WEBVTT

00:00:07.040 --> 00:00:10.023
人類大腦有一個驚人的特性

00:00:10.023 --> 00:00:13.675
能認出事物運作的模式並描述它

00:00:13.675 --> 00:00:16.355
其中讓我們最難了解的

00:00:16.355 --> 00:00:20.789
是流體力學中紊流的概念

00:00:20.789 --> 00:00:23.296
德國物理學家維爾納·海森堡曾說

00:00:23.296 --> 00:00:27.381
「當我見到上帝時，我要問祂兩個問題：

00:00:27.381 --> 00:00:30.842
相對論與紊流為什麼存在？

00:00:30.842 --> 00:00:34.932
我相信祂可以回答前者」

00:00:34.932 --> 00:00:38.304
用數理方法理解紊流相當困難

00:00:38.304 --> 00:00:42.194
但是我們可以把它畫出來

00:00:42.194 --> 00:00:47.308
1889年六月，梵谷畫了日出前

00:00:47.331 --> 00:00:52.496
從聖雷米療養院窗戶望出去的景色



00:00:53.004 --> 00:00:57.232
他將自己耳朵割除後

00:00:57.232 --> 00:00:58.886
住在那個精神病院

00:00:59.046 --> 00:01:02.427
在畫作《星空》裡，他用漩渦狀的筆觸

00:01:02.427 --> 00:01:07.008
畫出充滿卷雲和渦狀星星的夜空

00:01:07.148 --> 00:01:11.822
梵谷和後期印象派畫家
以另一種形式呈現光影

00:01:11.832 --> 00:01:15.010
而前期畫家則是著重於刻畫動作

00:01:15.010 --> 00:01:17.720
例如：陽光斑駁的水面

00:01:17.720 --> 00:01:21.034
在湛藍夜空中
加上乳白色波浪線條

00:01:21.034 --> 00:01:24.245
畫出搖曳的星光

00:01:24.245 --> 00:01:27.414
這個效果是光的亮度

00:01:27.424 --> 00:01:30.772
也就是油畫中色彩強度造成的

00:01:30.772 --> 00:01:33.030
我們視覺皮質裡比較原生的部分

00:01:33.030 --> 00:01:37.699
判斷光線對比和物體運動
而非辨識色彩

00:01:37.699 --> 00:01:39.795
也就是將兩種不同顏色

00:01:39.795 --> 00:01:43.044
但同樣亮度的區域混在一起

00:01:43.044 --> 00:01:45.978
但視覺皮質中演化的分支

00:01:45.978 --> 00:01:48.879
會區辨顏色對比而不會將他們混合

00:01:48.899 --> 00:01:51.900
當兩種視覺處理方式同時發生時

00:01:51.900 --> 00:01:58.051
印象派畫中的光線變得非常突出

00:01:58.051 --> 00:02:00.663
這就是為什麼印象派的作品

00:02:00.663 --> 00:02:04.563
傾向用大膽的筆觸來捕捉

00:02:04.563 --> 00:02:07.676
細微的光影流動

00:02:07.676 --> 00:02:10.817
六十年後俄羅斯數學家
安德雷·柯爾莫哥洛夫

00:02:10.817 --> 00:02:14.527
開拓了數理上對紊流的理解

00:02:14.547 --> 00:02:18.281
他提出在一個長度R的紊水流中

00:02:18.281 --> 00:02:22.014
能量會與R的5/3次方成正比

00:02:22.014 --> 00:02:24.924
實驗數據證實柯爾莫哥洛夫的模型

00:02:24.924 --> 00:02:27.561
非常接近紊流的流動方式

00:02:27.561 --> 00:02:29.824
雖然紊流完整的解釋

00:02:29.824 --> 00:02:33.125
仍是物理學中一項待解的難題

00:02:33.125 --> 00:02:36.733
有能量梯度的紊流型態都相類似

00:02:36.733 --> 00:02:41.051
換句話說
大渦流傳遞能量給小渦流

00:02:41.051 --> 00:02:43.634
這在其他規模也適用

00:02:43.634 --> 00:02:47.538
舉例來說，木星上的紅斑

00:02:47.538 --> 00:02:51.039
雲、星際塵埃都包含在內

00:02:51.039 --> 00:02:55.511
2004年
科學家用哈伯天文望遠鏡

00:02:55.511 --> 00:03:00.302
觀測到星星周圍
有漩渦狀的星塵和氣體

00:03:00.302 --> 00:03:03.653
因此想起了梵谷的「星空」

00:03:03.653 --> 00:03:07.357
促使墨西哥、西班牙
和英國的科學家

00:03:07.357 --> 00:03:11.240
開始研究梵谷畫作裡的顏色亮度

00:03:11.240 --> 00:03:16.031
他們發現梵谷畫中有紊流結構

00:03:16.031 --> 00:03:20.144
類似柯爾莫哥洛夫的模型

00:03:21.034 --> 00:03:23.410
研究者將這些畫作數位化

00:03:23.410 --> 00:03:27.069
並測量兩點像素間的亮度

00:03:27.069 --> 00:03:30.195
以及像素間的曲率

00:03:30.195 --> 00:03:34.555
他們認為梵谷精神病期間的作品

00:03:34.555 --> 00:03:37.878
精準畫出紊流的型態

00:03:37.878 --> 00:03:40.968
而平穩期間叼著菸斗的自畫像

00:03:40.968 --> 00:03:44.875
則不符合紊流的結構

00:03:44.875 --> 00:03:49.578
其他畫家所作類似紊流的畫

00:03:49.628 --> 00:03:51.156
如孟克的「吶喊」，也不符合

00:03:51.156 --> 00:03:54.342
雖然我們可以說是梵谷的天賦

00:03:54.342 --> 00:03:57.036
讓他描繪出紊流的結構

00:03:57.036 --> 00:04:02.027
人們很難在承受痛苦時

00:04:02.027 --> 00:04:04.581
精準表達如此困難的概念

00:04:04.581 --> 00:04:07.920
梵谷竟然能夠理解並呈現

00:04:07.920 --> 00:04:11.181
世界上最深奧複雜的概念

00:04:11.181 --> 00:04:13.660
甚至早於人類出現的概念

00:04:13.660 --> 00:04:16.318
他用獨特的慧眼

00:04:16.318 --> 00:04:20.318
看透移動、水流和光影的奧秘