Matematika dan keindahan memiliki hubungan yang telah berlangsung lama dan mendalam, terutama dalam bidang arsitektur. Para arsitek seringkali menggabungkan prinsip-prinsip matematika, pengetahuan ilmiah, dan kepekaan artistik untuk menciptakan bangunan yang tidak hanya indah dipandang tetapi juga sangat fungsional.
Salah satu contoh klasik dari percampuran antara matematika dan arsitektur adalah penerapan Rasio Emas, sebuah konsep matematika yang mendasari terciptanya proporsi yang harmonis dalam berbagai keajaiban arsitektur.
Rasio Emas, yang sering disebut juga sebagai Seksyen Emas, adalah sebuah rumus matematika yang dipercaya dapat menghasilkan proporsi yang estetik dan menyenangkan untuk dilihat. Prinsip ini tidak hanya terbatas pada arsitektur saja; ia juga dapat ditemukan di seluruh alam semesta, termasuk dalam tubuh manusia. Selama berabad-abad, seniman dan arsitek terkenal seperti Leonardo da Vinci dan Michelangelo telah memanfaatkan kekuatan Rasio Emas untuk menentukan dimensi dan proporsi karya-karya mereka yang luar biasa.
Salah satu contoh keajaiban arsitektur yang menggambarkan pernikahan antara matematika dan seni adalah Kimbell Art Museum yang terletak di Fort Worth, Texas. Didesain oleh Louis Kahn, seorang arsitek brilian, museum ini menjadi bukti sempurna tentang perpaduan geometri dan desain. Kimbell, seorang pengusaha dan kolektor, memiliki visi untuk mendirikan sebuah lembaga di Fort Worth yang akan menyimpan koleksi seni luar biasa miliknya, yang kemudian menjadi salah satu landmark arsitektur yang ikonik.
Museum ini dirancang dengan bentuk geometris yang sederhana namun sangat ekspresif, yang menjadi unsur dasar dalam komposisinya. Salah satu elemen paling menonjol dari Kimbell Art Museum adalah lengkungan panjang berbentuk setengah lingkaran. Awalnya, setiap lengkungan memiliki ukuran bidang 150 x 25 kaki, namun karena kendala biaya, ukuran lengkungan ini diperkecil menjadi 100 x 22 kaki, dengan menggunakan struktur beton bertulang cor di tempat. Masing-masing unit lengkungan didukung oleh empat kolom berbentuk kotak berukuran 2 kaki, yang memungkinkan ruang pameran bebas hambatan dan memberikan fleksibilitas maksimum dalam tata letak interior.
Selain Rasio Emas dan geometri klasik, para arsitek kontemporer semakin banyak yang terinspirasi oleh konsep matematika yang lebih kompleks, seperti geometri Riemannian. Geometri ini pertama kali diajukan oleh matematikawan Jerman G.F.B. Riemann pada pertengahan abad ke-19 dan merupakan jenis geometri non-Euclidean, yang sering disebut sebagai geometri eliptik. Konsep ini sangat berbeda dari geometri Euclidean dalam cara memandang garis sejajar dan mengembangkan konsep ruang dalam empat dimensi atau lebih.
Dalam dunia arsitektur, geometri Riemannian ditemukan seorang pengusung yang gigih dalam karya-karya Zaha Hadid, yang terkenal dengan desain-desain arsitektur inovatif yang menampilkan lekukan-lekukan elegan dan mengalir. Hadid menggunakan struktur daun, sebuah konsep yang berasal dari geometri Riemannian, untuk menciptakan beragam karya arsitektur yang menakjubkan dan harmonis. Keindahan dan bentuk yang rumit dari bangunan-bangunan yang dirancang oleh Hadid memukau banyak orang dan memberikan pengalaman visual yang luar biasa.
Selain itu, konsep matematika lainnya yang mulai diterapkan dalam arsitektur adalah geometri fraktal. Bidang ini fokus pada studi geometri yang tidak teratur dengan struktur yang sangat kompleks dan serupa secara mandiri. Geometri fraktal menjembatani kesenjangan antara ciptaan buatan manusia dan dunia alam. Konsep ini menekankan pada keserupaan diri, yaitu kesamaan antara bagian-bagian dan keseluruhan bangunan dalam hal bentuk, fungsi, informasi, waktu, ruang, dan sebagainya.
Geometri fraktal yang ditemukan pada tahun 1973 ini memperluas dimensi bentuk dari angka bulat menuju pecahan, dan menantang teori-teori topologi konvensional. Dalam desain arsitektur, geometri fraktal memainkan peran penting dalam dua aspek utama. Pertama, ia memperlihatkan hubungan antara sebuah bangunan dengan lingkungan sekitarnya, serta hubungan antara komponen-komponen individu dari sebuah struktur dengan keseluruhan bangunan itu sendiri. Kedua, keserupaan diri yang ada pada geometri fraktal berfungsi sebagai ekspresi yang kuat dari ruang non-linear yang kompleks dalam desain arsitektur, meningkatkan keindahan dan fungsionalitas bangunan tersebut.
Sinergi antara matematika dan arsitektur telah menjadi pendorong di balik terciptanya beberapa struktur paling ikonik dan estetis di dunia. Dari keanggunan abadi Rasio Emas hingga penerimaan kontemporer terhadap geometri Riemannian dan konsep fraktal, matematika terus menginspirasi arsitek untuk melampaui batasan desain dan menciptakan bangunan yang tidak hanya memukau secara visual tetapi juga efisien secara fungsional.
