Картины Ван Гога точно повторяют турбулентность в природе

Звездная ночь Ван Гога, нарисованная в психиатрической больнице, точно моделирует физику турбулентности.

Винсент Ван Гог был блестящим художником природных явлений, особенно в моменты обострений психического заболевания. Согласно Хосе Луису Арагону из Национального автономного университета в Мексике, знаменитые спиральные мазки Ван Гога представляют собой почти идеальную визуализацию турбулентности.

Арагон и его коллеги, Мануэль Торрес и Джерардо Наумис, обнаружили, что завихрения на самых бурных картинах Ван Гога, которые, по совпадению или нет, были сделаны во время его самых серьезных обострений психического заболевания, придерживаются тех же физических законов, что и турбулентные жидкости, встречающиеся в природе. “Звездная ночь” была написана во время пребывания художника в французской психиатрической клинике. Картина “Дорога с кипарисом и звездой” была нарисовано после продолжительного приступа тревожных галлюцинаций, а картина “Пшеничное поле с воронами” было закончено незадолго до того, как Ван Гог покончил жизнь самоубийством.

Команда проанализировала эти три из самых вьющихся картин Ван Гога: «Звездная ночь» , «Дорога с кипарисом и звездой» и «Пшеничное поле с воронами» и проверила, соответствуют ли результаты физике турбулентности. В качестве меры воздействия каждой картины на зрителя они использовали концепцию светимости. Интенсивность света, отраженного от различных точек на холсте, который содержит большую часть информации, которую человеческий глаз воспринимает при просмотре картины. Команда использовала свои измерения, чтобы определить вероятность того, что две точки, лежащие на определенном расстоянии друг от друга, одинаково светятся. Эти вероятности дают хорошее представление о том, как изменяется яркость на холсте, что приводит к аккуратному математическому представлению восприятия картины зрителем.

Поведение турбулентных жидкостей может быть охарактеризовано скоростью жидкости в разных точках: близко к центру вихря жидкость будет двигаться быстрее, чем дальше от нее. В 1930-х и 1940-х годах советский математик Андрей Колмогоров разработал статистическую модель турбулентности, которая оказалась удивительно точной и теперь лежит в основе современной теории турбулентности. Как и в случае с вышеупомянутой светимостью, важным компонентом модели является вероятность того, что жидкость имеет одинаковую скорость в двух точках, которые находятся на определенном расстоянии друг от друга. Она предсказывает, как эта вероятность изменяется при изменении расстояния между точками. Это изменение или масштабирование как называют это математики, в некотором смысле универсально: оно одно и то же, независимо от того, на какую жидкость вы смотрите и какие внешние факторы управляют ее перемешиванием.

Именно с этой моделью Арагон и его команда сравнивали пейзажи Ван Гога. Результат удивил их всех: функции плотности вероятности, описывающие светимости картин, масштабируются точно так, как предсказано теорией Колмогорова, подтверждая, что вихри Ван Гога имитируют турбулентность в природе с поразительной точностью. 

Для сравнения, команда также проанализировала картины более спокойных периодов Ван Гога, такие как известный “Автопортрет с отрезанным ухом и трубкой”, но не нашла никакой существенной связи между этими картинами и теорией турбулентности Колмогорова.

«Кажется, существует тесная связь между состоянием ума художника и турбулентностью», – говорит Джерардо Наумис, соавтор исследования. 

Он полагает, что активность мозга в периоды внутренней суматохи может иметь динамические особенности, аналогичные турбулентности. Пока что это только неподтвержденная гипотеза, но если такая связь будет установлена, то это может привести к новым способам диагностики психических заболеваний путем визуального картирования мозговой активности.

Это не первый раз, когда Ван Гог показал свой талант по воспроизведению природных форм. Исследование показало, что шмели, которые никогда не встречали настоящих цветов, предпочитали «Подсолнухи» Ван Гога цветочным работам других известных художников.

Статья “Kolmogorov scaling in impassioned van Gogh paintings“

Вас также должно заинтересовать: Обнаружен паук, напоминающий «Звездную ночь» Ван Гога