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专访 | 《数学之美》邮票的三道难题

[日期:2025-03-18] 来源:中国集邮报  作者: [字体: ]

《数学之美》特种邮票于3月14日国际数学日发行,这套邮票的设计故事,也是我梳理并解决三道难题的过程。

第一道难题:什么是数学之美

在数学家的眼中,数学当然是极美的,但对普通人来说,这种美恐怕也是极难感受到的。把普通人眼中枯燥晦涩、理性抽象的数学,与主观感性的美联结起来,这的确是一个新颖的课题,也绝非易事。想在方寸之间把数学表现得精彩漂亮,同时又准确易懂,是非常具有挑战性的。数学之美究竟是怎样的美?最初面对这一邮票选题的我并不知道。美的传递需要依赖创作者的表达,创作者要想表达准确则必先获得感受。因此,接到设计任务后,我首先需要去做的就是通过学习,去切身感受什么才是数学之美。

所幸这是一个网络时代。我花费了20多天的时间吃透4枚邮票的表现内容,约占整个设计周期的四分之三。我通过网络科普和数学教学视频,认真学习相关的数学基础知识,也认识了几位伟大的数学家,了解了数学背后的许多故事,这是这套邮票设计至关重要的部分。这个学习和了解过程使我受益匪浅,我隐约感受到了我理解中的数学之美,它不太清晰却足够震撼,它的关键词就是“优雅”。不同于衣食住行、容貌气质这种外在、日常和表面的优雅,数学的优雅是一种内在的、高级的优雅,是一种比这个词本身还要高级的优雅。我由此奠定了《数学之美》邮票设计的整体视觉基调。

第二道难题:于方寸之间,诠释尽可能多的数学故事

数学是一门深奥的学问,学习了解得越多,就越会被其深深震撼。这种感觉迫使我强烈地想把我的所学所感,全部塞进小小的4枚邮票中,让亲爱的朋友们也能如我一样,为数学之美而感动、叹服。

第1枚邮票表现了最重要的数学常数之一——π。借由π值计算方法的演变,以小见大地体现了数学的发展是一个漫长而艰难,逐步深入而至豁然开朗,曲径通幽的过程。主体图形以图示的形式,组合表现了π的基本概念以及最古老的π值计算方法——割圆术。图中展示了将圆6等分和96等分切割时的情况,表明了这种方法的计算难度是呈几何级增长的,也解释了为何在此后的近1500年中,π值的精确度也仅仅推进到小数点后38位。其中,我国古代伟大的数学家祖冲之最早将π值准确计算到3.1415926到3.1415927之间,这一数值被记录在唐代史书——《隋书》中。为纪念这一伟大的数学成就,我在设计时,特意将这一数值作了放大、标红处理,并将《隋书》书影作为大版张边饰。至17世纪后期,大名鼎鼎的科学家牛顿在对二项式定理以及杨辉三角的研究中,结合刚刚发明不久的微积分,意外找到了计算π值的新方法,大幅提升了计算效率。至今,借助计算机的帮助,牛顿的计算方法已可将π值计算到小数点后万亿位。因此,我在邮票画面内还特别表现了杨辉三角,以无色荧光油墨的形式呈现了微积分符号,并以缩微文字的方式,记录了π值小数点后996位的准确数值(设计初衷是以缩微文字表现小数点后1000位,考虑到四舍五入的规则和严谨准确的要求,最终舍去了后4位)。

此外,德国数学家鲁道夫也是让我颇为感动的数学家。直至去世前,他用近半生的时间,把π值精确到小数点后35位,这一数值也被铭刻在他的墓碑上。这种精神不仅是数学研究最基础、最宝贵的精神,更与国家所提倡的“大国工匠”精神异曲同工、不谋而合,因此我特意在邮票上将π值小数点后第35位以红色作了标记。

第2枚邮票表现了勾股定理,包含了两层含义:一是表现了数学在人们实际生活、生产中的广泛应用;二是表达了数学作为最基础的科学,不论地域与时空,它是人类在生产实践的基础上共同发现与思考的成果。画面中不仅以三层结构动态地展示了勾股定理完整的论证推导方法之一,还同时展示了《周髀算经》中周王与商高的对话(勾三股四弦五即出于此),以及关于“陈子测日”的记载,展示了古埃及和古印度结绳以计算的古老数学应用。甚至现代科技中的GPS定位,其根本原理亦为勾股定理。由此可见,无论是古代还是现代,无论是东方文明还是西方文明,人类在不同的时空环境下,不约而同地发现和总结出相同的数学规律,并加以广泛应用。这真是一件不可思议、令人赞叹的事情!

第3枚邮票是向伟大的数学家致敬。欧拉公式是全世界公认最优美的公式,它将自然常数e、虚数i、圆周率π、0、1,数学中这5个最重要、最基础而又看似毫无关联的常数,以极其简洁、优雅的方式组成了一个完美等式。这个等式在复平面坐标系内,在时间轴上对应了一条包含标准正、余弦曲线的螺旋线图形,从任何角度看,欧拉公式都是完美无瑕的。然而,更令我为之动容、深深感动的是,创造这个最完美公式的数学家欧拉,这位13岁便进入拉塞尔大学学习的伟大天才的人生经历却是不完美的。他28岁时右眼因疾致盲,59岁时双目失明,他的许多开创性学术贡献,都是凭借其超强的心算能力和记忆力完成的,堪称给这个世界留下最多科学成果的数学家和科学家。阅读欧拉生平,相信你一定如我一样,也会被他的超强天赋和伟大贡献所折服!邮票背景以极限缩微的e、π、i、0、1等5个字符,构成了欧拉肖像的双眼特写,以此表达我对这位数学大师由衷的敬仰。

第4枚邮票是关于数学与哲学的思考。莫比乌斯带是一个关于维度的数学模型,简单却非常神奇。从小蚂蚁的视角来看,莫比乌斯带是一个二维平面,笔直且没有尽头。从人类的视角来看,小蚂蚁在三维空间内,在不翻越边缘的情况下,就走遍了莫比乌斯带的正反两面,无限循环。假设有朝一日,我们能够站在更高的维度去观察人类自身,人类是否就如同那只小小的蚂蚁一样,生活在我们所认为的无边无际的宇宙之中?三维结构的莫比乌斯带——克莱因瓶,是否就是三维宇宙的真实样貌呢?这是由数学研究引发的富有哲学性的思考。

第三道难题:统一的设计形式

邮票区别于其他艺术品一个重要的特征在于多枚成套。《数学之美》邮票的设计,要在视觉上将如此繁多的内容统一于高度简洁、高雅而具有秩序感的主基调下,颇具挑战难度。它需要运用巧妙的构思,对表现内容进行认真梳理和合理分配,才能达到一致而有规律变化的理想效果。得益于前期大量的学习准备,这套邮票的图案设计不仅在数学的科学性和准确性方面获得多位数学专家的认可,最终也按照我心中最完美的视觉效果顺利完成。希望朋友们也能和我一样,从中真正感受到数学特有的那种震撼心灵的高雅之美。

对于数学的兴趣和喜爱,可能需要建立在深度学习和了解的基础上,大多数朋友可能无法从数学专业的角度去感受数学的美和吸引力。但《数学之美》邮票另辟蹊径,从美学这个更加大众化的独特视角,带领普通人走进数学世界,我想,这就是这套邮票的立意所在。

夏竞秋,1977年出生于辽宁省沈阳市。2001年于沈阳大学师范学院美术系毕业后,进入北京彩石设计艺术中心从事邮品开发设计工作。2003年4月至今,在中国邮政集团有限公司北京邮票厂有限公司编辑设计部工作,现任编辑设计部艺术总监、中级设计师。他主张邮票画面设计与工艺设计相结合并同步创新的艺术理念,是中国邮票印刷工艺设计和创新的倡导者和主要参与者。

多年来,夏竞秋为中国邮政设计了《贡嘎山与波波山》《乌兰夫同志诞生一百周年》《薄一波同志诞生一百周年》《图说我们的价值观》《商务印书馆》《良渚玉器》《景泰蓝》《金铜佛造像》《正定隆兴寺》《红山文化玉器》《中国2016亚洲国际集邮展览》《北京申办2022年冬奥会成功纪念》《“五四”运动一百周年》《莫高窟》《〈生物多样性公约〉第十五次缔约方大会》《中国红十字会成立一百二十周年》《纪念黄埔军校建校一百周年》《莫高窟(二)》等20余套纪特邮票以及多套邮资封片、邮票版张边饰及小本票作品。

来源:中国集邮报
作者:夏竞秋
编辑:高阳


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