоскости. При этом два ребра первого и третьего уголков будут параллельны и направлены в разные стороны.
Если считать брусок отрезком единичной длины, то концы брусков первого уголка имеют координаты, и, второго уголка - , и, третьего - , и. Мы получили реально существующую в трехмерном пространстве «закрученную» конструкцию.
А теперь попробуем мысленно посмотреть на нее из разных точек пространства. Представьте, как она выглядит из одной точки, из другой, из третьей. При изменении точки наблюдения будет казаться, что два «концевых» ребра наших уголков перемещаются относительно друг друга. Не трудно подобрать такое положение, при котором они соединятся.
Но если расстояние между ребрами намного меньше расстояния от уголков до точки, из которой мы рассматриваем нашу конструкцию, то оба ребра будут иметь для нас одинаковую толщину, и возникнет представление о том, что эти два ребра - на самом деле продолжение один другого. Такая ситуация изображена 4.
Кстати, если мы одновременно посмотрим на отражение конструкции в зеркале, то там замкнутой цепи не увидим.
А из выбранной точки наблюдения мы собственными глазами видим свершившееся чудо: имеется замкнутая цепь из трех уголков. Только не меняйте точку наблюдения, чтобы эта иллюзия не разрушилась. Теперь можно нарисовать видимый вам объект или поместить в найденную точку объектив фотоаппарата и получить фотографию невозможного объекта.
Первыми этим явлением заинтересовались Пенроузы. Они использовали возможности, которые возникают при отображении трехмерного пространства и трехмерных объектов на двумерную плоскость и обратили внимание на некоторую неопределенность проектирования - незамкнутая конструкция из трех уголков может восприниматься как замкнутая цепь.
Доказательство невозможности треугольника Пенроузов
Анализируя особенности двумерного изображения трехмерных объектов на плоскости, мы поняли, как особенности этого отображения приводят к невозможному треугольнику. Возможно, кого-то заинтересует и чисто математическое доказательство.
Доказать, что невозможный треугольник не существует, крайне легко, ведь каждый его угол прямой, а их сумма равна 270 градусов вместо «положенных» 180 градусов.
Более того, даже если мы будем рассматривать невозможный треугольник, склеенный из уголков, меньших 90 градусов, то в этом случае можно доказать, что невозможный треугольник не существует.
Мы видим три плоские грани. Они попарно пересекаются вдоль прямых. Плоскости, содержащие эти грани, попарно ортогональны, поэтому они пересекаются в одной точке.
Кроме того, через эту точку должны проходить линии взаимного пересечения плоскостей. Следовательно, прямые линии 1, 2, 3 должны пересекаться в одной точке.
Но это не так. Следовательно, представленная конструкция невозможна.
«Невозможное» искусство
Судьба той или иной идеи - научной, технической, политической - зависит от очень многих обстоятельств. И далеко не в последнюю очередь от того, в какой именно форме эта идея будет представлена, в каком образе она явится широкой публике. Будет ли воплощение сухим и сложным для восприятия, или, наоборот - явление идеи будет ярким, захватывающим наше внимание даже вопреки нашей воле.
У невозможного треугольника судьба счастливая. В 1961 г. голландский художник Мориц Эшер завершил литографию, названную им «Водопад» . Художник прошел немалый, но быстрый путь от самой идеи невозможного треугольника до ее потрясающего художественного воплощения. Напомним, статья Пенроузов появилась в 1958 году.
В основе «Водопада» - два невозможных треугольника, показанных. Один треугольник - большой, внутри него расположен другой треугольник. Может показаться, что изображены три одинаковых невозможных треугольника. Но не в этом суть, представленная конструкция достаточно сложная.
При беглом взгляде ее абсурдность не всякому и не сразу будет видна, так как каждое соединение, представленное, - возможно. как говорят, локально, то есть на небольшом участке чертежа, такая конструкция осуществима… Но в целом она невозможна! Ее отдельные куски не стыкуются, не согласуются друг с другом.
А чтобы понять это, мы должны затратить определенные интеллектуальные и зрительные усилия.
Давайте совершим путешествие по граням конструкции. Этот путь замечателен тем, что вдоль него, как нам кажется, уровень относительно горизонтальной плоскости остается неизменным. Двигаясь вдоль этого пути, мы ни вверх не поднимаемся, ни вниз не опускаемся.
И все-то было бы хорошо, привычно, если бы в конце пути - а именно в точке - мы не обнаружили бы, что относительно исходной, начальной точки мы каким-то таинственным немыслимым образом поднялись вверх по вертикали!
Чтобы прийти к этому парадоксальному результату, мы должны выбрать именно этот путь, да еще следить за уровнем относительно горизонтальной плоскости… Непростая задача. В ее решении Эшеру на помощь пришла…вода. Вспомним песню о движении из чудесного вокального цикла Франца Шуберта «Прекрасная Мельничиха»:
И сначала в воображении, а затем под рукой замечательного мастера голые и сухие конструкции превращаются в акведуки, по которым бегут чистые и быстрые потоки воды. Их движение захватывает наш взгляд, и вот уже помимо нашей воли мы устремляемся по течению, следуя всем поворотам и изгибам пути, вместе с потоком срываемся вниз, падаем на лопасти водяной мельницы, затем снова устремляемся вниз по течению…
Обходим этот путь раз, другой, третий… и только тут осознаем: двигаясь в н и з, мы каким-то фантастическим образом подымаемся в в е р х! Первоначальное удивление перерастает в некий интеллектуальный дискомфорт. Кажется, что мы стали жертвой какого-то розыгрыша, объектом какой-то шутки, которую пока еще не поняли.
И снова мы повторяем этот путь по странному водоводу, теперь уже не спеша, с осторожностью, словно опасаясь подвоха со стороны парадоксальной картинки, критически воспринимая все то, что происходит на этом таинственном пути.
Мы пытаемся разгадать ту тайну, которая поразила нас, и не можем вырваться из ее плена до тех пор, пока не найдем скрытую пружину, лежащую в ее основе и приводящую немыслимую круговерть в безостановочное движение.
Художник специально подчеркивают, навязывает нам восприятие его картины как изображения реальных трехмерных объектов. Объемность подчеркивается изображением вполне реальных многогранников на башнях, кирпичной кладкой с аккуратнейшим представлением каждого кирпича в стенах акведука, поднимающимися вверх террасами с садами на заднем плане. Все призвано убедить зрителя в реальности происходящего. И благодаря искусству и великолепной технике эта цель достигнута.
Когда же мы вырываемся из плена, в который попадает наше сознание, начинаем сравнивать, сопоставлять, анализировать, то находим что основа, источник этой картины скрыты в особенностях проектирования.
И мы получили еще одно - «физическое» доказательство невозможности «невозможного треугольника»: если бы такой треугольник существовал, то существовал бы и «Водопад» Эшера, который есть по сути дела вечный двигатель. Но вечный двигатель невозможен, следовательно, невозможен и «невозможный треугольник». И, наверное, это «доказательство» - самое убедительное.
Что сделало Морица Эшера феноменом, уникумом, который не имел в искусстве явных предшественников и которому невозможно подражать? Это комбинация плоскостей и объемов, пристальное внимание к причудливым формам микромира - живого и неживого, к необычным точкам зрения на обычные вещи. Основной эффект его композиций - эффект появления невозможных отношений между знакомыми предметами. Эти ситуации с первого взгляда могут и напугать, и вызвать улыбку. Можно радостно смотреть на забаву, которую предлагают художник, а можно серьезно погрузиться в глубины диалектики.
Мориц Эшер показал, что мир может быть совсем не таким, каким мы его видим и привыкли воспринимать - надо только посмотреть на него под другим, новым углом зрения!
Мориц Эшер
Морицу Эшеру более повезло как ученому, чем как художнику. В его гравюрах и литографиях видели ключи к доказательству теорем или оригинальные контрпримеры, бросающие вызов здравому смыслу. На худой конец их воспринимали как прекрасные иллюстрации к научным трактатам по кристаллографии, теории групп, когнитивной психологии или компьютерной графике. Мориц Эшер работал в области соотношений пространства, времени и их тождественности, использовал базовые образцы мозаик, применяя к ним трансформации. Это великий мастер оптических обманов. Гравюры Эшера изображают не мир формул, а красоту мира. Их интеллектуальный склад коренным образом противоположен алогичным творениям сюрреалистов.
Голландский художник Мориц Корнелиус Эшер родился 17 июня 1898 года в провинции Голландии. В доме, котором родился Эшер, сейчас находится музей.
С 1907 года Мориц учится плотницкому делу и игре на пианино, обучается в средней школе. Оценки по всем предметам у Морица были плохими за исключением рисования. Учитель рисования заметил талант у мальчика и научил его делать гравюры по дереву.
В 1916 году Эшер выполняет свою первую графическую работу, гравюру на фиолетовом линолеуме - портрет своего отца Г. А. Эшера. Он посещает мастерскую художника Герта Стигемана, имевшего печатный станок. На этом станке были отпечатаны первые гравюры Эшера.
В 1918-1919 годах Эшер посещает Технический колледж в голландском городке Дельфт. Он получает отсрочку от службы в армии для продолжения учебы, но из-за плохого здоровья Мориц не справился с учебным планом, и был отчислен. В результате, он так и не получил высшего образования. Он учится в Школе архитектуры и орнамента в городе Гаарлеме, Там он берет уроки рисования у Самюэля Джесерена де Месквита, оказавшего формирующее влияние на жизнь и творчество Эшера.
В 1921 году семья Эшера посетила Ривьеру и Италию. Очарованный растительностью и цветами средиземноморского климата, Мориц сделал детальные рисунки кактусов и оливковых деревьев. Он зарисовал много эскизов горных пейзажей, которые позже легли в основу его работ. Позже он будет постоянно возвращаться в Италию, которая будет служить для него источником вдохновения.
Эшер начинает экспериментировать в новом для себя направлении, уже тогда в его работах встречаются зеркальные отображения, кристаллические фигуры и сферы.
Конец двадцатых годов оказалась очень плодотворным периодом для Морица. Его работы демонстрировались на многих выставках Голландии, а к 1929 году его популярность достигла такого уровня, что за один год прошли пять персональных выставок в Голландии и Швейцарии. Именно в этот период картины Эшера впервые были названы механическими и "логическими".
Эшер много путешествует. Живет в Италии и Швейцарии, Бельгии. Изучает мавританские мозаики, делает литографии, гравюры. На основе эскизов путешествий он создает свою первую картину невозможной реальности Still Life with Street.
В конце тридцатых годов Эшер продолжает 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 мае 1940 года нацисты оккупируют Голландию и Бельгию, а 17 мая в зону оккупации попадает и Брюссель, где на тот момент проживал Эшер с семьей. Они находят дом в Варне и переезжают туда в феврале 1941 года. До конца своих дней Эшер будет жить в этом городе.
В 1946 году Эшер начинает интересоваться технологией глубокой печати. И хотя эта технология была намного сложнее той, которой пользовался Эшер до этого и требовала больше времени для создания картины, но результаты были впечатляющими - тонкие линии и точная передача теней. Одна из самых известный работ в технике глубокой печати "Капля росы" была закончена в 1948 году.
В 1950 году Мориц Эшер обретает популярность как лектор. Тогда же в 1950 году проходит его первая персональная выставка в Соединенных Штатах и начинают покупаться его работы. 27 апреля 1955 года Морица Эшера посвящают в рыцари и он становится дворянином.
В середине 50-х годов Эшер объединяет мозаику с фигурами, уходящими в бесконечность.
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 1970 году после новой серии операций Эшер переехал в новый дом в Ларене, в котором была студия, но плохое здоровье не давало возможности много работать.
В 1971 году Мориц Эшер скончался в возрасте 73 лет. Эшер прожил достаточно долго, чтобы увидеть книгу "Мир М. К. Эшера", переведенную на английский язык и остался ею очень доволен.
Различные невозможные картины встречаются на сайтах математиков и программистов. Самой полной версией из просмотренных нами, на наш взгляд, является сайт Влада Алексеева
На этом сайте представлены не только широко известные картины, в том числе и М. Эшера, но, и анимированные изображения, забавные рисунки невозможных животных, монет, марок и т.п. Этот сайт живет, он периодически обновляется и пополняется удивительными рисунками.
Дмитрий Раков
Наши глаза познавать не умеют
природу предметов.
А потому не навязывай им
заблуждений рассудка.
Тит Лукреций Кар
Расхожее выражение "обман зрения" по сути своей неверно. Глаза не могут обмануть нас, поскольку являются только промежуточным звеном между объектом и мозгом человека. Обман зрения обычно возникает не из-за того, что мы видим, а из-за того, что бессознательно рассуждаем и невольно заблуждаемся: "посредством глаза, а не глазом смотреть на мир умеет разум".
Одним из наиболее эффектных направлений художественного течения оптического искусства (op-art) является имп-арт (imp-art, impossible art) , основанный на изображении невозможных фигур. Невозможные объекты представляют собой рисунки на плоскости (любая плоскость двухмерна), изображающие трехмерные структуры, существование которых в реальном трехмерном мире невозможно. Классической и одной из самых простых фигур является невозможный треугольник.
В невозможном треугольнике каждый угол сам по себе является возможным, но парадокс возникает, когда мы рассматриваем его целиком. Стороны треугольника направлены одновременно и к зрителю, и от него, поэтому отдельные его части не могут образовать реальный трехмерный объект.
Собственно говоря, наш мозг интерпретирует рисунок на плоскости как трехмерную модель. Сознание задает "глубину", на которой находится каждая точка изображения. Наши представления о реальном мире сталкиваются с противоречием, с некоей непоследовательностью, и приходится делать некоторые допущения:
- прямые двухмерные линии интерпретируются как прямые трехмерные линии;
- двухмерные параллельные линии интерпретируются как трехмерные параллельные линии;
- острые и тупые углы интерпретируются как прямые углы в перспективе;
- внешние линии рассматриваются как граница формы. Эта внешняя граница чрезвычайно важна для построения полного изображения.
Человеческое сознание сначала создает общее изображение предмета, а затем рассматривает отдельные части. Каждый угол совместим с пространственной перспективой, но, воссоединившись, они образуют пространственный парадокс. Если закрыть любой из углов треугольника, то невозможность пропадает.
История невозможных фигур
Ошибки пространственного построения встречались у художников и тысячу лет тому назад. Но первым построившим и проанализировавшим невозможные объекты по праву считается шведский художник Оскар Рейтерсвэрд (Oscar Reutersvärd) , нарисовавший в 1934 г. первый невозможный треугольник, состоявший из девяти кубиков.
 |
 |
|
|
"Москва", графика (тушь, карандаш), 50х70 см, 2003 г. |
Независимо от Рейтерсвэрда английский математик и физик Роджер Пенроуз повторно открывает невозможный треугольник и публикует его изображение в британском журнале по психологии в 1958 г. В иллюзии использована "ложная перспектива". Иногда такую перспективу называют китайской, так как подобный способ рисования, когда глубина рисунка "двусмысленна", часто встречался в работах китайских художников.
На рисунке "Три улитки" маленький и большой кубы ориентированы не в нормальной изометрической проекции. Меньший по размерам куб сопрягается с большим по передним и задним сторонам, а значит, следуя трехмерной логике, он имеет такие же размеры некоторых сторон, что и большой. Сначала рисунок кажется реальным представлением твердого тела, но по мере анализа выявляются логические противоречия этого объекта.
Рисунок "Три улитки" продолжает традиции второй знаменитой невозможной фигуры - невозможного куба (ящика).
 |
 |
|
|
"IQ", графика (тушь, карандаш), 50х70 см, 2001 г. |
"Вверх и вниз", М. Эшер |
Сочетание различных объектов можно найти и в не совсем серьезном рисунке "IQ" (intelligence quotient - коэффициент интеллекта). Интересно, что некоторые люди не воспринимают невозможные объекты из-за того, что их сознание не способно отождествлять плоские картины с трехмерными объектами.
Дональд Е. Симанек высказал мнение, что понимание визуальных парадоксов является одним из признаков того вида творческого потенциала, которым обладают лучшие математики, ученые и художники. Многие работы с парадоксальными объектами можно отнести к "интеллектуальным математическим играм". Современная наука говорит о 7-мерной или 26-мерной модели мира. Моделировать подобный мир можно только с помощью математических формул, человек представить его просто не в состоянии. И здесь оказываются полезными невозможные фигуры. С философской точки зрения они служат напоминанием о том, что любые явления (в системном анализе, науке, политике, экономике и т. д.) следует рассматривать во всех сложных и неочевидных взаимосвязях.
Разнообразные невозможные (и возможные) объекты представлены на картине "Невозможный алфавит".
Третьей популярной невозможной фигурой является невероятная лестница, созданная Пенроузом. Вы будете по ней непрерывно или подниматься (против часовой стрелки) или спускаться (по часовой стрелке). Модель Пенроуза легла в основу знаменитой картины М. Эшера "Вверх и вниз" ("Ascending and Descending") .
Существует еще одна группа объектов, реализовать которые не получится. Классической фигурой является невозможный трезубец, или "чертова вилка" .
При внимательном изучении картинки можно заметить, что три зубца постепенно переходят в два на едином основании, что приводит к конфликту. Мы сравниваем количество зубцов сверху и снизу и приходим к выводу о невозможности объекта.
Есть ли какая-либо более существенная польза от невозможных рисунков, чем игра ума? В некоторых больницах специально развешивают изображения невозможных объектов, поскольку их рассматривание способно надолго занять больных. Логично было бы развесить такие рисунки в кассах, в милиции и прочих местах, где ожидание своей очереди длится порой целую вечность. Рисунки могли бы выступить в роли этаких "хронофагов", т.е. пожирателей времени.
Невозможное все-таки возможно. И яркое подтверждение тому - невозможный треугольник Пенроуза. Открытый еще в прошлом веке, он до настоящего время часто встречается в научной литературе. И как бы это удивительно ни звучало, но его можно изготовить даже самостоятельно. И сделать это совсем несложно. Многие любители рисовать или собирать оригами уже давно смогли это сделать.
Значение треугольника Пенроуза
Существует несколько названий данной фигуры. Одни называют ее невозможным треугольником, другие - просто трибаром. Но чаще всего можно встретить определение именно «треугольник Пенроуза».
Понимают под данными определениями одну из основных невозможных фигур. Если судить по названию, то получить подобную фигуру в реальности невозможно. Но на практике было доказано, что сделать это все-таки можно. Вот только форму будет принимать, если смотреть на нее с определенной точки под нужным углом. Со всех остальных сторон фигура вполне реальная. Она представляет собой три ребра куба. И изготовить подобную конструкцию легко.
История открытия
Треугольник Пенроуза был открыт в далеком 1934 году художником из Швеции Оскаром Реутерсвардом. Фигура была представлена в виде собранных вместе кубиков. В дальнейшем художника стали называть «отцом невозможных фигур».
Возможно, рисунок Реутерсварда так и остался бы малоизвестным. Но в 1954 году шведский математик Роджер Пенроуз написал статью о невозможных фигурах. Это стало вторым рождением треугольника. Правда, ученый представил его в более привычном виде. Он использовал не кубики, а балки. Три балки соединялись между собой под углом в 90 градусов. Отличие также было в том, что Реутерсвард использовал параллельную перспективу во время рисования. А Пенроуз применил перспективу линейного характера, что придало рисунку еще больше невозможности. Такой треугольник был опубликован в 1958 году в одном из британских журналов о психологии.
В 1961 году художник Мауриц Эшер (Голландия) создал одну из своих наиболее популярных литографий «Водопад». Создана она была под впечатлением, которое было вызвано статьей о невозможных фигурах.
В восьмидесятых годах прошлого столетия трибар и другие невозможные фигуры изображались на государственных почтовых марках Швеции. Продолжалось это на протяжении нескольких лет.
В конце прошлого века (а точнее в 1999 году) в Австралии была создана скульптура из алюминия, изображавшая невозможный треугольник Пенроуза. Она достигала в высоту 13 метров. Подобные скульптуры, только меньшие по размерам, встречаются и в других странах.
Невозможное в реальности
Как можно было уже догадаться, треугольник Пенроуза на самом деле не является треугольником в обычном понимании. Он представляет собой три грани куба. Но если смотреть с определенного угла, получается иллюзия треугольника за счет того, что на плоскости полностью совпадают 2 угла. Зрительно совмещается ближний от смотрящего и дальний углы.
Если быть внимательным, то можно догадаться, что трибар является не чем иным, как иллюзией. Реальный вид фигуры может выдать тень от нее. По ней видно, что на самом деле углы не соединяются. Ну и, конечно же, все становится понятно, если фигуру взять в руки.
Изготовление фигуры своими руками
Треугольник Пенроуза можно собрать самостоятельно. К примеру, из бумаги или картона. И помогут в этом схемы. Их нужно всего лишь распечатать и склеить. В Интернете представлено две схемы. Одна из них немного легче, другая - посложнее, но более популярная. Обе представлены на рисунках.
Треугольник Пенроуза станет интересным изделием, которое обязательно понравится гостям. Он точно не останется незамеченным. Первым этапом для его создания является подготовка схемы. Она переносится на бумагу (картон) с помощью принтера. А далее все еще проще. Ее нужно просто вырезать по периметру. На схеме уже имеются все необходимые линии. Удобнее будет работать с более плотной бумагой. Если схема распечатана на тонкой бумаге, а хочется чего-то поплотнее, заготовка просто прикладывается на выбранный материал и вырезается по контуру. Чтобы схема не сдвигалась, ее можно прикрепить скрепками.
Далее нужно определить те линии, по которым заготовка будет сгибаться. Как правило, на схеме она представлена Сгибаем деталь. Далее определяем места, которые подлежат склеиванию. Они промазываются клеем ПВА. Деталь соединяется в единую фигуру.
Деталь можно раскрасить. А можно изначально использовать цветной картон.
Рисуем невозможную фигуру
Треугольник Пенроуза можно также нарисовать. Для начала на листе рисуется простой квадрат. Размер его не имеет значения. С основанием на нижнюю сторону квадрата, рисуется треугольник. В его углах внутри рисуются небольшие прямоугольники. Их стороны нужно будет стереть, оставив лишь те, что являются общими с треугольником. В результате должен получиться треугольник с усеченными углами.
С левой части верхнего нижнего угла проводится прямая линия. Такая же линия, но немного короче, рисуется из левого нижнего угла. Параллельно основанию треугольника проводится линия, выходящая из правого угла. Получается второе измерение.
По принципу второго рисуется третье измерение. Только в данном случае все прямые основываются на углы фигуры не первого, а второго измерения.
Приветствую вас уважаемые читатели блога сайт. На связи Рустам Закиров и у меня для вас очередная статья, тема которой как нарисовать треугольник Пенроуза. Сегодня я хочу вам показать как легко и просто можно нарисовать невозможный треугольник. Мы с вами нарисуем два рисунка этого треугольника, один будет обычный, а второй самый настоящий 3д рисунок. И все это будет на удивление просто. Настоящий 3д рисунок этого треугольника вы сможете . Сомневаюсь, что такое вам покажут где-то еще, поэтому читайте статью до конца и очень внимательно.
Для наших рисунков нам как всегда понадобятся: листок бумаги простые карандаши (желательно один «средний», «другой мягкий») и несколько цветных карандашей или фломастеров.
Как легко рисовать любые 3д рисунки.
Эту невозможный треугольник я вытащил вот из этой обычной картинки, которую просто нашел в интернете. Вот она.
А затем за пару минут с помощью перевел ее в 3д. Так можно переводить в 3д почти любые изображения. Кто хочет научиться так же, жмите сюда .
А мы переходим к нашему рисунку.
Рисуем обычный рисунок треугольник.
ШАГ №1. Переводим c экрана монитора.
Для того чтобы вам нарисовать треугольник, вам нужно будет сделать следующее. Вы берете ваш листок бумаги и прислоняете ее к треугольнику на экране монитора, и просто переводите его.
А так как наш треугольник совсем не сложный, достаточно поставить только основные точки во всех его углах.
А затем смотрим на оригинал и по соединяем эти точки при помощи линейки. У меня получилось вот так.
Все наш треугольник готов. Можно оставить так, но давайте мы его еще немножечко разукрасим. Я это сделал с помощью цветных карандашей. После того как мы полностью разукрасили наш треугольник, еще раз полностью обводим его простым мягким карандашом.
На этом наш обычный треугольник Пенроуза полностью готов, и мы переходим к этого же треугольника.
Рисуем 3д рисунок треугольник.
ШАГ №1. Переводим.
Действуем по той же самой схеме, как и с обычным рисунком. Я даю вам готовый, уже переведенный в 3д формат треугольник. Вот он.
А вы переводите его. Делаем все так же как с обычным рисунком. Вы берете свой листок, прислоняете его к на экране монитора, листок просвечивает, и вы просто переводите готовый 3д рисунок на свой листок.
Вот что вышло у меня.
Размер треугольника можно увеличить или уменьшить. Для этого нужно просто изменить масштаб вашего монитора. Зажмите клавишу Ctrl и покрутите колесико мышки.
Можно смело сказать, что наш 3д рисунок уже готов. Ушло на него у меня примерно 3 минуты. На этом в принципе можно смело закончить, но давайте еще разукрасим наш треугольник.
