0:00:07.040,0:00:10.023 人脑最神奇的功能之一 0:00:10.023,0:00:13.675 就是识别出模式并把其描述出来的能力。 0:00:13.675,0:00:16.151 流体动力学里湍流的概念 0:00:16.180,0:00:20.129 就是我们探求过的最艰深的模式之一。 0:00:20.139,0:00:22.788 德国物理学家维尔纳·海森伯格曾说, 0:00:22.788,0:00:26.780 “如果我碰到上帝,我会问他两个问题: 0:00:27.423,0:00:30.400 为什么创造相对论?为什么创造湍流? 0:00:30.410,0:00:34.312 我相信他会对前者有个解释。” 0:00:34.312,0:00:38.304 因为用数学去理解湍流太困难, 0:00:38.304,0:00:42.194 我们可以用艺术来描绘它的样子。 0:00:42.194,0:00:46.038 1899年6月,文森特·梵高 0:00:46.038,0:00:50.209 在他位于普罗旺斯圣雷米的圣保罗疗养院的房间里, 0:00:50.209,0:00:53.588 透过窗户画下了日出前的景象。 0:00:53.588,0:00:56.840 在一次精神病发作中,他自残耳朵, 0:00:56.840,0:00:59.312 之后便自愿进入疗养院。 0:00:59.312,0:01:01.136 在《星夜》中,他旋转的画笔 0:01:01.136,0:01:07.827 创造了一个满是旋转的星云的夜空。 0:01:07.827,0:01:12.858 梵高和其他印象派画家对光线的表达[br]采用了不同于前辈们的方法。 0:01:12.858,0:01:14.872 他们好似能捕捉光线的动感, 0:01:14.872,0:01:17.860 比如通过波光粼粼的水面表现光的跃动, 0:01:17.860,0:01:22.630 又如在《星夜》里用深蓝夜空中乳白色的波动 0:01:22.630,0:01:24.844 来表现星星的闪烁。 0:01:24.844,0:01:27.415 这种效果源于亮度的不同, 0:01:27.415,0:01:31.104 即画布上不同颜色反光强度的不同。 0:01:31.104,0:01:33.632 我们视觉皮层中较初级的部分 0:01:33.632,0:01:37.578 能区分光强以及感知光的运动但不能感知颜色, 0:01:37.578,0:01:40.627 所以如果两个不同颜色的色块有相同的亮度, 0:01:40.627,0:01:42.973 就会被混在一起。 0:01:42.973,0:01:45.352 可是我们大脑中的灵长类部分 0:01:45.352,0:01:48.506 能把不同颜色区分开来。 0:01:48.506,0:01:51.457 当这两种功能同时发生, 0:01:51.457,0:01:57.898 印象派的画作便流光溢彩地闪烁、跳跃了起来。 0:01:57.898,0:02:01.489 梵高等印象派画家就是这样用犀利的笔触 0:02:01.489,0:02:05.163 捕捉了光的动感, 0:02:05.163,0:02:07.533 使得画作栩栩如生。 0:02:07.533,0:02:11.206 六十年后,俄国数学家安德雷·柯尔莫哥洛夫 0:02:11.206,0:02:13.787 推进了我们对湍流的数学理解。 0:02:13.787,0:02:18.157 他提出:长度为R的湍流的能量 0:02:18.157,0:02:22.491 与R的三分之五次幂成正比。 0:02:22.491,0:02:24.414 实验测量显示柯尔莫哥洛夫的结果 0:02:24.414,0:02:27.804 与湍流的实际运动规律极其近似。 0:02:27.804,0:02:30.441 然而,物理学界至今也未能 0:02:30.441,0:02:33.304 完全地描述湍流。 0:02:33.304,0:02:37.515 湍流是在不同能级上是自相似的, 0:02:37.515,0:02:41.123 也就是说,大的涡流会把能量传给小的涡流, 0:02:41.123,0:02:43.941 后者只是前者的缩小版。 0:02:43.941,0:02:47.504 这样的例子包括:木星的大红斑、 0:02:47.504,0:02:51.408 云的形成以及星际尘埃。 0:02:51.408,0:02:54.909 2004年,通过哈勃太空望远镜 0:02:54.909,0:03:00.171 科学家观测到一颗遥远恒星周围的气体和尘埃云。 0:03:00.171,0:03:03.842 这让他们想到了梵高的《星夜》。 0:03:03.842,0:03:07.193 受到启发的墨西哥、西班牙和英国科学家们 0:03:07.193,0:03:11.387 决定详细地研究梵高画作中的亮度。 0:03:11.387,0:03:15.700 他们发现:梵高的许多画作中都隐藏着 0:03:15.700,0:03:20.801 显著的与柯氏方程相近的湍流结构的模式。 0:03:20.801,0:03:23.224 研究者们把画作数字化, 0:03:23.224,0:03:26.970 然后测量不同像素间的亮度差异。 0:03:26.970,0:03:29.689 从反应像素分离的曲线中 0:03:29.689,0:03:34.455 他们得出结论:梵高精神焦虑时期的画作中 0:03:34.455,0:03:37.945 表现出了与湍流极其相似的特性。 0:03:37.945,0:03:41.998 他病情较稳定时期的那副拿着烟斗的自画像 0:03:41.998,0:03:44.488 则并未出现类似现象。 0:03:44.488,0:03:49.595 其他艺术家那些第一眼看起来[br]像是有湍流的作品亦是如此, 0:03:49.595,0:03:51.648 比如蒙克的《尖叫》。 0:03:51.648,0:03:54.696 虽然我们不能就这样说 0:03:54.696,0:03:57.092 梵高具有描绘湍流的天赋。 0:03:57.092,0:04:02.026 但是有一个美丽的事实同样难以解释清楚: 0:04:02.026,0:04:04.477 在极度的痛苦中, 0:04:04.477,0:04:07.931 梵高不可思议地认识并表现出 0:04:07.931,0:04:10.360 一种在人类之前就已出现的 0:04:10.360,0:04:13.621 极其深奥的概念, 0:04:13.621,0:04:15.870 并用他独特的想象力 0:04:15.870,0:04:18.119 去感受流光动影的终极秘密。