Một trong những điểm nổi
bật của bộ não con người
là khả năng nhận ra họa tiết
và mô tả nó.
Trong số những họa tiết khó nhất
mà ta cố tìm hiểu
là khái niệm về dòng chảy hỗn loạn
trong động lực học chất lỏng.
Nhà vật lý người Đức
Werner Heisenberg nói,
"Khi tôi gặp Chúa,
tôi sẽ hỏi ngài hai câu hỏi:
tại sao lại có tương đối
và tại sao lại có hỗn loạn?
Tôi tin rằng ngài sẽ có câu trả lời
cho điều thứ nhất."
Dù sự hỗn loạn rất khó để hiểu
dựa trên toán học,
chúng ta có thể dùng hội họa
để minh họa nó.
Tháng 6 năm 1889, Vincent van Gogh
vẽ cảnh ngay trước bình minh
từ cửa sổ phòng ông
ở nhà thương điên Saint-Paul-de-Mausole
ở Saint-Rémy-de-Provence,
nơi ông đã tự nhập viện
sau khi cắt một bên tai
khi bị rối loạn tâm thần.
Trong bức Trời Sao,
những nét cọ tròn
tạo nên một bầu trời đầy những
đám mây xoáy và xoáy lốc của các ngôi sao.
Van Gogh và những họa sĩ
trường phái Ấn tượng khác
thể hiện ánh sáng
khác với người đi trước,
dường như bắt lấy
chuyển động của chúng, ví dụ như
mặt nước
sáng lấp lánh ánh mặt trời,
hoặc trong ánh sao
nhấp nháy và tan chảy
trong biển sao của trời đêm.
Hiệu ứng này là do
độ chói của ánh sáng,
cường độ của ánh sáng
trong màu sắc trên bức vẽ.
Các phần tế bào nguyên thủy
của vỏ não,
phần nhìn thấy ánh sáng tương phản
và chuyển động, nhưng không thấy màu,
sẽ trộn hai cùng màu khác nhau lại
nếu chúng có cùng
cường độ ánh sáng.
Nhưng phần phụ của não
sẽ thấy những màu tương phản này
mà không bị trộn lẫn.
Với cả hai sự nhận thức này
diễn ra cùng lúc,
ánh sáng ở nhiều tác phẩm Ấn tượng
dường như chuyển động và nhấp nháy.
Đó là cách mà
các họa sĩ Ấn tượng
dùng những nét vẽ nhanh
và nổi bật
để khắc họa chân thực
chuyển động của ánh sáng.
60 năm sau,
nhà toán học Nga Andrey Kolmogorov
cho ta hiểu thêm mặt toán học
của sự hỗn loạn
khi ông nói năng lượng trong
một chất lỏng hỗn loạn ở độ dài R
dao động trong khoảng
5/3 lần R.
Các thí nghiệm
cho thấy Kolmogorov
đã đến rất gần với
cách mà sự hỗn loạn vận hành,
mặc dù mô tả hoàn chỉnh
về sự hỗn loạn
vẫn chưa có lời giải đáp
trong vật lý.
Dòng chảy hỗn loạn giống như
chính nó với một thác năng lượng.
Nói cách khác, xoáy lớn chuyền
năng lượng sang những xoáy nhỏ,
và tương tự như vậy ở các bậc khác.
Ví dụ của việc này
bao gồm cả Vết đỏ lớn của sao Mộc,
sự hình thành sao
và những phần tử bụi ngoài vũ trụ.
Năm 2004, dùng kính thiên văn Hubble,
các nhà khoa học thấy xoáy
của những đám bụi quanh một ngôi sao,
và nó nhắc họ nhớ đến
bức "Trời sao" của Van Gogh.
Những nhà khoa học
đến từ Mexico, Tây Ban Nha và Anh
nghiên cứu sự phát sáng
trong tranh Van Gogh thật chi tiết.
Họ phát hiện ra có những phần
giống sự hỗn loạn của chất lỏng
gần với phương trình của Kolmogorov
ẩn chứa sau nhiều bức họa Van Gogh.
Các nhà phân tích phân chia bức tranh,
và nghiên cứu độ sáng
giữa hai điểm ảnh.
Từ đường cong đo đạc
sự phân bố các điểm ảnh,
họ kết luận rằng bức tranh
Van Gogh vẽ trong lúc bị bệnh
có nhiều điểm rất giống
sự hỗn loạn chất lỏng.
Bức tự họa với ống điếu
vẽ lúc ông không bị bệnh,
không có dấu hiệu tương tự nào.
Và không có tác phẩm nào
có sự hỗn loạn dễ thấy
từ cái nhìn đầu tiên
như Tiếng Thét của Munch.
Quá dễ khi nói thiên tư hỗn loạn
của Van Gogh
cho phép ông diễn tả sự hỗn loạn,
vẫn quá khó để thể hiện chính xác
sức sống mãnh liệt của cái đẹp
trong thời gian bệnh nặng như vậy,
Van Gogh bằng cách nào đó
đã nhận thức và thể hiện
một trong những khái niệm khó nhất
thiên nhiên từng mang đến,
và hợp nhất não và mắt
với sự bí ẩn tột cùng của
chuyển động, chất lỏng và ánh sáng.