کاربرد ریاضی در شهرسازی

پیشرفت عظیم علم و صنعت در قرون گذشته تا حد زیادی مرهون گسترش ریاضیات است. این گسترش را می توان به سه دوره تاریخی تقسیم نمود که هر دوره به نقطه اوجی رسیده ،سپس توقفی طولانی پیش آمده و نگاه حرکت و اوج گیری مجددا شروع شده است.

ریاضیات مدون در حدود دو هزار سال قبل از میلاد مسیح به وجود آمد . لیکن ریاضیات به عنوان دانش به مفهومی که امروز برای آن قائل هستیم ، در سرزمین یونان و در قرن های پنجم و چهارم قبل از میلاد مسیح ایجاد گردید. یونانیان طی لشکرکشی های متعدد با اکتشافات ریاضی و نجومی بابلی ،آشنایی یافتند و به زودی ریاضیات در شهرهای مختلف یونان موضوع بحث های فلسفی قرار گرفت و هندسه اقلیدسی نتیجه بزرگ و اساسی این دوره است که سلطه خود را در جهان دانش بشری تا قرن ها بعد حفظ نمود . با سقوط اسکندریه توقف و رکود ریاضیات در این دوره طلایی را می توان در تاریخ به وضوح ملاحظه نمود .

قرن ها بعد ، کوشش عظیم مسلمانان شروع شد. به این کوشش و نتایج حاصل از آن متاسفانه کمتر توجه شده است ، به خصوص که این دوره همزمان با دوران بربریت غرب است . پس از استقرار اسلام در شبه جزیره عربستان و پذیرش آسان آن از طرف همسایگان و گسترش سریع آن طی قرن های اولیه ، کوشش علمی مسلمانان با ترجمه کتب علمی شروع شد . دانشمندان خارجی در سال های اخیر در مورد دستاورد های علمی مسلمین به اشارات کوچکی بسنده کرده اند . جورج سارتن در کتاب تاریخ علم خود ، قرون گذشته را در نظر گرفته و هر قرنی را به نام دانشمندی نام گذاری کرده است . در سال های اوج تمدن اسلامی و با ملاحظه رکورد علمی غرب در این سال ها چنین می گوید : (( اگر به دوره اول قرن یازدهم میلادی بنگریم ، این دوره نشانه اوج فکر قرون وسطی است .

رهبران بزرگ – مانند ابن یونس ، ابن هیثم ، بیرونی ، ابن سینا ، علی بن عیسی ، کرخی ، لبن جبرول ( همه مسلمانند و آخری یهودی ) –   چندان فراوان بودند که دست کم برای لحظه ای مورخ را مبهوت می سازد . گرچه همه اینان مردانی ممتاز به شمار می رفتند ، دو تن از همه برتر بودند ، بیرونی و ابن سینا و به خاطر اینان بود که این عصر چنین درخشان و برجسته می نمود . این دو تن به طریقی با هم فرق بسیار داشتند ، بیرونی مبین روحی پرتکاپو و نقاد بود و ابن سینا دارای روحی ترکیبی . بیرونی بیشتر کاشف بود و از این لحاظ به آرمان علمی جدید نزدیکتر شد. ابن سینا ذاتا یک سازمان دهنده جامع العلوم و فیلسوف محسوب می شد . و هر دو در وهله اول به یک اندازه اهل علم بودند. ….. نخستین اثر بزرگ بیرونی مقارن سال 1000 میلادی پدیدار شد و تا سال 1048 زندگی کرد و ما در نامیدن این فصل به نام عصر بیرونی کاملا محق هستیم .))

مسلمانان در این دوران پرچم دانش بشری را به دوش کشیده و در ریاضیات و سایر زمینه ها دست به ابداعات فراوانی زدند . در هر زمینه می توان نشانه هایی را بیان نمود که با اختلاف چندین قرن بعد اروپاییان با توجه به منابع اسلامی یا مستقلا ، بدان دست یافتند .

برای مثال در علم نجوم و مثلثات مسلمین پیشرفت شایانی داشتند و این موضوع در قرون 17 و 18 و 19 نادیده گرفته می شد . مثلا رابطه معروف سینوس ها در مثلثات و مثلثات کروی به کپر نسبت می دادند . در سال 1270 هجری شمسی (1891 میلادی ) کتاب کشف القناع عن اسرار شکل القطاع تالیف خواجه نصیر الدین طوسی (672- 597 هجری ، قمری ، 1274- 1201 میلادی ) در قسطنطنیه چاپ و منتشر شد . انتشار این کتاب به زبان فرانسوی و آشنایی دانشمندان وقت با آن موجب شهرت جهانی برای این کتاب گردید . اروپاییان دریافتند که بسیاری از قضایای مثلثات را مسلمانان چهار صد سال جلوتر از آنها کشف کرده و مورد استفاده قرار داده اند ، از این رو در این موضوع متحدالقول شدند که کتاب کشف القناع خواجه نصیر الدین طوسی نخستین کتاب است که منحصرا در علم مثلثات جدا از سایر کتب نجوم نگاشته شده است .

مهندسی شهرسازی

دیباچه: در سال 1400 هجری شمسی، جمعیت کشور ما به 120 میلیون نفر خواهد رسید که 80 درصد این 120 میلیون نفر در شهرها ساکن می‌شوند. یعنی کمتر از 20 سال دیگر کشور ایران حدود 96 میلیون شهرنشین خواهد داشت. حال سوال اینجاست که آیا برای اسکان و فراهم نمودن امکانات اقتصادی، اجتماعی و فرهنگی این 96 میلیون نفر برنامه‌ریزی کرده‌ایم؟ در حال حاضر چطور؟ آیا شهرهای ما از حداقل استانداردهای جهان برخوردارند؟ به راستی چه افرادی می‌توانند طرحی جامع برای شهرها و شهرک‌ها ارائه دهند و در آرامش روحی و جسمی شهرنشینان نقش موثری داشته باشند؟ بدون شک چنین کاری از عهده متخصصان یک رشته برنمی‌آید، بلکه برای ساماندهی یک شهر نیاز به همکاری و همفکری اقتصاددانان، جامعه‌شناسان، معماران، مهندسین عمران، جغرافی‌دانان و کارشناسان رشته‌های متعدد دیگر است.در این میان متخصص شهرسازی به عنوان سیاستگذار و مدیر متخصص ، نقش بسیار مهمی را بر عهده دارد. متخصص شهرسازی فردی است که می‌تواند در زمنیه طراحی شهری یا برنامه‌ریزی شهری فعالیت کرده و عامل توسعه شهری شود. دانش شهرسازی‌ به‌ بررسی‌ کلیه‌ تحولات‌ اجتماعی‌، اقتصادی‌، سیاسی‌ و فیزیکی‌ یک‌ شهر می‌پردازد و تلاش‌ می‌کند که‌ روابط‌ موجود در یک‌ شهر را در قالب‌ یک‌ نظام‌ هماهنگ‌، مدیریت‌ و سازماندهی‌ کند و متخصص‌ شهرسازی‌ نیز کسی‌ است‌ که‌ با مطالعه‌ و بررسی‌ روابط‌ اجتماعی‌، اقتصادی‌، سیاسی‌ و فرهنگی‌ حاکم‌ در شهر، برنامه‌ای‌ بسامان‌ و مطبوع‌ برای‌ یک‌ شهر ارائه‌ می‌دهد. برنامه‌ای‌ که‌ تصویرگر سیمای‌ شهر در آینده‌ است‌. در این‌ رشته‌ حداقل‌ 6 محور اصلی‌ وجود دارد که‌ در برنامه‌ریزی‌ و طراحی‌ شهر سرنوشت‌ ساز است‌. این‌ 6 محور عبارتند از:0 ـ برنامه‌ریزی‌ شهری‌ که‌ عمدتاً بر روی‌ کاربری‌ اراضی‌ متمرکز است‌؛ یعنی بررسی‌ می‌کند که‌ ما چگونه‌ فضا و پهنه‌ شهر را به‌ فعالیت‌های‌ مختلف‌ اعم‌ از صنعتی‌، تجاری‌ و مسکونی‌ اختصاص‌ دهیم‌. ـ برنامه‌ریزی‌ حمل‌ و نقل‌ ـ برنامه‌ریزی‌ اقتصادی‌ و اجتماعی‌؛ چون‌ در شهر تنها موضوع‌ مورد بررسی‌ فیزیک‌ شهر نیست‌ بلکه‌ مساله‌ مهم‌، جامعه‌ شهری‌ و انسان‌هایی‌ هستند که‌ در این‌ محیط‌ زندگی‌ می‌کنند. به‌ عبارت‌ دیگر برای‌ اقشار مختلف‌ که‌ امکانات‌ اجتماعی‌، اقتصادی‌ و فرهنگی‌ دارند یا برای‌ اقوام‌ مختلفی‌ که‌ در مکان‌های‌ مختلف‌ یک‌ شهر زندگی‌ می‌کنند، باید برنامه‌ریزی‌ شود. ـ برنامه‌ریزی‌ شبکه‌های‌ زیرساختی‌ مثل‌ آب‌، برق‌ و تلفن‌ ـ برنامه‌ریزی‌ محیط‌ زیست‌ که‌ به‌ بررسی‌ خطرات‌ محیط‌ زیست‌ مثل‌ سیل‌ و زلزله‌ می‌پردازد و برای‌ مقابله‌ با این‌ سوانح‌ برنامه‌ریزی‌ می‌کند و تاثیرات‌ سوئی‌ را که‌ انسان‌ بر محیط‌ زیست‌ می‌گذارد مطالعه‌ می‌کند. ـ طراحی‌ شهری‌ که‌ به‌ طراحی‌ سه‌بعدی‌ شهر پرداخته‌ و محور توجه‌ آن‌ مناسبات‌ انسان‌ با محیط‌ فیزیکی‌ خود است‌. در واقع‌ در طراحی‌ شهری‌ انسان‌ با تمام‌ خصوصیات‌ جسمی‌، روحی‌ و معنویش‌ مطرح‌ است‌ و هدف‌ آن‌ نیز ارتقای‌ کیفیت‌ شهر می‌باشد.

توانایی‌های لازم :

دانشجوی‌ این‌ رشته‌ باید با طراحی‌ و مفاهیم‌ هنری‌ مثل‌ روانشناسی‌ رنگ‌ها آشنا باشد و در عین‌ حال‌ به‌ مفاهیم‌ تکنیکی‌ و اصول‌ فنی‌ کار مثل‌ نقشه‌برداری‌، رسم‌ فنی‌، پرسپکتیو، هندسه‌ فضایی‌، مدلسازی‌، ریاضی‌ و مسائل‌ انسانی‌ و اجتماعی‌ مثل‌ مبانی‌ جامعه‌شناسی‌ علاقه‌مندباشد. و بداند که‌ در طی‌ تحصیل‌ باید کارهای‌ تحقیقاتی‌ و عملی‌ بسیاری‌ انجام‌ دهد. در ضمن‌ رشته‌ شهرسازی‌ نیاز به‌ مطالعه‌ زیاد، کارهای‌ فیزیکی‌ گسترده‌ و برداشت‌های‌ میدانی‌ بسیاری‌ دارد به‌ همین‌ دلیل‌ دانشجو باید وقت‌ زیادی‌ را به‌ آن‌ اختصاص‌ دهد. همچنین‌ باید قدرت‌ تحلیل‌ بالایی‌ داشته‌ و در طراحی‌ زبردست‌ باشد.

کاربرد ریاضی در معماری

پیر لوئیجی نروی

Pier Luigi Nervi

تولد در سوندریو لومباردی به سال 1891،مرگ در رم به سال 1979.در سال 1913 در رشته مهندسی ساختمان از دانشگاه بولونا فارغ التحصیل شد.از 1946 تا 1961 استاد مهندسی سازه در دانشکده معماری رم بود.

مهندس محاسب و معمار بزرگی که ردیف” فوی ساینت” و”مایار” قرار داردکه در نتیجه ی تسلط برمحاسبات دقیق ریاضی در معماری به شیوه ی زیبا و حیرت انگیزی دست یافت و با فرم هایی که از طبیعت الهام می گرفت همراه با کاربرد تکنیکی مصالح،چشم اندازی موسیقایی در معماری به وجود آورد.او بارها و بارها در نوشته هایش،فرآیند خلاقه ی فرم را در یکسانی،چه در زمینه ی کارهای تکنیکی مهندسی و چه در زمینه های مختلف کارهای هنری به عنوان یک اصل می دانست.روشی که با استناد به آن زیبایی الگوی سازه ای تنها حاصل پی آمدهای روش های محاسباتی نیست،بلکه نوعی روش شهودی است که چگونگی کاربرد محاسباتی آن را معلوم می کند،و بدین ترتیب به آن هویت می بخشد.

نروی متخصص بتن آرمه بود.اولین پروژه ای که طراحی کرد ساختمان سینما ناپل بود که به سال 1927 ساخته شد.روش ساختاری این بنا در عمل رابطه ی بین فرم و عملکرد را به اثبات رساند(روندی که در آینده به نوعی با کژفهمی مواجه شد).این سبک و سیاق را نروی از طریق محاسبات سازه ای به دست آورد و آن را در معماری امری ضروری می دانست.اولین کار مهم او پروژه ی استادیم ورزشی فلورانس بود که در بین سالهای 1930 تا 1932 ساخته شد.پوشش ساده ای که شیوه ی نمایان سازه ای آن از اهمیت خاص برخوردار بود و در اغلب جراید به عنوان الگوی معماری قرن معرفی شد و حالت نمایشی شورانگیزآن با طراحی های لوکوربوزیه قابل مقایسه بود که به نحوی بسیار صریح و روشن امکانات کاربری بتن آرمه را به نمایش درآورد.نروی با طراحی پروژه های آشیانه هواپیما اورویتو(8-1935)و اوربتللو و همچنین ساختمان برج دل لاگو(3-1940)،به مطالعه در زمینه ی روش های سقف پوسته ای شبکه تیرچه های باربر پرداخت.این شیوه ی ساختاری همواره به مثابه یک هدف ثابت دنبال شد و در تحقیقاتش گستره وسیع تری یافت ودر ابعاد بسیار عظیم به صور مختلف ادامه پیدا کرد ودر فرآیند خلاقه ی شخصی اش مورد استفاده قرار گرفت.با اجرای این پروژه های آشینه هواپیما (که تاکنون ویران شده اند)،نروی به فرآیند درخشان سازه ای خود مقام و منزلتی بخشید که در کل به زیبایی تکنیک ساختاری اش متکی بود.