人類大腦有一個驚人的特性
能認出事物運作的模式並描述它
其中讓我們最難了解的
是流體力學中紊流的概念
德國物理學家維爾納·海森堡曾說
「當我見到上帝時，我要問祂兩個問題：
相對論與紊流為什麼存在？
我相信祂可以回答前者」
用數理方法理解紊流相當困難
但是我們可以把它畫出來
1889年六月，梵谷畫了日出前
從聖雷米療養院窗戶望出去的景色
他將自己耳朵割除後
住在那個精神病院
在畫作《星空》裡，他用漩渦狀的筆觸
畫出充滿卷雲和渦狀星星的夜空
梵谷和後期印象派畫家
以另一種形式呈現光影
而前期畫家則是著重於刻畫動作
例如：陽光斑駁的水面
在湛藍夜空中
加上乳白色波浪線條
畫出搖曳的星光
這個效果是光的亮度
也就是油畫中色彩強度造成的
我們視覺皮質裡比較原生的部分
判斷光線對比和物體運動
而非辨識色彩
也就是將兩種不同顏色
但同樣亮度的區域混在一起
但視覺皮質中演化的分支
會區辨顏色對比而不會將他們混合
當兩種視覺處理方式同時發生時
印象派畫中的光線變得非常突出
這就是為什麼印象派的作品
傾向用大膽的筆觸來捕捉
細微的光影流動
六十年後俄羅斯數學家
安德雷·柯爾莫哥洛夫
開拓了數理上對紊流的理解
他提出在一個長度R的紊水流中
能量會與R的5/3次方成正比
實驗數據證實柯爾莫哥洛夫的模型
非常接近紊流的流動方式
雖然紊流完整的解釋
仍是物理學中一項待解的難題
有能量梯度的紊流型態都相類似
換句話說
大渦流傳遞能量給小渦流
這在其他規模也適用
舉例來說，木星上的紅斑
雲、星際塵埃都包含在內
2004年
科學家用哈伯天文望遠鏡
觀測到星星周圍
有漩渦狀的星塵和氣體
因此想起了梵谷的「星空」
促使墨西哥、西班牙
和英國的科學家
開始研究梵谷畫作裡的顏色亮度
他們發現梵谷畫中有紊流結構
類似柯爾莫哥洛夫的模型
研究者將這些畫作數位化
並測量兩點像素間的亮度
以及像素間的曲率
他們認為梵谷精神病期間的作品
精準畫出紊流的型態
而平穩期間叼著菸斗的自畫像
則不符合紊流的結構
其他畫家所作類似紊流的畫
如孟克的「吶喊」，也不符合
雖然我們可以說是梵谷的天賦
讓他描繪出紊流的結構
人們很難在承受痛苦時
精準表達如此困難的概念
梵谷竟然能夠理解並呈現
世界上最深奧複雜的概念
甚至早於人類出現的概念
他用獨特的慧眼
看透移動、水流和光影的奧秘