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.