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.