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2025-10-01
一起動手摺紙 解構〈低限的無限〉
670 期
Author 作者
彭良禎|臺灣師大附中數學科教師及教育部高中數學學科中心種子教師,長期開發藝數 Fun 手玩創意教學教案,撰寫數學科普文章。(文中圖片及模型皆由作者提供)
史博館
全等三角形
四面體
三角錐
Take Home Message
• 李再鈐的〈低限的無限〉作品是由五個鋼板焊接的四面體零件所構成的雕塑作品。
• 〈低限的無限〉的四面體零件可以被解構由 60°與 15°組合而成的展開圖,將展開圖貼黏形成斜三角錐,可依左壓右的規則彼此結合,形成一可站立於桌上的小型雕塑。
• 利用 60°與 15°組成兩彎兩拐的閃電形狀,同時外加兩個等腰三角形作為貼腳,巧妙地黏貼成 3D 立體卡片,即可活靈活現模擬〈低限的無限〉的雕塑態勢。
國立歷史博物館(以下簡稱為史博館)從今(2025)年清明節橫跨到端午節,盛大推出「穿越世代─李再鈐個展」(圖一)。本系列的科普介紹文章,擬將北、中、南各家典藏李再鈐的公共藝術作品,透過簡易教具組裝或動手操作的設計路徑,解構成學生方便 DIY 的實做模型。希望透過認識、把玩這些看得到也摸得到的立體幾何,藉由數學與藝術跨領域的創意交流和另類對話,引領讀者窺探隱藏其中的幾何規律,進而感受李再鈐從低限雕塑邁向無限想像的「藝數」密碼。
圖一|史博館今年第二至三季接棒推出的重量型展覽。
捲起袖子,準備工具,一起動手做!
1983 年,為迎接臺北市立美術館(以下簡稱為北美館)的開幕盛會,「五行雕塑小集」再度聯合推出雕塑展。李再鈐這回嘗試以「斜三角錐」為其低限創作的元素,將五根由鋼板焊接成四面體的瘦長零件,歡天喜地噴上搶眼的大紅漆,搭組成規律有序的超大型戶外雕塑〈低限的無限〉。
經過比對後得知,李再鈐取正三角形的 60°角及其四分之一的 15°角,簡易地以點對稱的方式,構成斜三角錐的展開圖,作圖與黏貼步驟如圖二。
步驟1
在共用邊的兩端分別作兩組 60°角與 15°角的內錯角,利用「三角形兩角夾一邊(ASA)」的全等性質,取得兩個全等的大三角形(粉紅色塊),併排成一個平行四邊形。緊鄰 15°角的旁邊,搭配大三角形的最短邊長,分別向外再擴充一個 60°角,利用「三角形兩邊夾一角(SAS)」的全等性質,取得兩個全等的小三角形(咖啡色塊),整體形成一個六邊形的點對稱展開圖。
在展開圖外加的預留邊(梯形白色塊)上膠,再往下包摺山線成三角錐,即得李再鈐所創作〈低限的無限〉的單一零件。
圖二|構成〈低限的無限〉零件展開圖的幾何要素與完成零件的示意圖
步驟2
依圖二步驟完成五根全等的斜三角錐之後,即可將倆倆零件在大三角形的 60°角面對面,統一以「左壓右」的相對位置貼合,結構變化如圖三。
貼合兩根零件時,會形成一個「倒 V 字體」。因只有兩個尖點,故無以立足,且造型過於平面,不論是平擺還是懸吊,皆不吸睛。貼合第三根零件時,會形成一個「N 字體」。此時可取共平面的一點與一線來穩定結構,可惜架勢尚屬簡易,未有震撼。貼合第四根零件時,整體架構的重心支撐不變,但架勢已稍顯開展。貼合第五根零件時,會出現一個「M 字體」的支架。
此時不論是往前倒,還是往後靠,整體結構的重心位置,都可呈現「三點共面」的穩固狀態。
圖三|模擬〈低限的無限〉構成演變的下視圖 〔註 1〕
〔註 1〕
詳細教學請點擊〈
低限的無限DIY手作教學
〉影片(起始至 2: 07)。
隱藏在〈低限的無限〉的數學奧祕
因為三角錐零件的六邊形展開圖,恰好構成一個點對稱圖形,所以在規律貼合〈低限的無限〉的過程中,不論是單體零件本身,還是複合組成的V、N、M 等字體,剛好都會是一個符合軸對稱的空間結構,也就是都可處於以兩個尖點著地的不穩定狀態。若有需要,此時或可額外搭配底座、設定支撐或懸掛等機制穩定之。然而,李再鈐全然沒有要畫蛇添足,〈低限的無限〉就是要選定在三點共面時,以帥氣的姿態擺 pose !
……【更多內容請閱讀科學月刊第670
期】
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