撰稿:蘇章瑋
 
引言:《E038 蛾》是荷蘭版畫家艾薛爾在1941年7月所作的一幅作品,作品中每隻蛾的身體使用單一顏色―橘色及黃色著色,主要繪畫工具為鉛筆、墨水及水彩。影片中的封面圖是艾薛爾在1944年9月創作的另一幅蛾的作品《E065 蛾》,如下圖所示:
 
 
上圖這是艾薛爾137幅鑲嵌作品中,唯一一幅數學骨架的大小不盡相同的作品,與《E038 蛾》的原圖比較起來,也很難看出兩者之間否有關係。我們只知道他們用的都是《蛾》,以及看得出來依照這幅作品運用數學原理的鑲嵌方式,應該是可以無限密鋪下去。同樣都是以《蛾》作為元素,讓我們透過影片先來瞧瞧數學骨架大小相同的《E038 蛾》表演吧!
一、蛾的數學與藝術 
我們可以把蛾的影片分成如下的四幕:
第一幕:影片由平行四邊形鋪滿構成數學舞台拉開序幕,而這平行四邊形正是蛾的數學骨架。
第二幕:將數學舞台的一個平行四邊形放大,從這平行四邊形剪下六小塊後,依數學原理的平移後貼到正確的位置,即裁貼出蛾。
第三幕:將蛾的外框的內部著上顏色成為藝術品並進行藝術表演,表演過程依各種適當的平移將表演的蛾們互相密合。
第四幕:銜接第一幕的數學舞台並留下數學骨架的虛線邊,將蛾一隻一隻放到數學骨架上的正確位置進而鋪滿數學舞台,而這種不互相重疊、無空隙、反覆且連續的鋪滿就是所謂的鑲嵌或密鋪。
 
1.第一幕的數學骨架是哪一個多邊形呢?
  □ 正方形   □ 矩形   □ 平行四邊形
2.第二幕裁貼的過程中,用到了哪些數學方法?
  □ 平移    □ 旋轉   □ 翻面
3.影片中有幾種顏色的蛾?
  □ 兩種      □三種    □ 四種
4.鋪滿數學舞台的蛾們有哪些特色?
  □ 不重疊     □ 無空隙     □ 外形都一樣
 
二、如何從數學骨架裁貼出蛾
綜合下面兩個方式即可裁貼出蛾,方式如下:
甲、將平行四邊形剪下六個小區塊 A , B , C , D , E , F,並將這六個小區塊貼到正確的位置上,即 A → a;B → b;C → c;D → d;E → e;F → f
乙、如何貼到正確的位置呢?我們根據數學原理的平移:
(1)A → a:將 A 區塊沿著平行四邊形短邊的方向平移到 a
(2)B → b:將 B 區塊沿著平行四邊形短邊的方向平移到 b
(3)C → c:將 C 區塊沿著平行四邊形短邊的方向平移到 c
(4)D → d:將 D 區塊沿著平行四邊形長邊的方向平移到 d
(5)E → e:將 E 區塊沿著平行四邊形長邊的方向平移到 e
(6)F → f:將 F 區塊沿著平行四邊形長邊的方向平移到 f
裁貼出蛾後可以發現:平行四邊形的四個頂點分別在蛾的頭頂、尾巴及翅膀兩端,這就是蛾在數學骨架上的正確位置。
 
三、真的是蛾磁磚嗎
由藝術表演可以知道經過數學原理形成的蛾可以互相密合,其密合方式有兩種:
(1) 左上與右下的密合                                     (2) 右上與左下的密合
     
有了這兩種密合方式,就可以將蛾磁磚密鋪在平面上了。
 
四、蛾的鑲嵌圖
透過了解蛾在數學骨架上的正確位置及兩種密合方式後,即可在數學骨架上密鋪出蛾鑲嵌圖,左下圖是先將第一隻蛾放在數學骨架上的正確位置,其他的蛾除了要放在數學骨架上的正確位置外,還須一一按照兩種密合方式密鋪。
 
關於艾薛爾的《E038 蛾》原圖,如下圖所示:
 
 
這是最基本的一種鑲嵌方式,每個骨架中只有一隻蛾,也只使用平移的方式互相鑲嵌。就是因為它是這麼簡單的結構,一直到1941年艾薛爾才在清單上發現自己遺漏了這種鑲嵌方式,才製作此作品,並且刻意將其畫為不左右對稱的圖形,使其無法翻轉。你能發現相鄰的蛾之間,平移的方向與其數學骨架有何關係嗎?
 
E038 蛾回饋單
 
1.請你回想一下,每一隻蛾周遭圍繞著幾隻蛾呢?
  □ 3隻     □ 4隻    □ 5隻    □ 6隻
2.每隻蛾的面積與其數學骨架平行四邊形的面積是否一樣?
  □ 是       □ 否
3.如下圖,右邊的綠蛾與左邊的紅蛾是甚麼樣的關係呢?
  □ 平移     □ 旋轉  □ 翻面
4.右下圖為艾薛爾的《E073 飛魚》的作品,請參考左下圖所畫的數學骨架,在右下圖畫出飛魚的平行四邊形數學骨架,並用找到的數學骨架說明如何剪貼出飛魚。
 
5.蛾的數學骨架除了是平行四邊形外,矩形也是蛾的數學骨架,請參考左下圖所畫的數學骨架,在右下圖畫出蛾的矩形數學骨架,並用找到的數學骨架說明如何剪貼出蛾。
 
6.關於影片與本工作單的教材,你給予幾分(最多10分,最少0分)
10 9 8 7 6 8 4 3 2 1 0
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
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