Симметрия и асимметрия в дизайне

Симметрия играет основную роль в сфере математического знания, асимметрия - в сфере биологического знания. Поэтому принцип симметрии - это единственный принцип, благодаря которому есть возможность надежно отличать вещество биогенного происхождения от вещества неживого.

Если считать, что равновесие характеризуется состоянием покоя и симметрии, а асимметрия связана с движением и неравновесным состоянием, то понятие равновесия играет в биологии не менее важную роль, чем в физике. Всеобщий закон биологии – принцип устойчивого термодинамического равновесия живых систем, определяет специфику биологической формы движения материи. Действительно, устойчивое термодинамическое равновесие является основным принципом, который не только охватывает все уровни познания живого, но и выступает в качестве ключевого принципа постановки и решения вопроса о происхождении жизни на Земле. Понятие равновесия может быть рассмотрено не только в статическом аспекте, но и в динамическом. Симметричной считается среда, находящаяся в состоянии термодинамического равновесия, среда с высокой энтропией и максимальным беспорядком частиц. Асимметричная среда характеризуется нарушением термодинамического равновесия, низкой энтропией и высокой упорядоченностью структуры.

При рассмотрении целостного объекта картина меняется. Симметричные системы, например кристаллы, характеризуются состоянием равновесия и упорядоченности. Но асимметричные системы, которыми являются живые тела, также характеризуются равновесием и упорядоченностью с тем только различием, что в последнем случае имеем дело с динамической системой. Таким образом, устойчивое термодинамическое равновесие (или асимметрия) статической системы есть другая форма выражения устойчивого динамического равновесия, высокой упорядоченности и структурности организма на всех его уровнях. Такие системы называются асимметричными динамическими системами.

По мере упорядочения живых организмов, их усложнения в  ходе развития жизни асимметрия все  больше и больше превалирует над  симметрией, вытесняя ее из биохимических и физиологических процессов. Однако и здесь имеет место динамический процесс: симметрия и асимметрия в функционировании живых организмов тесно связаны. Внешне человек и животные симметричны, однако их внутреннее строение существенно асимметрично. Если у низших биологических объектов, например низших растений, размножение идет симметрично, то у высших имеет место явная асимметрия, например разделение полов, где каждый пол вносит в процесс самовоспроизведения свойственную только ему генетическую информацию. Так, устойчивое сохранение наследственности есть проявление в известном смысле симметрии, а в изменчивости проявляется асимметрия. В целом же глубокая внутренняя связь симметрии и асимметрии в живой природе обусловливает ее возникновение, существование и развитие.

Вселенная есть асимметричное  целое, и жизнь в таком виде, в каком она представляется, должна быть функцией асимметрии Вселенной  и вытекающих отсюда следствий. В  отличие от молекул неживой природы  молекулы органических веществ имеют  ярко выраженный асимметричный характер (хиральность). Придавая большое значение асимметрии живого вещества, Пастер считал ее именно той единственной, четко разграничивающей линией, которую в настоящее время можно провести между живой и неживой природой, т.е. тем, что отличает живое вещество от неживого. Современная наука доказала, что в живых организмах, как и в кристаллах, изменениям в строении отвечают изменения свойств.

Внимательно приглядевшись  к природе, можно увидеть общее  даже в самых незначительных вещах  и деталях, найти проявления симметрии. Форма листа дерева не является случайной: она строго закономерна. Листок как бы склеен из двух более или менее одинаковых половинок, одна из которых расположена зеркально относительно другой. Симметрия листка упорно повторяется, будь то гусеница, бабочка, жучок и т.п.

Радиально-лучевой симметрией обладают цветы, грибы, деревья. Здесь  можно отметить, что на не сорванных  цветах и грибах, растущих деревьях плоскости симметрии ориентированы  всегда вертикально. Определяя пространственную организацию живых организмов, прямой угол организует жизнь силами гравитации. Биосфера (пласт бытия живых существ) ортогональна вертикальной линии земного тяготения. Вертикальные стебли растений, стволы деревьев, горизонтальные поверхности водных пространств и в целом земная кора составляют прямой угол. Прямой гол является объективной реальностью зрительного восприятия: выделение прямого угла осуществляют структуры сетчатки в цепи нейронных связей. Зрение чутко реагирует на кривизну прямых линий, отклонения от вертикальности и горизонтальности. Прямой угол, лежащий в основе треугольника, правит пространством симметрии подобий, а подобие, как уже говорилось, – есть цель жизни. И сама природа, и первородная часть человека находятся во власти геометрии, подчинены симметрии и как сущности, и как символы. Как бы ни были выстроены объекты природы, каждый имеет свой основной признак, который отображен формой, будь то яблоко, зерно ржи или человек.

Живая природа в любых  ее проявлениях обнаруживает одну и  ту же цель, один и тот же смысл жизни: всякий живой предмет повторяет себя в себе подобном. Главной задачей жизни является жизнь, а доступная форма бытия заключается в существовании отдельных целостных организмов. И не только примитивные организации, но и сложные космические системы, такие как человек, демонстрируют поразительную способность буквально повторять из поколения в поколение одни и те же формы, одни и те же скульптуры, черты характера, те же жесты, манеры.

Природа обнаруживает подобие  как свою глобальную генетическую программу. Ключ в изменении тоже заключается в подобии. Подобие правит живой природой в целом. Геометрическое подобие – общий принцип пространственной организации живых структур. Лист клена подобен листу клена, березы – листу березы. Геометрическое подобие пронизывает все ветви древа жизни. Какие бы метаморфозы ни претерпевала в процессе роста в дальнейшем живая клетка, принадлежащая целостному организму и выполняющая функцию его воспроизведения в новый, особенный, единичный объект бытия, она является точкой "начала", которая в итоге деления окажется преобразована в объект, подобный первоначальному. Этим объединяются все виды живых структур, по этой причине и существуют стереотипы жизни: человек, кошка, стрекоза, дождевой червь. Они бесконечно интерпретируются и варьируются механизмами деления, но остаются теми же стереотипами организации, формы и поведения.

Так же, как подобны  одно другому целостные живые  существа данного вида жизни, встроенные в ее непрерывно разветвляющуюся  цепь, так же подобны одно другому и отдельные их члены, функционально специализированные. Можно сказать, что функция зрения в целом, как и детальная структура органов зрительного восприятия, подчинена глобальному принципу организации жизни – принципу геометрического подобия. Для живых организмов симметричное расположение частей органов тела помогает сохранять им равновесие при передвижении и функционировании, обеспечивает их жизнестойкость и лучшее приспособление к окружающему миру, что справедливо и в растительном мире. Например, ствол ели или сосны чаще всего прямой и ветви равномерно расположены относительно ствола. Дерево, развиваясь в условиях действия силы тяжести, достигает устойчивого положения. К вершине дерева ветви его становятся меньше в размерах – оно приобретает форму конуса, поскольку на нижние ветви, как и на верхние, должен падать свет. Кроме того, центр тяжести должен быть как можно ниже, от этого зависит устойчивость дерева. Законы естественного отбора и всемирного тяготения способствовали тому, что дерево не только эстетически красиво, но устроено целесообразно. Получается, что симметрия живых организмов связана с симметрией законов природы. На житейском уровне, когда мы видим проявление симметрии в живой и неживой природе, то невольно испытываем чувство удовлетворения тем всеобщим, как нам кажется, порядком, который царит в природе.

В общем смысле мы можем  считать, что возникновение жизни  в целом связано со спонтанным нарушением имевшейся до того в природе  зеркальной симметрии. Предполагают, что  возникшая асимметрия произошла скачком в результате Большого Биологического Взрыва (по аналогии с Большим Взрывом, в результате которого образовалась Вселенная) под действием радиации, температуры, электромагнитных полей и т.д. и нашла свое отражение в генах живых организмов. Этот процесс, по существу, также является процессом самоорганизации.

2.2 Симметрия и асимметрия в организации формы костюма

Композиционная целостность  формы костюма предусматривает  равновесие, то есть такое состояние  формы, при котором все ее элементы и части сбалансированы между собой. Достижение равновесия в композиции в значительной мере обуславливается равновесным состоянием фигуры, которая по своей природе устойчива. Одним из основных условий равновесия фигуры является ее симметричность. Симметрия является одним из важнейших средств достижения единства и художественной выразительности композиции в костюме как оболочке симметричной формы фигуры человека. Симметрия костюма в его композиции определяется природной симметрией и функциональностью фигуры. В композиции костюма симметрия играет ведущую роль, она влияет на определение размеров и массы формы, распределение членений и деталей одежды. Следовательно, в композиции костюма человеческая фигура является фактором, предельно обуславливающим симметрию костюма, ибо ее симметрия - это симметрия ярусной сложности, убывающей или возрастающей кверху или книзу. Например, существует симметрия головы, лица, симметрия плечевого пояса и рук, симметрия грудной клетки, бедер, ног. В костюме, где форма задается фигурой человека и в какой-то степени является его оболочкой, элементы симметрии необходимо рассматривать в системе фигура - форма костюма». В этом случае структура костюма имеет ось, проходящую в области позвоночника человека. Это вертикальная ось симметрии как фигуры человека, так и костюма, на нее надетого. Плоскость симметрии проходит по центру фронтального силуэта и разделяет его на две морфологически равные части. Каждый из этих ярусов, обладая своей собственной зеркальной симметрией форм, обуславливает зеркальную симметрию форм одежды. Совмещение форм друг с другом происходит при условии отражения от некоторой условной плоскости. В этом случае формы остаются прежними, но левая и правая часть формы как бы меняются местами. На рисунке 1 представлен пример симметрии классической зеркальной симметрии, или симметрии отражения.

Рисунок 1. Классическая зеркальная симметрия

В костюме симметрия - одно из наиболее ярких и наглядно появляющихся свойств композиции, определяющее состояние формы, это и средство, с помощью которого организуется форма, и, наконец, это наиболее активная закономерность композиции. Форма костюма рассматривается как процесс пространственного перемещения элементов в заданном направлении, как свойство определенных законов движения. В процессе такого движения элементы формы располагаются как в отношениях равенства, тождества, так и в отношениях различия. Тождественное расположение элементов относится к симметричным преобразованиям, асимметричная организация характерна для элементов формы, расположенных в отношениях различия. Под симметрией в костюме понимается равенство правой и левой частей формы относительно центральной вертикали, разделяющей фигуру человека на две равные части. Асимметрия как понятие, противоположное симметрии, снимает условие равенства двух частей между собой. Преобладание симметрии или асимметрии в решении костюма связано с его назначением. В повседневной верхней одежде наиболее часто встречается симметричное расположение деталей и частей формы. В нарядной одежде асимметрия дает более динамичные, выразительные в художественном отношении формы. Сочетание симметричных и асимметричных форм в одном костюме повышает динамику асимметрии. Симметричными являются тождественные элементы фигуры, одинаково расположенные относительно какой-либо точки, оси или плоскости. Наряду с основной осью симметрии в костюме возможны дополнительные оси, которые характеризуют расположение отдельных элементов.

В структуре костюма  преобразование переноса наблюдается  в геометрически одинаковых формах разных периодов моды. Перенос – операция, наиболее характерная для орнамента. В структуре костюма это преобразование наблюдается в геометрически одинаковых формах разных периодов моды.

В проектировании одежды принцип симметрии параллельного  движения можно использовать на стадии эскизных поисков как принцип объединения различных изделий в сложные системы комплекта, ансамбля, коллекции. Поворотное равенство удовлетворяет условию поворота исходной фигуры как вокруг оси симметрии, так и в плоскости симметрии. Поворотная симметрия в костюме рассматривается относительно пространства и плоскости. Поворот в пространстве совершается вокруг вертикальной оси и характеризует идеально геометризированные формы костюма. Поворот в плоскости можно наблюдать в изображениях модного костюма, которые показывают пластические возможности силуэтов, их динамику, повышают эмоциональное восприятие костюма. В костюме винтовая симметрия проявляется в распределении драпировки платья, ремешков обуви, в характере причесок.

Рисунок 2. Поворотная симметрия

Для устоявшихся, спокойных  периодов в развитии костюма наиболее характерно применение групп симметрии  классической и подобия, а в периоды  смены форм появляются элементы группы аффинной симметрии. В костюме преобразование аффинной симметрии - сжатие - идентично укорочению частей одежды – лифа или юбки. Если за плоскость сжатия в лифе принять, например, уровень плечевого пояса, а за исходный эталон – длину до уровня талии и задать форме движение снизу вверх, то вновь получаемые формы до уровня груди будут являться функцией преобразования сжатия. Предельными уровнями сжатия здесь будут уровни груди и плечевого пояса. Преобразованию сдвига могут подвергаться в костюме все формы. Для получения новой геометрической формы костюма намечают плоскость сдвига, величину и направление сдвига. За плоскость сдвига в лифе принимают плоскость, проходящую по линии талии, а в юбке - плоскость, на которой стоит фигура. Величина сдвига зависит от назначения одежды. В нарядных формах она максимальная, в повседневных значительно меньше. Геометрическое изображение этого преобразования показывает, что при определенных значениях угла сдвига можно получать очень динамичные силуэты и формы, особенно нарядных платьев.

Криволинейная симметрия  в костюме возникает в периоды его развития, известные своей искусственностью (каркасные конструкции, деформация пропорций фигуры человека), напряженностью, когда спокойных средств оказывается недостаточно для выражения состояний. Для геометрических моделей преобразования сдавливания служат исторические прототипы двух форм. Первая форма - это форма одежды на фигуре с так называемой осиной талией, которая достигалась деформацией тела корсетом. Вторая – это формы одежды на фигуры, уплощенные в профиль, которые были модны в 1920-х и 1960-х годах.