인간의 뇌에서 가장 놀랄만한 것 중의 하나는
패턴을 인식하고 그 것을 묘사하는 능력이다.
지금껏 우리가 이해해보려고 했던 가장 어려운 패턴은
유체 동역학에서의 난류 개념이다.
독일 물리학자 워너 하이젠버그가 말하기를,
"내가 신을 만나면, 두가지 질문을 할 겁니다.
왜 상대성과 난기류입니까?
신이 처음으로 그 답을 해 줄거라 믿어요"
난기류를 수학적으로 이해하는 건 어렵지만,
미술로는 묘사할 수 있다.
1889년 빈센트 반 고흐는
생레미드프로방스의 정신병원에서
그의 방 창문으로 보이는 일출 직전의 풍경을 그렸다.
그 곳은 그의 정신질환을 보여준
자신의 귀를 자른 사건 후 입원한 곳이다.
"별이 빛나는 밤에"에서 보여 준 원형 붓놀림은
구름과 별들의 소용돌이로 가득 찬 하늘을 만들어냈다
반 고흐와 다른 인상학파들은 이전 화가들과는 다른 방법으로
마치 움직임을 잡아내는 것 처럼 빛을 표현했다.
예를 들어, 해가 비췬 수면 위라든지
이 그림에서 처럼 하얀 파도를 통해 푸른 밤 하늘에서
반짝거리고 녹아내리는 별빛을 표현했다.
그 효과는 휘도를 불러온다.
다시말해, 캔버스 위의 색들 속에서 빛의 강렬함을 나타내는 것이다.
시각 피질의 더 중요한 역할은
색이 아닌, 빛의 대조와 움직임을 보는 것이다.
만약 두 색이 같은 휘도를 가지고 있다면,
다르게 색칠된 부분이 함께 뒤쎡일 것 이다.
하지만 우리 뇌 영장의 세부에서는
섞이지 않은 대조된 색을 볼 것이다.
이 두 현상이 한번에 일어나면, 많은 인상학파의 작품들 속의 빛이
이상하게 고동치고, 깜박거리고, 퍼지게 보일 것이다.
이 것이 고흐와 인상학파 화가들의 붓놀림 방법이다.
빛의 움직임에 관하여 기막히게 사실적인 무엇가를
잡아내기 위한 뛰어난 붓놀림이다.
60년 후, 러시아 수학자 앤드리 코르모고로브는
난류의 수학적 이해를 발전시켰다.
그는 길이가 R인 난류내의 에너지는
R의 5분의 3승만큼 비례해 증가한다고 제시했다.
실험적 측정들은 그의 방정식이
난류가 일어나는 원리와 현저히 가까웠음을 보여준다.
비록 물리학에서는 완전한 난기류의 묘사는
풀리지 않는 문제 중 하나로 남겨졌지만 말이다.
에너지 폭포라는게 있다면, 난류는 자기 유사적일 것이다.
다시말해, 큰 소용돌이의 힘이 작은 소용돌이로 바뀐다면
다른 크기지만 닮아 있다는 것이다.
이 것의 예로 목성의 큰 빨간 점,
구름형성, 그리고 성간 티끌 구름을 들 수 있다.
2004년에 허블 우주 망원경의 사용으로
과학자들은 별 주위의 티끌구름과 가스의 소용돌이를 보았다.
그 것은 반 고흐의 "별이 빛나는 밤에"를 연상시켰다.
그 것은 멕시코, 스페인, 영국의 과학자들에게
반 고흐의 작품 속에서 밝기를 자세히 연구하게 하는 동기를 부여했다.
그들은 반 고흐의 많은 작품 속에 숨겨진 코르모고로브의 방정식과 가까운
난류 구조의 뚜렷한 패턴이 있다는 것을 발견했다.
학자들은 그 작품들을 디지털화하고
두 픽셀 사이의 밝기 차이를 측정했다.
픽셀 분리를 위해 측정된 커브로부터
반 고흐가 정신적으로 불안했던 시기의 작품들이
유동 난기류와 흡사하다는 결론을 내렸다.
그의 평화로웠던 일생에 파이프를 문 자화상은
이 것과는 완전 다르다.
언뜻 보기에 다른 화가들이 작품들은 그렇게 무질서해 보이지 않는다.
먼취의 "발악" 처럼말이다.
반 고흐의 혼란스런 천재성이
난기류를 묘사하게끔 했다고 말하기는 힘든다.
그렇다고, 극심한 고통속에서 그 열정적인 아름다움을
정확하게 표현했다고 하기도 너무 어렵다.
반 고흐는 어떻든 생각에 잠겨
가장 힘들다는 개념 중의 하나인 자연이 인간보다 먼저 만들어졌다는
사실을 표현할 수 있었다.
운동, 유체, 그리고 빛의 가장 깊숙한 곳의 신비함에
그의 유일한 마음의 눈을 붙여서 말이다.