Мауриц эшер картины. От фрактала до рекурсии: краткий гид по миру М.К.Эшера

Ма́уриц Корне́лис Э́шер (нидерл. Maurits Cornelis Escher ([ˈmʌu̯rɪts kɔrˈneːlɪs ˈɛʃər̥]); 17 июня 1898(18980617), Леуварден, Нидерланды - 27 марта 1972, Хилверсюм, Нидерланды) - нидерландский художник-график. Известен прежде всего своими концептуальными литографиями , гравюрами на дереве и металле, в которых он мастерски исследовал пластические аспекты понятий бесконечности и симметрии, а также особенности психологического восприятия сложных трёхмерных объектов, самый яркий представитель имп-арта.

Мауриц Эшер (уменьшительное нидерл. Mauk - «Маук») родился 17 июня 1898 года в городе Леуварден, административном центре нидерландской провинции Фрисландия, в семье инженера. Его родителями были Джордж Арнольд Эшер (George Arnold Escher) и Сара Адриана Глейхман-Эшер (Sarah Adriana Gleichman-Escher, вторая жена Джорджа, дочь министра), Мауриц был их младшим сыном (у него было четыре старших брата, Беренд и Эдмонд от первого брака отца, Арнолд и Ян от второго). Семья жила во дворце «Princessehof», в XVIII веке принадлежавшем Марии Луизе Гессен-Кассельской, матери и регентше статхаудера Вильгельма IV. Сейчас в этом дворце открыт музей керамики, во дворе которого стоит стела с изразцами, выполненными Эшером.

В 1903 году семья переехала в Арнем, где с 1907 года мальчик некоторое время учился столярному делу и музыке, в возрасте семи лет он год провёл в детской больнице в приморском городе Зандворт для улучшения слабого здоровья. С 1912 по 1918 год Мауриц учился в средней школе. Хотя с раннего возраста он проявлял способности к рисованию, его успехи в школе были весьма посредственными (в числе прочего, он провалил экзамен и по рисованию). В 1916 году Эшер выполняет свою первую линогравюру, портрет своего отца Дж. А. Эшера.

В 1917 году семья Эшеров переехала в Остербек (пригород Арнема). В то время Эшер и его друзья на протяжении нескольких лет увлекались литературой, Мауриц писал стихи и эссе. Он не смог сдать четыре выпускных экзамена и из-за этого не смог получить аттестата зрелости. Несмотря на отсутствие аттестата, из-за ошибки в голландском законодательстве он смог добиться отсрочки от службы в армии для продолжения учёбы и в 1918 году стал брать уроки архитектуры в Техническом училище Делфта. Из-за плохого здоровья Эшер не справился с учёбой и был отчислен, но в 1919 году всё же поступил в Школу архитектуры и декоративных искусств в Харлеме, которую закончил в 1922 году. Там его учителем был художник Самуэль де Мескита, оказавший на молодого человека огромное влияние. Эшер поддерживал дружеские отношения с Мескитой вплоть до 1944 года, когда Мескита, еврей по происхождению, 1 февраля был вместе с семьёй арестован и отправлен нацистами в Освенцим. Почти сразу после прибытия (предположительно, 11 февраля) Мескита и его жена были умерщвлены в газовой камере. После гибели учителя Эшер помог отправить его работы в амстердамский музей «Стеделейк», оставив у себя лишь один эскиз со следом немецкого сапога, а в 1946 году он организовал в упомянутом музее мемориальную выставку.

Эшер совершенно сознательно выбрал карьеру гравёра, а не художника (маслом). По мнению исследователя его творчества Ханса Лохера, Эшера привлекала возможность получения множества оттисков, которую предоставляли графические техники, так как его уже в раннем возрасте интересовала возможность повторения образов.

В 1921 году Эшер с семьёй посетил Северную Италию и Французскую Ривьеру. Он впервые побывал за границей и получил возможность познакомиться с искусством итальянского Возрождения, которое произвело на него сильнейшее впечатление. Он рисует оливковые деревья, начинает эксперименты со сферами, зеркалами. Его гравюры иллюстрируют юмористический буклет его друга, Ада ван Столка Flor de Pascua («Пасхальный цветок»), вышедший в октябре в Нидерландах. Первой печатной работой, проданной большим тиражом, была «Святой Франциск» (проповедь птицам). Уже в этой книге начинают появляться мотивы, характерные для позднего творчества Эшера, как, например, искажение пространства в его автопортрете в сферическом зеркале.

Это часть статьи Википедии, используемая под лицензией CC-BY-SA. Полный текст статьи здесь →

C 11 декабря 2013 года по 9 февраля 2014 года в Московском музее современного искусства в рамках Года Нидерландов в России прошла выставка графических работ Маурица Корнелиса Эшера (1898-1972).

Бабочки. 1948 год

Мауриц Эшер был самым младшим из четырёх братьев, с детства он отличался слабым здоровьем, болезни мешали ему получать образование, в частности он так и не смог получить аттестат зрелости, а впоследствии был отчислен из технического училища. Родители Эшера были обеспеченными людьми, отец являлся видным инженером, мать происходила из высокопоставленной аристократической семьи. И родители долгое время поддерживали младшего сына - даже и тогда, когда он сам стал главой немаленького семейства. Изобразительное искусство как увлечение, страсть и единственное занятие для себя в жизни Мауриц выбрал в школе искусств, куда первоначально поступил на курс архитектуры. Графика захватила воображение художника, и он начал создавать удивительные картины, совершенствуя, развивая, преобразовывая само понятие графики, сами принципы графического искусства.

Небо и вода. 1938 год

Другой мир. 1947 год

В возрасте 26 лет Мауриц Эшер женился на дочери промышленника из Швейцарии Джетте Уикер. У Маурица и Джетты родилось трое сыновей. А на крестинах первого сына Джорджа, родившегося в 1926 году, присутствовали король Италии и Муссолини. Семейство обосновалось в Италии, в окрестностях Рима. Собственный дом помогли купить родители с обеих сторон, и Эшер мог посвятить всё своё время творчеству. Вторая мировая война вынудила Эшеров перебраться в Нидерланды, где Мауриц и создал большую часть своих знаменитых работ.

Эшер - одно из тех имён в мировом изобразительном искусстве, которое стало не просто уникальным, а определяющим целое направление, целый пласт новаций и экспериментов, ставших в какой-то мере основой современного дизайна. Технические приёмы и сюжеты, стилистика и поразительные визуальные эффекты Эшера не сразу были оценены современниками, и лишь к концу жизни Мауриц Эшер получил повсеместное признание.

Звёзды. 1948 год

Предопределение. 1951 год

Выставка графики Маурица Эшера в музее современного искусства представила более 100 произведений, выполненных в различных графических техниках. Литографии, гравюры, линогравюры охватывали основные творческие периоды мастера, раскрывая особенности каждого из них. Раннее творчество Эшера - это книжная графика, книга «Святой Франциск», в иллюстрациях к которой уже просматриваются идеи, которые будут развиты и прорисованы в последующие годы. Итальянский период - это пейзажи и серии гравюр, изображающих насекомых и растений. Голландский период - это фаза расцвета таланта и мастерства художника, в этот период Эшер создал наиболее известные и интересные работы.

Три мира. 1955 год

Водопад. 1961 год

Мауриц Эшер в своих графических работах предвосхитил эру компьютерной графики и анимации. Его визуально трёхмерные структуры, являющиеся всё же изображениями на двумерной плоскости, заложили основы для будущих видео- и кино- спецэффектов. Интерпретации Эшером математических и геометрических парадоксов привели к созданию оптических иллюзий бесконечности, а также наглядной демонстрации принципов симметрии, фракталов, неэвклидовых пространств и дискретных процессов трансформации одних объектов в другие. Некоторые из работ Эшера стали наглядной "архитектурой невозможного", созданием пространств, нарушающих привычные стереотипы восприятия.

Узлы. 1965 год

Почти все работы Эшера давно растиражированы как в печатной литературе, так и в интернете, картины Эшера безусловно узнаваемы, но стоило увидеть выставку хотя бы ради представления реальных цветов и масштабов работ знаменитого графика. Непосредственное знакомство с филигранной графической техникой Эшера даёт представление о целеустремлённости и даже фанатичности автора. А сила воздействия оптических иллюзий в работах Эшера создаёт творческий импульс, стремление к познанию нового и невозможного.
Почти все работы мастера находятся в распоряжении специального Фонда М.К. Эшера в Нидерландах (M.C. Escher Foundation). Предыдущая выставка проходила за несколько десятилетий до этого в Эрмитаже, и кто знает, когда случится следующая.

Датирована 1938 г. Литография, размеры: 47,5 на 27,9 см. Эта работа знаменитого голландского художника-графика, известного сложными концептуальными гравюрами и литографиями, во многом тесно переплетающимися с математикой, геометрией и стремлением воплотить невозможные реальности. […]

Мауриц Корнелис Эшер – график, известный в первую очередь своими литографиями и гравюрами. Его работы направлены в основном на психологическое исследование трехмерных объектов. Большое значение уделял понятиям искажения пространства, бесконечности и симметрии. […]

Мауриц Эшер был выдающимся австрийским художником, работающим в техники графики. Его гравюры, мозаики и литографии раскрывают не только художественные жанры, но и философские категории, такие, как бесконечность, абсолютная симметрия, золотое сечение, ну […]

М.Эшер является выдающимся графиком. Его работы индивидуальны и наполнены научным смыслом. Художник при помощи живописи изображал различные научные теории, порой сомнительного характера. Он разбирал вселенную на части и рисовал свои ассоциации. Его […]

Эшер в данном полотне, мастерски использует прием, который называется тесселяцией. Благодаря этому приему мастер очень искусно разделяет одну плоскость на несколько частей. Таким образом, ему удается покрыть все полотно плоскостями, которые сами […]

Кроме художественной одаренности, Мауриц Эшер обладал уникальным даром, который развивал всю свою жизнь, а именно - умением смотреть на мир и видеть его под необычным углом зрения. Это большая редкость - увидеть за привычным неожиданное, никем прежде не замеченное.

Творчество Маурица Эшера

В семье инженера Джорджа Эшера и его жены Сары в 1898 году в Нидерландах родился пятый сын, которой был назван Маурицем. Они жили в здании Леуварден, где сейчас находится музей «Принцессехоф». Семья состояла из интеллектуалов и художников в широком смысле этого слова. Младший кузен Эшера был композитором, то есть человеком, чутким к высокой гармонии, построенной на точных математических началах.

Серьезно Мауриц Эшер учился у С. де Мескита и сознательно выбрал работу гравера, а не художника. В качестве основы он пробовал различные материалы - линолеум, камень (уточним, что этот материал рассматривают только для получения эстампов, а не гравюр), дерево. Если первоначально М. Эшер создавал свои работы на контрастах черного и белого, то позднее он будет вводить в свои работы цвет.

Ранние работы (1916-1922)

Традиционные гравюры выполнены либо на линолеуме, либо на дереве. Это еще не тот Эшер, картины которого узнаются сразу.

Итальянский период (1922-1935)

Одной из любимых книг Эшера была «Алиса в Зазеркалье». В то же время он продолжает изучать искусство XV века северных европейских стран. Результатом этого стала литография 1935 года «Рука с зеркальной сферой». Она известна также как автопортрет. Рука, которая держит сферический шар, нарисована крайне реалистично, так что видны все линии жизни и ума и каждая складочка на пальцах. Внутри шара изображена студия Эшера в Риме: искаженная шаром мебель, искривленные им же окна и потолок. На стенах просматриваются книжные полки, картины в рамах. Одна из них изображает куклу индонезийского кукольного театра. Сам гравер смотрит на зрителя прямо, держа сферу изнутри так, что большой палец внутри соприкасается с большим пальцем снаружи. Аналогично изображен и мизинец.

Предпосылкой этой работы Эшера был «Натюрморт со сферическим зеркалом» 1934 года. В этой литографии гравер изобразил себя за работой. Он находится внутри округлой бутылки с зеркальными стенками. Она лежит на газетах, которые, как и все предметы, размещены на закрытой книге. Рядом стоит металлическая птица с человеческой головой. И она, и газеты частично отражены внутри бутыли.

В этой работе изучаются все градации черного цвета: глубокий черный фон, черный блеск металла птицы, оттенки черного и серого внутри бутыли. Портрет отца с лупой в руках исполнен со скрупулезной точностью, очень реалистично и с сыновней любовью. В итальянский период Эшер, картины которого точно следуют натуре, еще не подошел к исследованию

Зеркальная симметрия предметов

На мастера очень повлияло знакомство с арабскими мозаиками, которые он видел в Альгамбре и Кордобе, а также с некоторыми геометрическими правилами. Все это взял на вооружение Эшер, картины которого погружают нас в мир симметрии. Он берет фигуры и составляет из них мозаику. Одна из самых показательных - «Рептилии» (март 1943 года).

На литографии зритель видит стол. На нем лежит чертеж с мозаичным узором из пресмыкающихся. В правом краю рисунка видно, как одна из них начинает оживать и выползать из листа бумаги. Она только-только начинает познавать не плоский, а трехмерный мир. Другие, ожившие и обретшие объем, активно ползут по книге, треугольнику, заползают на додекаэдр, выпускают на нем пар из ноздрей, переползают на бумагу и, замыкая круг, становятся вновь плоской мозаикой.

Это изображение парадоксально и с оттенком юмора. Имеет ли оно философский подтекст? Возможно. Ведь на столе представлены четыре элемента, из которых состоит мир. Это земля в горшке, огонь, заключенный в коробок от спичек, вода, которая налита в стакан, и воздух, который выдыхает ящерица. На столе лежит маленькая книжечка с латинскими буквами, которая сбивает с толку. Некоторые ее принимали за книгу Иова. На самом деле это только бренд сигаретной бумаги. В скобках надо сказать, что Эшер был завзятым курильщиком.

Конечно, хороша работа «День и ночь» (1938). Эта вещь тоже относится к теме симметрии. Эшер, картины которого к этому времени еще не стали популярными, очень увлечен геометрией. В этой гравюре на дереве первоначально замечается движение светлых птиц слева направо из света к зеркально отраженной ночи. И лишь потом проявляется их «негатив», как на фотографии: черные птицы летят на белом небе в противоположную сторону. И если рассматривать в обратном направлении, то кажется, что темная ночь подступает к белому дню. Хаотичность оборачивается упорядоченностью, и наоборот. Такая вот двойственность восприятия этой гравюры.

Зеркальный пейзаж

В декабре 1955 года была напечатана новая работа графика. До этого пейзажи Эшера были вполне реалистичными, обычными и привычными.

Они были очень яркими, как, например, «Снег», созданный в Альпах. «Три мира», как и все, что делает Эшер, удивляют. Это большой бассейн или озеро (кто как себе представит) осенью. На поверхности воды плавают опавшие с деревьев листья. Поверхность воды - это первый мир. Второй - в глубине озера, где мы видим большую рыбу. Она там не одинока, как могло бы показаться. Кроны деревьев, отразившись в воде, как в зеркале, кажутся корнями невидимых зрителю деревьев. То, что надо домыслить, и есть третий мир.

Парадоксальные миры

И картины, и гравюры Эшера ведут в мир парадокса. В них зрителя удивляет и даже ошеломляет симметрия, и не оставляют равнодушными перспективы, уводящие взгляд в бесконечность. Мастер не проводит границ между искусством, математикой и философией. Они гармонично перетекают друг в друга.

в творчестве Эшера

Еще одна литография, которую в декабре 1953 года напечатал Эшер, - «Относительность». Она исполнена в стиле сюрреализма. Здесь изображен мир, в котором не действуют нормальные законы гравитации. Все архитектурное сооружение находится в центре идиллического сообщества. В нем есть окна, дверные проемы, ведущие к парковой надстройке. Большинство жителей абсолютно случайно идет по своим хозяйственным надобностям. Все фигуры одеты в одинаковую одежду. Их безликие головы уподоблены луковицам. Структура здания состоит из семи лестниц. Каждая из них может быть использована людьми, которые находятся в разных гравитационных мирах. На картине действует три источника гравитации. Упрощенно говоря, все они перпендикулярны друг другу. Внутри каждого гравитационного колодца действуют обычные физические законы.

Это создает интересные эффекты. На верхней лестнице два жителя, принадлежащих к разным источникам гравитации, идут в одном направлении по одной стороне лестницы, но один из них спускается, а другой поднимается. На остальных двух лестницах жители используют один и тот же пролет, но с разных сторон. Они идут в одном направлении, но придут в разные места. На картине также изображено три парка, которые принадлежат к разным гравитационным колодцам. Все двери, кроме одной, ведут к подвалам ниже парков. Это добавляет сюрреалистический эффект картине. Она ценна и с художественной, и с научной точек зрения.

Художник Мауриц Эшер

В математике и философии, искусно владея резцом и рисунком, умело обыгрывая черный цвет со всеми его градациями, черпал вдохновение нидерландский мастер. Поэт в душе, он в работе гармонию поверял, перефразируя Пушкина, алгеброй. М. Эшер блестяще объединил искусство и науку. Законы физики, в особенности оптические эффекты, были им изучены очень глубоко. Его иллюзии созданы в основном игрой света и тени. Особенно это проявляется при создании объемных геометрических форм, например «Куба». Игра пространства у Эшера проявляется в литографии «Водопад». Очень романтичны тройные вращательные симметрии со змеями, образующими круг (1969).

Вообще, применительно к творениям Эшера, скорее, надо использовать словосочетание «логические загадки». Фантазии и знаний ему было не занимать, и каждой картиной он мог поставить человека в тупик. Но, вглядываясь в его произведения, находишь железную логику, гармонию и законы, по которым они построены.

Нидерландский художник-график. Известен прежде всего своими концептуальными литографиями, гравюрами на дереве и металле, в которых он мастерски исследовал пластические аспекты понятий бесконечности и симметрии, а также особенности психологического воспиятия сложных трёхмерных объектов

Биография

Морис Эшер родился в городе Лёвардене, административном центре нидерландской провинции Фрисландия, в семье инженера. В 1903 году семья переехала в Арнхем, где мальчик некоторое время учился столярному делу и музыке. С 1912 по 1918 годы Морис учился в средней школе. Хотя с раннего возраста он проявлял способности к рисованию, его успехи в школе были весьма посредственными.

В 1919 году Эшер поступает в Школу архитектуры и декоративных искусств в городе Гарлеме. Его учителем там был художник Самуэль де Мескита, оказавший на молодого человека огромное влияние (Эшер поддерживал дружеские отношения с Мескитой вплоть до 1944 года, когда Мескита, еврей по происхождению, был вместе с семьёй уничтожен нацистами).

В начале 1920-х Эшер часто путешествует в Италию. Именно там он впервые встречается с Йеттой Умикер, которая в 1924 году становится его женой. Чета жила в Риме до 1935 года, когда пребывание в Италии, под контролем режима Муссолини, стало для них трудновыносимым. Затем Эшеры перехали в Шато-д’О (Швейцария).

В январе 1941 года, после начала Второй мировой войны, Эшеры возвращаются в Нидерланды. С 1940-х по 1970-е они жили в голландском городе Барн (Baarn). В июле 1969 года Эшер создает свою последнюю гравюру на дереве - «Змеи».

Творчество

Для сюжетов «классических» произведений Эшера («Рисующие руки», «Метаморфозы», «День и ночь», «Рептилии», «Встреча», «Дом с лестницей» и т. д.) характерно остроумное осмысление логических и пластических парадоксов. В сочетании с виртуозной техникой это производит сильнейшее впечатление. Многие графические и концептуальные находки Эшера вошли в число символов XX века и впоследствии неоднократно воспроизводились или «цитировались» другими художниками.

Одним из самых выдающихся аспектов творчества Эшера является изображение «метаморфоз», фигурирующих в разных формах во множестве работ. Художник подробно исследует постепенность перехода от одной геометрической фигуры к другой, посредством незначительных изменений в очертаниях. Кроме того, Эшер неоднократно рисовал метаморфозы, происходящие с живыми существами (птицы превращаются у него в рыб и проч.) и даже «одушевлял» в ходе метаморфоз неодушевлённые предметы, превращая их в живых существ.

Морис Эшер одним из первых стал изображать в своих мозаичных картинах фракталы. Только спустя десятилетия учёные стали изучать свойста этих фигур и с помощью ЭВМ создавать то, что Эшер рисовал вручную.

Математическая составляющая в работах Эшера

При взгляде на любую из «мозаик» мастера у любого человека возникает подозрение на математическую закономерность. Однако из биографии художника и его собственных воспоминаний нам известно, что он не мог похвастаться законченным математическим образованием. Естественно, предложенное ниже предположение о математически выверенном способе создания гравюр не требует глубоких познаний в математике. Стоит упомянуть следующий замечательный факт из жизни художника. Однажды известный геометр Г. Кокстер пригласил художника на свою лекцию, посвященную математическому содержанию его гравюр и литографий. К взаимному разочарованию, Морис Эшер не понял почти ни слова из того, о чем рассказывал Кокстер. Вот что писал об этом сам художник: «Я так ни разу и не смог получить хорошей оценки по математике. Забавно, что я неожиданно оказался связанным с этой наукой. Поверьте, в школе я был очень плохим учеником. И вот теперь математики используют мои рисунки для иллюстрации своих книг. Представьте себе, эти ученые люди принимают меня в свою компанию как потерянного и вновь обретенного брата! Они, кажется, не подозревают, что математически я абсолютно безграмотен».

В этих словах, наверное, есть доля преувеличения. Все же нам кажется, что творчество Эшера интересно математикам не только потому, что в его работах можно обнаружить отголоски конкретных математических результатов. Скорее они вызывают ассоциации с общими математическими идеями.

Именно на помощь в изучении математики и будет сделан упор практического применения нашей работы. С помощью работ Мориса Эшера можно объяснить такие математические понятия и термины, изучаемые в школе, как: параллельный перенос, подобие фигур, равновеликие фигуры, периодичность. А так же некоторые понятия не входящие в школьный курс математики. В этот список можно включить следующие термины: квазипериодичность, инфляция, дефляция, треугольники Робинсона, преобразование дуальности. Во всём вышеописанном нам помогает разобраться искусство, искусство замечательного и интересного голландского художника Мориса Корнелиуса Эшера.

В предыдущей главе мы выделили основные направления в работах художника. Однако самым интересным с точки зрения математики являются «мозаики». Эта глава будет полностью построена на анализе гравюр именно этой категории. Нам удалось найти большинство таких работ. Однако большинство из них не получили названия. В главе будет приведено множество ссылок на пронумерованные работы и чертежи. Все они приведены в приложении.

В предыдущей главе мы коснулись такого аспекта творчества Мориса Эшера, как замощение плоскости или мозаики. В этой же главе мы более подробно остановимся на этом вопросе. Прежде всего, хотелось бы разобраться с простым вопросом: «что же такое замощение плоскости?»

Замощение - это покрытие всей плоскости неперекрывающимися фигурами. Вероятно, впервые интерес к замощению возник в связи с построением мозаик, орнаментов и других узоров. Известно много орнаментов, составленных из повторяющихся мотивов. Одно из простейших замощений можно описать так. Плоскость покрыта параллелограммами, причем все параллелограммы одинаковы. Любой параллелограмм этого замощения можно получить из первоначального параллелограмма, сдвигая его на вектор пU--тV (векторы U и V определяются ребрами выделенного параллелограмма, n и m - целые числа). Следует отметить, что все замощение как целое переходит в себя при сдвиге на вектор U (или V). Это свойство можно взять в качестве определения: именно, периодическим замощением с периодами U и V назовем такое замощение, которое переходит в себя при сдвиге на вектор U и на вектор V. Периодические замощения могут быть и весьма замысловатыми, некоторые из них очень красивы. Примером может служить периодическое замощение, придуманное Морисом Эшером («Всадники»).

Существуют и интересные непериодические замощения плоскости. В 1974 г. английский математик Роджер Пенроуз открыл квазипериодические замощения плоскости. Свойства этих замощений естественным образом обобщают свойства периодических. Пример такого замощения можно описать следующим образом. Вся плоскость покрыта ромбами. Между ромбами нет промежутков. Любой ромб замощения с помощью сдвигов и поворотов можно получить всего из двух. Это узкий ромб (36°, 144°) и широкий ромб (72°, 108°), показанные отдельно на рисунке 3. Длина сторон каждого из ромбов равна 1. Это замощение не является периодическим - оно, очевидно, не переходит в себя ни при каких сдвигах. Однако оно обладает неким важным свойством, которое приближает его к периодическим замощениям и заставляет называть его квазипериодическим. Дело в том, что любая конечная часть квазипериодического замощения встречается во всем замощении бесчисленное множество раз.

Стоит отметить, что это замощение обладает осью пятого порядка (переходит в себя при повороте на угол 72° вокруг некоторой точки), в то время как таких осей у периодических замощений не существует. Другое квазипериодическое замощение плоскости, построенное Пенроузом, приведено описывается далее. Вся плоскость покрыта четырьмя многоугольниками специального вида. Это звезда, ромб, правильный пятиугольник и «бумажный кораблик».

Для полного понимания природы квазипериодического замощения плоскости необходимо ввести понятия инфляции и дефляции. Каждый из показанных выше трех примеров квазипериодического замощения - это покрытие плоскости с помощью сдвигов и поворотов конечного количества фигур. Это покрытие не переходит в себя ни при каких сдвигах, любая конечная часть покрытия встречается во всем покрытии бесчисленное множество раз, притом, «одинаково часто» по всей плоскости.

Замощения, описанные выше, обладают некоторым специальным свойством, которое Пенроуз назвал инфляцией. Изучение этого свойства позволяет разобраться в структуре этих покрытий. Более того, инфляцию можно использовать для построения узоров Пенроуза.

Наиболее наглядным образом молено проиллюстрировать инфляцию на примере треугольников Робинсона. Треугольники Робинсона - это два равнобедренных треугольника P и Q с углами (36°, 72°, 72°) и (108°, 36°, 36°) соответственно. Эти треугольники можно разрезать на меньшие, так, чтобы каждый из новых (меньших) треугольников был подобен одному из исходных. Получается, что с помощью этого свойства можно замостить сколь угодно большую или малую площадь. Это свойство называется дефляцией. Обратное преобразование - склеивание - называется инфляцией.

Исследуем более подробно работы Мориса Эшера на предмет описанных выше математических закономерностей. Эшер интересовался всеми видами мозаик - регулярными и нерегулярными (периодическими и квазипериодическими) - а также ввел собственный вид, который назвал «метаморфозами», где фигуры изменяются и взаимодействуют друг с другом, а иногда изменяют и саму плоскость. Этот вид мозаик был описан в предыдущей главе.

Интересоваться мозаиками Эшер начал в 1936 году во время путешествия по Испании. Он провел много времени в Альгамбре, зарисовывая арабские мозаики, и впоследствии сказал, что это было для него «богатейшим источником вдохновения». Позже в своем эссе о мозаиках Эшер написал:

«В математических работах регулярное разбиение плоскости рассматривается теоретически… Значит ли это, что данный вопрос является сугубо математическим? Математики открыли дверь ведущую в другой мир, но сами войти в этот мир не решились. Их больше интересует путь, на котором стоит дверь, чем сад, лежащий за ней.»

После того, как мы разобрались в способах создания периодических и квазипериодических замощений мы можем предположить, каким образом Морис Эшер создавал свои мозаики.

При подробном рассмотрении и изучении мозаик Эшера можно предположить, что художник пользовался следующим очень интересным, но в то же время простым способом. Для примера рассмотрим мозаику № 35См. Приложение, симметрия. Нетрудно заметить, что шесть животных образуют какую- то измененную, но очень знакомую нам фигуру - правильный шестиугольник. Мы предполагаем, что Эшер при создании этой гравюры делал следующие. Намечал правильный шестиугольник (известно, что эту фигуру можно использовать при создании периодической мозаики). После этого он искривлял три смежные стороны шестиугольника, придавая им необходимый контур и, с помощью параллельного переноса, отображал эти стороны на противолежащие. Таким образом, мастер добивался того, что мозаику всё ещё можно было составить из полученной фигуры. После этого он изменял фигуру изнутри. Художник разбивал на шесть равных треугольников. В каждом треугольнике были изменены боковые ребра таким образом, что в сочетании с измененной стороной шестиугольника (основанием треугольника), они образовывали контур необходимого животного. В нашем случае получились «рыбки». Применив способ, описанный выше, он получал готовое к печати изображение. В доказательство справедливости вышеописанного способа можно привести нечеткие линии предварительной разметки, сохранившиеся на некоторых отпечатках гравюр мастера. Эти линии в точности повторяют рисунок, который должен получиться при выполнении первых этапов предполагаемого нами способа.

Руководствуясь вышеизложенными соображениями, мы можем разделить весь массив «мозаичных» работ на два фундаментальных класса. Первый - периодические работы и второй - квазипериодические. Все отличительные особенности периодической работы изложены выше. Обобщая их можно выделить следующие основные отличия: симметрия, возможность инфляции, возможность рассмотреть первичную геометрическую фигуру. Для более подробной классификации таких работ мы предлагаем разделить их по признаку первичной геометрической фигуры. Например, гравюры № 15, 2, 31, 33 имеют в своей основе ромб. В тоже время гравюры № 1, 10, 15, 18 имеют в своей основе параллелограмм. И третья основная фигура, выделенная нами, в гравюрах Мориса Эшера - правильный шестиугольник. Яркими представителями этого подкласса являются гравюры № 12, 13, 16, 17. Для каждой гравюры из описанных подклассов существует своя отличительная черта. Эта черта- наличие осей симметрии. Для каждой фигуры существует свой вид симметрии. Этот вид определяется количеством осей симметрии. Например, в гравюре № 22 явно просматриваются три оси симметрии.

Вторая часть этой главы будет посвящена исключительно квазипериодическим замощениям плоскости в работах М. К. Эшера. В начале главы были описаны основные отличия квазипериодического замощения от периодического. Основная сложность в классификации таких гравюр заключается в том, что не всегда возможно определить первоначальную геометрическую структуру мозаики. Однако все основные признаки квазипериодического замощения видны с первого взгляда. Можно предположить, что эти гравюры не являются в полной мере примерами квазипериодического замощения плоскости. Нередко мастер добавляет к математическим закономерностям авторские, логические и эстетические.

В категорию "квазипериодических мозаик" нами были включены всего две работы: "Мозаика I"(1951)"(34)- меццо-тинто и "Мозаика II"(1957) (48) - литография. Интересным кажется тот факт, что первая из работ – это последняя гравюра меццо-тинто, которую выполнил автор. Два вышеназванных отпечатка изображают стилизованные фигуры, ни в коей мере не тождественные друг другу. Тем не менее, фактически не принадлежа к группе квазипериодического замощения плоскости, они включены в нее потому, что их поверхности заполнены сплошь, без пробелов. Более того, такие гравюры невозможно выполнить без долгих лет упражнений в периодическом замощении плоскости. Узнавание в компонентах реальных объектов играет здесь более важную роль. Единственным оправданием существования гравюр является бескорыстное наслаждение художника этой трудной игрой.

В гравюре "Мозаика I"(34) упорядоченность построения состоит в том, что по любой горизонтальной и вертикальной оси прямоугольника в шахматном порядке чередуются три светлые и три темные фигуры. За исключением бордюрных форм, каждая белая фигура окружена четырьмя черными и каждая черная - четырьмя белыми. Итого: 36 фигур - 18 белых и 18 черных. Ни один из изображенных на гравюре объектов не повторяется. Этот факт в несколько раз усложняет процесс создания такой работы.

В гравюре «Мозаика II»(48) единственную черту упорядоченности, которую можно отметить, представляет сплошь заполненная структура прямоугольной поверхности. Всего несколько фигур внутри прямоугольника окружены четырьмя другими, две примыкают к лягушке, три - к гитаре, пять- к петуху и шесть- к страусу (если это страус). Подведение итога потребует тщательного подсчета.

Изучив значительную часть работ Мориса Эшера, мы сделали соответствующие выводы о природе его таланта и предположили способ, с помощью которого можно было создавать такие гравюры. Увы, но сам художник никогда не раскрывал секреты своего мастерства. Однако в его творчестве есть целый массив гравюр, названный им «Симметрия». Гравюры, входящие в состав этого массива и легли в основу нашего исследования. Сам Морис Эшер , как многие гении и до и после него, утверждал: «Все мои произведения - это игры. Серьезные игры». Однако в этих играх математики всего мира вот уже несколько десятилетий рассматривают абсолютно серьёзные, материальные доказательства идей, созданных с помощью исключительно математического аппарата.