Jedan od najizuzetnijih aspekata
ljudskog mozga
jeste njegova mogućnost
da prepozna šablone i da ih opiše.
Među najtežim šablonima
koje smo pokušali da razumemo
jeste koncept turbulentnog protoka
u dinamici fluida.
Nemački fizičar Verner Hajzenberg
je rekao:
"Kada sretnem Boga,
postaviću mu dva pitanja:
zašto relativnost i zašto turbulencija?
Verujem da će imati odgovor na prvo."
Koliko god da je turbulenciju
teško razumeti matematički,
možemo koristiti umetnost
da bismo dočarali kako ona izgleda.
Juna 1889, Vinsent van Gog je naslikao
pogled tik pre izlaska sunca
sa prozora svoje sobe
u azilu Sen Pol de Mazol
u San Remiju de Provans,
gde se sam prijavio nakon što je
osakatio sopstveno uvo
tokom psihotične epizode.
U "Zvezdanoj noći",
njegovi kružni potezi četkice
stvaraju noćno nebo ispunjeno
uskovitlanim oblacima i vrtlozima zvezda.
Van Gog i drugi impresionisti
su prikazivali svetlo na drugačiji način
od svojih prethodnika,
čineći se da hvataju njegovo kretanje,
na primer, kroz vodu prošaranu suncem,
ili ovde u svetlu zvezde
koje treperi i nestaje
kroz mlečne talase plavog noćnog neba.
Ovaj efekat stvara osvetljenost,
intenzitet svetline boja na platnu.
Primitivniji deo našeg vizuelnog korteksa,
koji vidi kontraste svetlosti i kretanje,
ali ne i boju,
stopiće dve
različito obojene oblasti u jednu
ako imaju istu osvetljenost.
Ali primitivni pododeljci našeg mozga
videće kontrastne boje bez mešanja.
Sa ove dve interpretacije
koje se dešavaju istovremeno,
svetlo u mnogim radovima impresionista
izleda kao da pulsira,
treperi i čudno zrači.
Tako ovo i druga dela impresionista
koriste brzo povučene
istaknute poteze četkice da bi uhvatili
nešto zapanjujuće stvarno
o tome kako se svetlo kreće.
60 godina kasnije,
ruski matematičar Andrej Kolmogorov
produbio je naše
matematičko razumevanje turbulencije
kada je izneo da
energija turbulentnog fluida na dužini R
varira u razmeri od 5/3 snage R.
Eksperimentalna merenja
pokazuju da je Kolmogorov
bio zapanjujuće blizu
načinu na koji turbulentan protok radi,
mada potpuni opis turbulencije ostaje
jedan od nerešenih problema u fizici.
Turbulentni protok liči na sebe
ako postoji kaskadna energija.
Drugim rečima, veliki vrtlozi
prenose svoju energiju na male vrtloge,
koji rade to isto u drugim razmerama.
Primeri ovoga obuhvataju
veliku crvenu tačku Jupitera,
formacije oblaka
i međuzvezdane čestice prašine.
2004. godine,
koristeći Habl svemirski teleskop,
naučnici su videli
vrtloge udaljenih oblaka
prašine i gasa koji okružuju zvezdu,
i to ih je podsetilo
na "Zvezdanu noć" od Van Goga.
Ovo je motivisalo naučnike
iz Meksika, Španije i Engleske
da detaljno izučavaju osvetljenost
na Van Gogovim slikama.
Otkrili su da postoji izražen šablon
struktura turbulentnog fluida
blizak Kolmogorovoj jednačini
skriven u mnogim slikama Van Goga.
Istraživači su digitalizovali slike
i izmerili kako svetlina varira
između bilo koja dva piksela.
Na osnovu kriva koje su izmerene
zbog razdvajanja piksela,
zaključili su da se slike iz perioda
psihotične pometnje Van Goga
ponašaju neverovatno slično
fluidnoj turbulenciji.
Njegov autoportret sa lulom,
iz mirnijeg perioda Van Gogovog života,
nije pokazivao znake ove podudarnosti.
A nisu ni radovi drugih umetnika
koji su izgledali jednako turbulentno
na prvi pogled,
kao što je Munkov "Vrisak".
Mada je lako reći
da je Van Gogov turbulentni genije
omogućio da prikaže turbulenciju,
takođe je suviše teško precizno izraziti
uzbudljivu lepotu činjenice
da je u periodu intenzivne patnje
Van Gog nekako mogao da vidi i prikaže
jedan od krajnje najtežih koncepata
koji je priroda ikada iznela
pred čovečanstvo,
i da ujedini oči svog jedinstvenog uma
sa najdubljim misterijama
kretanja, fluida i svetlosti.