Những giả tinh thể hoàn hảo trong kiến trúc Hồi giáo

Một nhà nghiên cứu ở Mĩ cho biết bà đã tìm thấy những ví dụ đầu tiên của những kiểu hình giả tinh thể hoàn hảo trong kiến trúc Hồi giáo. Bài báo sắp công bố của bà mô tả làm thế nào các nhà thiết kế tạo ra được những kiểu hình dạng này từ hồi thế kỉ thứ 12 chẳng sử dụng gì hơn ngoài những công cụ thô sơ. Phải đến thập niên 1970 thì giới hàn lâm mới bắt đầu phát triển cơ sở toán học có thể giải thích những kiểu hình đẹp mắt này nhìn thấy trong tự nhiên.

Giả tinh thể là những cấu trúc lấp đầy một không gian nhưng không có sự đối xứng tịnh tiến đặc trưng của những tinh thể đích thực. Trong không gian hai chiều, điều này có nghĩa là việc trượt một bản sao chính xác của một cấu trúc lên chính nó sẽ không bao giờ mang lại sự ăn khớp hoàn toàn, tuy nhiên nếu ta quay bản sao thì sẽ thường có sự ăn khớp. Chúng được mô tả lần đầu tiên bằng toán học bởi viện sĩ hàn lâm Anh quốc Roger Penrose với tên gọi ngói Penrose nổi tiếng. Khoảng mười năm sau đó, Danny Schechtman thuộc trường Đại học Technion ở Israel đã chứng minh rằng vị trí của các nguyên tử trong một hợp kim có một cấu trúc giả tinh thể. Kể từ đó, hàng trăm giả tinh thể khác nhau đã được phát hiện ra trong tự nhiên.

Hình ảnh xây dựng lại của cấu trúc nửa tuần hoàn tại Madrasa al’ Attarin (1323), Fez, Morocco.

Những kiểu hình đầy mê hoặc

Nhiều người hoạt động trong lĩnh vực khoa học và thiết kế đã lưu ý sự tương đồng giữa các cấu trúc giả tinh thể và những dạng nghệ thuật trang trí Hồi giáo nhất định. Những dạng hình học đầy mê hoặc này, thường đặt ở những nơi thờ phụng, gồm những khuôn mẫu lặp đi lặp lại thể hiện những chi tiết khác nhau tùy thuộc vào bạn nhìn vào những vùng nhỏ hay những vùng lớn của thiết kế đó.

Vào năm 2007, hai nhà vật lí ở Mĩ báo cáo rằng họ đã tìm thấy một ví dụ của một dạng hình học thế kỉ thứ 15 ở Iran cho thấy một ví dụ “gần như hoàn hảo” của sự xếp ngói Penrose. Hai nhà nghiên cứu này kết luận rằng những người thợ thủ công Hồi giáo có khả năng đã tạo ra những khuôn mẫu đó bằng một tập hợp những viên ngói có hình dạng khác nhau, mỗi viên trang trí những đường nét cùng tạo nên hình ảnh sau cùng. Một số nghiên cứu khác cũng đề xuất rằng những kiểu hình giả tinh thể trong kiến trúc Hồi giáo đã được xây dựng qua những quy tắc như chia nhỏ hoặc xếp chồng các viên ngói. Nhưng không có phương pháp nào đã đề xuất có khả năng giải thích làm thế nào những người cổ đại đã đi tới sáng tạo ra sự trật tầm xa trong hình ảnh trang trí của họ.

Nay một lời giải thích có lẽ đã nằm trong tay. Trong nghiên cứu mới nhất này, Rima Ajlouni, một nhà nghiên cứu kiến trúc tại trường Đại học Kĩ thuật Texas ở Mĩ, tin rằng bà đã nhận ra ba ví dụ của những kiểu hình nửa tuần hoàn trong kiến trúc Hồi giáo mà không có sự khiếm khuyết nào hết. Mẫu thứ nhất là một hình ảnh bánh xe bò thường dùng trong kiến trúc của vùng Seljuk, một đế quốc trải dài từ Thổ Nhĩ Kì đến Afghanistan. Ajlouni nhận ra những trường hợp đặc biệt ở Iran tại đền thờ Darb-i Imam và Nhà thờ Thứ Sáu ở Isfahan. Mẫu thứ hai là từ những bức tường bên trong sân nhỏ của Madrasa Al-‘Attarin ở Fez, Morocco, có từ năm 1323. Và trường hợp thứ ba, có từ năm 1197, được nhìn thấy ở bức tường phía ngoài của tháp mộ Gunbad-I Kabud ở Maragha, Iran.

Từ hạt mầm đến cái đẹp

Trong bài báo của bà, Ajlouni còn tình bày rằng những nhà thiết kế Hồi giáo cổ đại có khả năng phân tích những nguyên lí tầm xa phức tạp của sự hình thành giả tinh thể. Nói cách khác, những nhà thiết kế này hoàn toàn nhận thức rõ quy mô của sự liên hệ có trong tác phẩm của họ. Trong cả ba ví dụ, Ajlouni xây dựng lại các kiểu hình và chứng minh rằng cỡ của một hình “hạt mầm” ở chính giữa tỉ lệ với cỡ của khung sườn tổng thể của hình ảnh. Bà chứng minh rằng ba kiểu hình đó có thể được tạo ra sử dụng không gì hơn ngoài một compass và một thước thẳng. Phương pháp xây dựng này phổ biến trong các xã hội Hồi giáo để sáng tạo ra rất nhiều sản phẩm như đồ gỗ, đồ gốm sứ và thảm thêu.

Chuỗi a-e thể hiện cách Rima Ajlouni xây dựng lại hình ảnh bánh xe bò cấp độ một của hình ảnh nửa tuần hoàn trên những bức tường phía trong sân nhỏ Madrasa al’ Attarin (1323), Fez.

“Chúng ta chưa bao giờ cho những nhà thiết kế này đủ sự trọng vọng vì thứ nghệ thuật mà họ sáng tạo ra. Họ có thể tạo ra một số kiểu hình toán học hiện đại phức tạp chỉ sử dụng những nguyên lí cơ bản,” Ajlouni nói. Người ta nói những hình dạng sắc nét nhìn thấy trong kiến trúc Hồi giáo phản ánh cách tiếp cận triết lí và vũ trụ học sâu sắc của đức tin Hồi giáo. Những người sùng bái xem những dạng hình học lặp đi lặp lại là sự phản ảnh của cái thống nhất có thể suy luận ra từ vô số hình dạng. “Hoạt động sáng tạo ra những dạng hình học như thế là một phần của sự thờ phụng,” Ajlouni nói.

Ajlouni tin rằng nghiên cứu của bà có mang lại một sự “chuyển biến kiểu mẫu” cho các nhà thiết kế, biết rằng những hình ảnh tuần hoàn kiểu Hồi giáo cổ đại này ngày nay có thể tái tạo bằng bất kì phần mềm phác thảo nào. Bà cũng tin rằng nghiên cứu của bà có thể giúp các nhà khoa học hiểu sâu sắchown cấu trúc của các giả tinh thể ở cấp độ nguyên tử.

“Một phỏng đoán hấp dẫn”

Ronan McGrath, một nhà nghiên cứu giả tinh thể tại trường Đại học Liverpool ở Anh, cảm thấy bị thu hút trước phương pháp hình học chặt chẽ mà Ajlouni phát triển. “Việc đề xuất rằng phương pháp này đã được các kiến trúc sư Hồi giáo cổ đại sử dụng là một phỏng đoán hấp dẫn, và bài báo trên là một đóng góp thú vị cho cuộc tranh luận thỉnh thoảng lại nổi lên về mức độ nửa tuần hoàn của những kiểu hình này,” ông nói.

Tuy nhiên, McGrath không nghĩ nghiên cứu trên sẽ đóng góp gì nhiều cho nghiên cứu cơ bản về giả tinh thể. “Cấu trúc của các giả tinh thể đã được xác định với độ chính xác cao, ít nhất là trong một số câu hỏi, và câu hỏi trên là làm thế nào chúng lớn hơn với sự hoàn hảo như thế. Các phương pháp hình học không thể xử lí câu hỏi này vì chúng không bao hàm các tác dụng của sự liên kết hóa học.”

Alpha Physics – thuvienvatly.com
Theo physicsworld.com