CNN : “آسمان‌های متلاطم ‘شب پرستاره’ ونسان ون گوگ با یک نظریه علمی همخوانی دارد” | ۲۸ شهریور ۱۴۰۳
⏳ مدت زمان مطالعه: ۵ دقیقه | ✏️ ناشر/نویسنده: کتی هانت | 📅 تاریخ: ۱۹ سپتامبر ۲۰۲۴ / ۲۸ شهریور ۱۴۰۳
⚠️ هشدار: بازنشر این مقاله با هدف ارائه دیدگاه‌های متنوع صورت گرفته و به معنای تأیید یا پذیرش مسئولیت دیدگاه‌های مطرح‌شده نیست.
نور ستارگان متلاطم و ابرهای چرخان نقاشی «شب پرستاره» ونسان ون گوگ به عنوان بازتابی از حالت ذهنی طوفانی هنرمند در زمانی که این اثر را در سال ۱۸۸۹ نقاشی کرد، تلقی می‌شود.
اکنون، یک تحلیل جدید توسط فیزیکدانانی از چین و فرانسه نشان می‌دهد که این هنرمند درک عمیقی از ساختار ریاضیاتی جریان‌های متلاطم داشته است.
به عنوان یک پدیده طبیعی رایج که در مایعات مشاهده می‌شود – آب جاری، جریان‌های اقیانوسی، جریان خون، ابرهای طوفانی و ستون‌های دود – جریان متلاطم پر از آشفتگی است، همانطور که گرداب‌های بزرگ یا ادی‌ها شکل می‌گیرند و به گرداب‌های کوچک‌تر تجزیه می‌شوند.
این ممکن است به نظر ناظر معمولی تصادفی به نظر برسد، اما جریان متلاطم با وجود این، الگوی مشخصی دارد که می‌توان آن را مطالعه و حداقل تا حدی با استفاده از معادلات ریاضی توضیح داد.
یونگ شیانگ هوانگ، نویسنده اصلی این مطالعه که سه‌شنبه در مجله علمی Physics of Fluids منتشر شد، گفت: «تصور کنید که روی یک پل ایستاده‌اید و جریان رودخانه را تماشا می‌کنید. شما گرداب‌هایی را بر سطح خواهید دید، و این گرداب‌ها تصادفی نیستند. آنها خود را در الگوهای خاصی مرتب می‌کنند، و این نوع الگوها را می‌توان توسط قوانین فیزیکی پیش‌بینی کرد.» هوانگ پژوهشگری در آزمایشگاه کلیدی ملی علوم محیطی دریایی و کالج علوم اقیانوس و زمین در دانشگاه شیامن در جنوب شرقی چین است.
‘شب پرستاره’ و نظریه‌های آشفتگی
حرکت جوی آسمان نقاشی شده نمی‌تواند مستقیماً اندازه‌گیری شود، بنابراین هوانگ و همکارانش با دقت اندازه ضربات قلم را اندازه‌گیری کردند و اندازه آنها را با مقیاس‌های ریاضی مورد انتظار از نظریه‌های آشفتگی مقایسه کردند. برای اندازه‌گیری حرکت فیزیکی، آنها از روشنایی نسبی یا نورانی رنگ‌های مختلف استفاده کردند.
آنها دریافتند که اندازه‌های ۱۴ گرداب یا ادی در «شب پرستاره» و فاصله و شدت نسبی آنها، از قانونی فیزیکی که دینامیک سیالات را تنظیم می‌کند، به نام نظریه آشفتگی کولموگروف پیروی می‌کند.
در دهه ۱۹۴۰، ریاضی‌دان شوروی آندری کولموگروف رابطه‌ای ریاضیاتی بین نوسانات در سرعت جریان و نرخ از بین رفتن انرژی آن را توصیف کرد.
هوانگ و تیم او همچنین دریافتند که رنگ‌ها در مقیاس‌های کوچک‌تر با برخی گرداب‌ها و چرخش‌های پس‌زمینه به روش پیش‌بینی‌شده توسط نظریه آشفتگی مخلوط می‌شوند و از الگویی آماری به نام مقیاس‌گذاری باتچلور پیروی می‌کنند. مقیاس‌گذاری باتچلور به طور ریاضیاتی نشان می‌دهد که چگونه ذرات کوچک، مانند جلبک‌های شناور در اقیانوس یا ذرات غبار در باد، به طور غیرفعال توسط جریان متلاطم مخلوط می‌شوند.
این تیم همچنین پدیده مشابهی را در دو تصویر دیگر بررسی کردند، یکی یک نقاشی به نام «Chain Pier, Brighton»، خلق‌شده توسط هنرمند بریتانیایی جان کنستبل در سال ۱۸۲۶-۷، و دیگری عکسی از لکه قرمز بزرگ مشتری که توسط فضاپیمای وویجر ۱ ناسا در ۵ مارس ۱۹۷۹ گرفته شده است.
‘یک تصادف شگفت‌انگیز’
البته، هوانگ گفت، ون گوگ از چنین معادلاتی آگاه نبود، اما احتمالاً او زمان زیادی را صرف مشاهده آشفتگی در طبیعت کرده است.
هوانگ گفت: «من فکر می‌کنم این رابطه فیزیکی باید در ذهن او حک شده باشد و به همین دلیل وقتی این نقاشی معروف ‘شب پرستاره’ را خلق کرد، این الگوی واقعی جریان را تقلید کرد.»
جیمز بیتی، پژوهشگر فوق دکترا در دپارتمان علوم اخترفیزیک در دانشگاه پرینستون، نیوجرسی، در این باره موافقت کرد: «این یک تصادف شگفت‌انگیز است که نقاشی زیبای ون گوگ بسیاری از همان آماری را دارد که در آشفتگی مشاهده می‌کنیم. این منطقی است – مدل‌ها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که سعی کنند آماری گرداب‌ها و چرخش‌ها را در مقیاس‌های مختلف ثبت کنند، هر گرداب با دیگر گرداب‌ها از طریق آبشار آشفتگی ارتباط برقرار می‌کند. به نوعی، ون گوگ چیزی را نقاشی کرده است که این پدیده را نمایان می‌کند، بنابراین چرا نباید همگرایی بین مدل‌های نظری و آماری چرخش‌های ون گوگ وجود داشته باشد؟»
این تیم همچنین پدیده مشابهی را در دو تصویر دیگر بررسی کردند، یکی یک نقاشی به نام «Chain Pier, Brighton»، خلق‌شده توسط هنرمند بریتانیایی جان کنستبل در سال ۱۸۲۶-۷، و دیگری عکسی از لکه قرمز بزرگ مشتری که توسط فضاپیمای وویجر ۱ ناسا در ۵ مارس ۱۹۷۹ گرفته شده است.
بررسی‌های انجام‌شده نشان می‌دهد که برخلاف «شب پرستاره»، نقاشی کنستبل فاقد الگوهای چرخشی واضحی است، اما ابرها پر از ساختارهایی با مقیاس‌های متفاوت هستند که به‌طور مشابهی در آسمان دیده می‌شوند.
ون گوگ این نقاشی را پس از پذیرش خود در یک پناهگاه در جنوب فرانسه کشید. اثر هنری که در موزه هنر مدرن نیویورک به نمایش گذاشته شده است، یکی از پرطرفدارترین آثار هنری است که در آجرهای لگو، پهپادها و دومینوها بازسازی شده است.
هوانگ گفت که دانشمندان مدت‌هاست که برای توصیف جریان متلاطم در دینامیک سیالات به گونه‌ای که به آنها اجازه پیش‌بینی پدیده را بدهد، تلاش کرده‌اند و اینکه یک توضیح کامل همچنان یک راز غالب در فیزیک باقی مانده است. او گفت: یک درک کامل به پیش‌بینی هوا، آشفتگی پرواز و بسیاری از فرآیندهای دیگر کمک می‌کند.
او افزود: «حتی پس از بیش از ۱۰۰ سال مطالعه، ما هنوز نمی‌دانیم چگونه این پدیده پیچیده را تعریف کنیم. این بسیار مهم است، اما بسیار دشوار است.»
بیتی گفت که این واقعیت که «شب پرستاره» با مدل‌های آماری آشفتگی همخوانی دارد، در حالی که این اثر هنری در واقع حرکت نمی‌کند، می‌تواند نشان دهد که روش‌ها و ابزارهای آماری کمتر دقیق از آنچه دانشمندان ممکن است فکر کنند، هستند.
او گفت: «نقاشی نمی‌تواند به طور دقیق اندازه‌گیری شود زیرا در واقع آشفتگی نیست. … (آن) انرژی جنبشی ندارد.»
با این حال، بیتی گفت که او طرفدار بزرگ این اثر هنری است و آن را بازتاب‌دهنده جهانی بودن و زیبایی آشفتگی می‌داند.
او گفت: «من عمیقاً عاشق این هستم که می‌توانم درک خود از آشفتگی در پلاسما بین کهکشان‌ها را به آشفتگی بین ستارگان، بین زمین و خورشید یا در دریاچه‌ها، اقیانوس‌ها و جو خودمان اعمال کنم.»
او افزود: «آنچه از مطالعاتی مانند این نتیجه می‌گیرم این است که (ون گوگ) بخشی از این جهانی بودن را در ‘شب پرستاره’ زیبا ثبت کرده است. و من فکر می‌کنم مردم این را می‌دانند. آنها می‌دانند که چیزی شگفت‌انگیز در این نقاشی نهفته است و ما به آن جذب می‌شویم.»
آسمان‌های متلاطم ‘شب پرستاره’ ونسان ون گوگ با یک نظریه علمی همخوانی دارد
کتی هانت
