אחד מהפנים הכי מרתקים של המוח האנושי
היא היכולת לזהות תבניות ולתאר אותן.
בין התבניות הקשות ביותר שניסינו להבין
נמצא הרעיון של זרימה מערבולתית בדינמיקה של נוזלים.
הפיזיקאי הגרמני וורנר הייזנברג אמר,
"כשאפגוש את אלוהים אשאל אותו שתי שאלות:
למה יחסות ולמה מערבולות?
אני באמת מאמין שתהיה לו תשובה לראשונה."
כמה שמערבולות קשות להבנה מתמטית,
אנחנו יכולים להשתמש באמנות כדי לתאר איך הן נראות.
ביוני 1889, וינסנט ואן גוך צייר את המראה ממש לפני הזריחה
מהחלון בחדרו במוסד למשוגעים סיינט פול דה מאסול
בסינט רמי דה פרובאנס,
לשם הוא הכניס את עצמו אחרי שכרת את אוזנו
בהתקף פסיכוטי.
ב "לילה מלא כוכבים," התנועות המעגליות שלו
יוצרות שמי לילה מלאים עננים מסתחררים ואדוות של כוכבים.
ואן גוך ואימפרסיוניסטים אחרים יצגו אור בדרך שונה
מקודמייהם, ונראה שתפשו את התנועה שלהם,
לדוגמה, לרחבי מים מוארים על ידי השמש,
או פה באור כוכבים שמנצנץ ונמס
דרך גלים חלביים של שמי לילה כחולים.
האפקט נגרם על ידי בהירות,
העוצמה של האור בצבעים על הקנבס.
החלק היותר פרימיטיבי של האונה הויזואלית שלנו,
שרואה ניגודיות באור ותנועה אבל לא צבע,
ימזג שני אזורי צבע שונים
אם יש להם את אותה בהירות.
אבל החלוקה הפרימטית במוח שלנו
תראה את הצבעים המנוגדים בלי ערוב.
עם שני הפרושים האלה שמתרחשים בו זמנית,
האור בהרבה עבודות אימפרסיוניסטיות נראה כפועם, מהבהב וקורן באופן מוזר.
כך העבודה הזו ועבודות אימפרסיוניסטיות אחרות משתמשות בתנועות מכחול
ברורות שמבוצעות במהירות כדי ללכוד משהו מאוד אמיתי
באיך שאור נע.
60 שנה מאוחר יותר, המתמטיקאי הרוסי אנדרי קולמוגורוב
העמיק את ההבנה המתמטית שלנו של מערבולות
כשהוא הציע שאנרגיה במערבולת נוזל באורך R
משתנה יחסית לחזקת 5/3 של R.
מדידות ניסיוניות מראות שקולמוגורוב
היה קרוב להפליא לדרך בה זרימת מערבולת מתרחשת,
למרות שתאור מושלם של מעבולות נשאר
אחת מהבעיות הלא פתורות בפיזיקה.
זרימה מערבולתית היא דומה לעצמה אם יש מפל אנרגיה.
במילים אחרות, האדוות הגדולות מעבירות את האנרגיה שלהן לאדוות קטנות יותר,
שעושות אותו הדבר בקני מידה שונים.
דוגמאות של זה כוללות את הכתם האדום הגדול של צדק,
הווצרות עננים וחלקיקי אבק בין כוכביים.
ב 2004, בשימוש בטלסקופ החלל האבל,
מדענים ראו את האדווות של ענן מרוחק של אבק וגז מסביב לכוכב,
וזה הזכיר להם את "ליל כוכבים" של ואן גוך.
זה המריץ מדענים ממקסיקו, ספרד ואנגליה
לחקור את הבהירות בציורים של ואן גוך בפרוט.
הם גילו שיש תבנית ברורה של מבנה מערבולות נוזליות
קרוב לנוסחה של קולמוגורוב חבוי בהרבה מהציורים של ואן גוך.
החוקרים העבירו את הציורים לפורמט דיגיטלי,
ומדדו איך הבהירות משתנה בין כל שני פיקסלים.
מהעקומות שנמדדו להפרדת פיקסלים,
הם הסיקו שהציורים מהתקופה הפסיכוטית של ואן גוך
מתנהגים ממש דומה למערבולות נוזל.
הדיוקן העצמי שלו עם מקטרת, מתקופה רגועה יותר בחיים של ואן גוך,
לא מראה סימנים לתופעה הזו.
וגם לא עבודות של אומנים אחרים שנראות סוערות במידה דומה בהתחלה,
כמו "הצעקה" של מונק.
בעוד שזה קל מדי להגיד שהגאונות המערבולתית של ואן גוך
אפשרה לו להציג מערבולות
זה גם קשה מדי להביע את היופי הנובע מהעובדה
שבתקופה של סבל אדיר,
ואן גוך הצליח איכשהו להבין ולייצג
את אחד המושגים הכי מסובכים
שהציג הטבע בפני האנושות אי פעם,
ולאחד בעיני רוחו הייחודית
עם המסתורין העמוק ביותר של התנועה, הנוזל והאור.