Viens no cilvēka smadzeņu
apbrīnojamākajiem aspektiem
ir to spēja atpazīt modeļus
un tos aprakstīt.
Viens no sarežģītākajiem modeļiem,
ko esam mēģinājuši izprast,
ir turbulentas plūsmas jēdziens
šķidrumu dinamikā.
Vācu fiziķis Verners Haizenbergs teica:
„Kad satikšu Dievu,
es viņam uzdošu divus jautājumus:
kāpēc relativitāte un kāpēc turbulence?
Es tiešām ticu, ka uz pirmo
viņam būs atbilde.”
Lai arī cik sarežģīti nebūtu
izprast turbulenci matemātiski,
mēs tās attēlošanai varam izmantot mākslu.
1889. gada jūnijā Vinsents van Gogs
uzgleznoja ainavu pirms saulrieta,
kas bija redzama no viņa istabas loga
Senpolas de Mozolas psihiatriskajā dziednīcā
Senremī de Provansā,
kurā viņš iestājās pēc tam,
kad psihozes epizodē
sakropļoja pats savu ausi.
„Zvaigžņotajā naktī”
viņa apļveidīgie otas triepieni
radīja naksnīgas debesis,
kas pilnas mākoņu un zvaigžņu virpuļu.
Van Gogs un citi impresionisti
gaismu atainoja citādāk
nekā viņu priekšteči,
šķietami notverot tās kustību,
piemēram, saules pielijušos ūdeņos
vai šeit, zvaigžņu gaismā,
kas vizuļo un izplūst
naksnīgo debesu pienkrāsas viļņos.
Šo efektu izraisa spilgtums,
krāsu intensitātes atšķirība uz audekla.
Mūsu vizuālās smadzeņu garozas
primitīvākā daļa,
kas uztver gaismas kontrastu
un kustību, bet ne krāsu,
sapludinās kopā dažādu krāsu apgabalus,
ja tiem ir vienāds spilgtums.
Taču mūsu smadzeņu primātu daļa
uztvers kontrastējošās krāsas,
tās nesapludinot.
Šīm abām interpretācijām
notiekot vienlaikus,
gaisma daudzu impresionistu darbos
šķiet savādi pulsējam, mirguļojam
un izstarojam mirdzumu.
Tieši tā šajā un citos
impresionistu darbos
ir izmantoti ātri un bagātīgi
otas triepieni,
lai gaismas kustībā
notvertu ko pārsteidzoši īstu.
60 gadus vēlāk krievu matemātiķis
Andrejs Kolmogorovs
padziļināja mūsu turbulences
matemātisko izpratni,
ierosinot, ka enerģija
turbulentā šķidrumā ar garumu R
mainās proporcionāli R pakāpē 5/3.
Eksperimentāli mērījumi pierāda,
ka Kolmogorovs bija apbrīnojami tuvu tam,
kā izpaužas turbulenta plūsma,
lai arī pilnīgs turbulences skaidrojums
joprojām ir viens no fizikas
neatrisinātajiem uzdevumiem.
Turbulenta plūsma ir pašlīdzīga,
ja pastāv enerģijas kaskāde.
Citiem vārdiem sakot, lielie virpuļi
nodod enerģiju mazākajiem virpuļiem,
kas to nodod tālāk vēl mazākā mērogā.
Viens no piemēriem ir
Jupitera Lielais sarkanais plankums,
mākoņu veidojumi un
starpzvaigžņu putekļu daļiņas.
2004. gadā, izmantojot
Habla kosmisko teleskopu,
zinātnieki ap kādu zvaigzni ieraudzīja
putekļu un gāzes mākoņa virpuļus,
kas viņiem atgādināja
van Goga „Zvaigžņoto nakti”.
Tas pamudināja zinātniekus
no Meksikas, Spānijas un Anglijas
padziļināti izpētīt spilgtumu
van Goga gleznās.
Viņi atklāja, ka daudzās van Goga gleznās
ir redzams turbulentu šķidrumu modelis,
kas ir tuvs Kolmogorova vienādojumam.
Pētnieki gleznas digitizēja
un izmērīja, kāda ir spilgtuma atšķirība
starp diviem pikseļiem.
No izliekumiem izmērītajām
pikseļu atšķirībām
viņi secināja, ka van Goga
psihotisko ciešanu laika gleznas
ir pārsteidzoši līdzīgas
šķidrumu turbulencei.
Viņa pašportretā ar pīpi,
no mierīgāka van Goga dzīves posma,
šāda līdzība nav atrodama.
Tādas nebija arī citu mākslinieku darbos,
kas sākumā šķiet tikpat turbulenti,
piemēram, Munka „Kliedzienā”.
Lai arī ir viegli apgalvot,
ka van Goga vētrainā ģenialitāte
ļāva viņam atainot turbulenci,
ir arī ļoti grūti izteikt vārdos
saviļņojumu, ko rada fakts,
ka šajā milzīgo ciešanu laikā
van Gogs kaut kā bija spējīgs
uztvert un attēlot
vienu no vissarežģītākajiem jēdzieniem,
ko daba jelkad radījusi,
un apvienot sava unikālā prāta redzējumu
ar vislielākajiem kustības,
šķidruma un gaismas noslēpumiem.