梵谷繪畫的完美亂流

Posted on 2011/08/03 in 知識通訊評論, 社會與文化, 科技報導 with 沒有迴響 9,964 views

梵谷 (Vincent van Gogh) 繪畫的完美亂流
知識通訊評論第41期

這位心智混亂的藝術家，似有直觀能感知流體流動的深奧形式。

《煙斗與繃帶之耳的自畫像》

梵谷 (Vincent van Gogh) 以其混亂畫作以及同樣躁動的心智狀態聞名。如今對他的作品進行數學分析，顯現出他許多畫作裡的激烈模式，與真正的亂流異常相似，就像那些在水中漩渦或噴射引擎排出的空氣所見。

墨西哥奎勒塔羅市國立自治大學物理學家亞拉岡 (Jose Luis Aragon) 及其同事，發現這位荷蘭藝術家的作品具有一種光與暗的模式，密切依循亂流的深奧數學結構。

研究員表示，繪於一八八九年的《星夜》 (Starry Night) ，一八九○年的《絲柏與星星之路》 (Road with Cypress and Star) ，以及梵谷三十七歲舉槍自盡之前，所繪的最後一批畫作之一《麥田群鴉》 (Wheatfield with Crows) ，所有這些畫作的漩渦天空，都含有亂流的獨特統計印記。

這些畫作都是在梵谷精神不穩定時創作出來的。這位藝術家已知有精神異常的經歷，在這期間他產生幻覺，輕微的痙攣與喪失意識，也許表示他有癲癇症。

亞拉岡表示，他們認為梵谷在漫長的精神亢奮期間，具有描畫亂流的特殊能力。

相反地，繪於一八八八年的《煙斗與繃帶之耳的自畫像》 (Self-portrait with Pipe and Bandaged Ear) 就沒有顯現這類亂流的跡象。梵谷在他著名的自殘之後服用溴化鉀藥物，說他繪畫此圖時處在「絕對冷靜」的狀態。

度量混亂

科學家為描述亂流努力了好幾個世紀，有些說法任認為思索這個難題比思索量子力學還要費神。此一難題仍然未解，不過現代亂流理論的基礎之一，是蘇聯科學家柯莫果洛夫 (Andrei Kolmogorov) 在一九四○年代奠定的。

在流動速度的波動，與它以摩擦發散能量的速率之間，柯莫果洛夫預測了一個特定的數學關係。他的研究成果導出在流體中任意兩點之間，找到特定速度差異機率的方程式。這些關係稱為「柯莫果洛夫尺度」。

亞拉岡及其同事觀察梵谷的畫作，看它們是否帶有柯莫果洛夫確認的亂流跡象。亞拉岡說，「亂流」是被用來形容梵谷作品的主要形容詞，他們則試著量化這點。

光暗相間

研究員取得畫作的數位影像，並計算相隔某一距離的兩個像素具有相同亮度的機率。他們表示，人眼對於亮度的改變比顏色的改變更為敏感，情景裡的大部分資訊包含在其亮度之內。

有幾樣梵谷的作品，在其亮度機率分佈裡顯露出柯莫果洛夫尺度。此模式在人類眼中會被看成不同大小的漩渦，包括繪畫風格所創造出來，大大小小的各種漩渦。

梵谷似乎是唯一一名能夠以這般的數學精確性描繪亂流的畫家。亞拉岡表示，他們檢視其他幾位畫家看似亂流的畫作，卻找不到柯莫果洛夫尺度的證據。

舉例來說，孟克 (Edvard Munch) 的《吶喊》 (The Scream) 看起來表面上滿滿都是類似梵谷的漩渦，而且也是由同樣亢奮的一個藝術家所繪，然而其亮度機率分配並不符合柯莫果洛夫的理論。