< Return to Video

Неожиданная математика на картине Ван Гога «Звёздная ночь» — Наталья Сент-Клер

  • 0:07 - 0:10
    Одним из наиболее
    удивительных свойств головного мозга
  • 0:10 - 0:14
    является способность узнавать модели
    и описывать их.
  • 0:14 - 0:16
    Одной из сложнейших моделей,
    которую мы пытались понять,
  • 0:16 - 0:21
    является понятие «турбулентный поток
    в динамике жидкостей».
  • 0:21 - 0:23
    Немецкий физик Вернер Гейзенберг сказал:
  • 0:23 - 0:27
    «Когда я предстану пред Богом,
    то задам ему два вопроса:
  • 0:27 - 0:31
    зачем понадобилось создавать
    относительность и зачем — турбулентность?
  • 0:31 - 0:35
    И я искренне полагаю, что у Него
    будет ответ только на первый вопрос».
  • 0:35 - 0:38
    И пусть понять турбулентность
    математически нелегко,
  • 0:38 - 0:42
    мы можем описать её
    при помощи изобразительного искусства.
  • 0:42 - 0:47
    В июне 1889 г. Винсент Ван Гог
    изобразил пейзаж перед закатом,
  • 0:47 - 0:52
    который он видел из окна палаты
    лечебницы Сен-Поль-де-Мусоль
  • 0:52 - 0:54
    в городе Сен-Реми-де-Прованс,
  • 0:54 - 0:57
    куда он поступил на лечение
    после того, как отрезал мочку уха
  • 0:57 - 0:59
    во время припадка.
  • 0:59 - 1:02
    В картине «Звёздная ночь»
    благодаря завитым мазкам
  • 1:02 - 1:08
    создаётся эффект ночного неба
    с клубами облаков и вихрями звёзд.
  • 1:08 - 1:12
    Ван Гог и другие импрессионисты
    изображали свет по-разному
  • 1:12 - 1:15
    в отличие от своих предшественников,
    пытаясь поймать его движение,
  • 1:15 - 1:18
    например, блики солнца
    на неровной поверхности воды
  • 1:18 - 1:22
    или как здесь — звёздный свет,
    который искрится и растекается
  • 1:22 - 1:25
    по молочным волнам синего ночного неба.
  • 1:25 - 1:27
    Данный эффект достигается за счёт яркости,
  • 1:27 - 1:31
    интенсивности света
    в используемых на холсте цветах.
  • 1:31 - 1:34
    Первичная часть зрительной
    коры головного мозга,
  • 1:34 - 1:38
    отвечающая за контрастность
    света и движение, но не за цвет,
  • 1:38 - 1:41
    смешивает две различно окрашенные
    области воедино,
  • 1:41 - 1:43
    если они имеют одинаковую яркость.
  • 1:43 - 1:45
    Но наш мозг, доставшийся от приматов,
  • 1:45 - 1:49
    видит контрастирующие цвета без смешения.
  • 1:49 - 1:51
    А поскольку оба процесса
    происходят одновременно,
  • 1:51 - 1:55
    кажется, что свет во многих работах
    импрессионистов как бы пульсирует,
  • 1:55 - 1:58
    сверкает и исходит изнутри картины.
  • 1:58 - 2:01
    Таким образом в этой
    и других работах импрессионистов
  • 2:01 - 2:05
    использованы чёткие мазки,
    позволяющие уловить
  • 2:05 - 2:08
    нечто очень натуральное
    в движении света.
  • 2:08 - 2:11
    Спустя 60 лет советский математик
    Андрей Николаевич Колмогоров
  • 2:11 - 2:14
    развил математическое
    понимание турбулентности,
  • 2:14 - 2:18
    предположив, что энергия
    турбулентного потока жидкости
  • 2:18 - 2:22
    при длине R
    колеблется в пропорции 5/3 силы R.
  • 2:22 - 2:24
    Экспериментальным путём
    выяснилось,
  • 2:24 - 2:28
    что Колмогоров близко подошёл
    к пониманию работы турбулентных потоков,
  • 2:28 - 2:30
    однако полное описание
    турбулентности ещё остаётся
  • 2:30 - 2:33
    одним из нерешённых вопросов физики.
  • 2:33 - 2:38
    Турбулентный поток самоподобен,
    если возникает каскад энергии.
  • 2:38 - 2:41
    Другими словами, большие вихри
    передают энергию малым вихрям,
  • 2:41 - 2:44
    которые соответственно передают её дальше.
  • 2:44 - 2:48
    Примерами служат
    Большое красное пятно Юпитера,
  • 2:48 - 2:51
    формирование облаков и
    межзвёздные пылевые частицы.
  • 2:51 - 2:55
    В 2004 г. в космический телескоп «Хаббл»
  • 2:55 - 3:00
    учёные, наблюдая за вихрями облака
    пыли и газа вокруг удалённой звезды,
  • 3:00 - 3:04
    вспомнили о картине
    Ван Гога «Звёздная ночь».
  • 3:04 - 3:07
    Это подвигло учёных из Мексики,
    Испании и Англии
  • 3:07 - 3:11
    на детальное изучение света
    на картинах Ван Гога.
  • 3:11 - 3:16
    Они обнаружили ярко выраженную модель
    жидких турбулентных структур,
  • 3:16 - 3:21
    напоминающих уравнение Колмогорова,
    скрытое во многих работах Ван Гога.
  • 3:21 - 3:23
    Учёные оцифровали картины
  • 3:23 - 3:27
    и измерили колебания яркости
    между двумя пикселями.
  • 3:27 - 3:30
    Путём измерения кривых на стыках пикселей
  • 3:30 - 3:34
    они обнаружили, что картины, написанные
    в период обострения расстройства Ван Гога,
  • 3:34 - 3:38
    очень похожи на
    жидкие турбулентные потоки.
  • 3:38 - 3:42
    Его «Автопортрет с трубкой»,
    относящийся к периоду душевного покоя,
  • 3:42 - 3:44
    не имеет сходных признаков
    с упомянутыми картинами.
  • 3:44 - 3:50
    А также с картинами других художников,
    в которых чётко видно беспокойство,
  • 3:50 - 3:52
    например, в картине Эдварда Мунка «Крик».
  • 3:52 - 3:55
    И пусть слишком легко предположить,
    что гениальному Ван Гогу
  • 3:55 - 3:57
    оказалось под силу
    изобразить турбулентность,
  • 3:57 - 4:02
    однако сложно облечь в слова
    тот поразительный факт,
  • 4:02 - 4:04
    что в период сильных страданий
  • 4:04 - 4:08
    Ван Гог как-то смог осознать и выразить
  • 4:08 - 4:10
    одно из в высшей степени
    сложнейших понятий,
  • 4:10 - 4:14
    которые природа представила человечеству,
  • 4:14 - 4:16
    соединив в своём уникальном воображении
  • 4:16 - 4:28
    величайшие загадки движения,
    течения и света.
Title:
Неожиданная математика на картине Ван Гога «Звёздная ночь» — Наталья Сент-Клер
Speaker:
Наталья Сент-Клер
Description:

Урок полностью: http://ed.ted.com/lessons/the-unexpected-math-behind-van-gogh-s-starry-night-natalya-st-clair

Физик Вернер Хайзенберг сказал: «Когда я предстану перед Богом, я задам ему два вопроса: зачем было создавать относительность и зачем – турбулентность? И я искренне полагаю, у Него будет ответ только на первый вопрос». Как бы ни сложно было понять турбулентность математически, мы можем изобразить её при помощи искусства. Наталья Сент-Клер покажет, как Ван Гог в своих работах смог поймать глубину природы движения, течения и света.

Урок — Наталья Сент-Клер, мультипликация — Ави Офер.

more » « less
Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TED-Ed
Duration:
04:39

Russian subtitles

Revisions Compare revisions