قبل عقدين من الزمن، وقف اثنان من علماء الفيزياء في متحف في مدريد يتأملان أعمال الرسام ما بعد الانطباعية فنسنت فان جوخ.
ظلت كلمة واحدة تظهر لوصف عمل الفنان وحياته: المضطربة.
اشترك في النشرة الإخبارية The Post Most للحصول على أهم القصص المثيرة للاهتمام من صحيفة واشنطن بوست.
التفت أحد الفيزيائيين إلى الآخر ليسأل: هل يمكن قياس الاضطراب في لوحات فان جوخ؟
ولد جدل جديد في الفيزياء.
الاضطراب يحيط بنا في كل مكان.
فهو موجود في الدوامات في الغلاف الجوي التي تجعل رحلة الطائرة وعرة، والدوامات التي تهز المحيط، والتموج الفوضوي لسحب الغاز التي تساعد على ولادة نجوم جديدة.
لكن وصف الاضطراب على المستوى الرياضي يعد من أصعب المسائل في العلوم.
يربط الاضطراب حركة السوائل على مستويات مختلفة من النظام، مما يغذي الطاقة من الدوامات كبيرة الحجم إلى الدوامات الأصغر، كما يقول بيت شعر كتبه عالم الرياضيات والفيزياء الإنجليزي لويس فراي ريتشاردسون عام 1922:
“الدوامات الكبيرة لها دوامات صغيرة تتغذى على سرعتها، والدوامات الصغيرة لها دوامات أقل وهكذا بالنسبة للزوجة.”
من الناحية الإحصائية، يبدو هذا مختلفًا بعض الشيء.
في عام 1941، قام أندريه ن. كولموجوروف، عالم الرياضيات السوفييتي، بتطوير نظرية إحصائية للاضطراب.
يصف “قانون التحجيم” لكولموجوروف كيفية توزيع الطاقة عبر مستويات مختلفة في التدفق المضطرب. ولقياسه في لوحة ثابتة، كان على الباحثين ابتكار طريقة لقياس تدفقه، وهي المشكلة التي أعاقتهم لمدة عام. وبعد الإعجاب بالاضطراب العاطفي في اللوحات الموجودة بالمتحف، بدأ الفيزيائي خوسيه لويس أراغون من الجامعة الوطنية المستقلة في المكسيك وزميله مانويل توريس في المجلس الوطني للبحوث الإسباني، في البحث عن الاضطراب الرياضي في عدد قليل من لوحات فان جوخ من خلال فحص الاختلافات في النصوع أو السطوع لوحدات البكسل المفصولة بمسافة معينة.
ووجدوا أن “ليلة النجوم” كانت مضطربة، وليس فقط بالمعايير الفنية.
وبعد عقد من الزمن، قام عالم الفيزياء الفلكية جيمس بيتي بتحليل الاختلافات في النصوع في رقعة في الجزء الأوسط من اللوحة. قام بتقسيم المربع إلى ثلاث قنوات ملونة للتحليل. ووجد أن دوامات فان جوخ ودواماته تتبع التقلبات الإحصائية الموجودة في نكهة مختلفة من الاضطراب التي تولد ليلة مليئة بالنجوم الحقيقية: الاضطراب الأسرع من الصوت.
بيتي هو عالم فيزياء فلكية في جامعة برينستون والمعهد الكندي للفيزياء الفلكية النظرية، ويستخدم أجهزة الكمبيوتر العملاقة لمحاكاة الاضطرابات الأسرع من الصوت، كما أنه مفتون بالمشهد البصري للاضطرابات في الطبيعة. وقد استبدل مؤخرًا السماء في لوحة فان جوخ بمحاكاة للاضطرابات الأسرع من الصوت.
ومع ذلك، فإن مسألة ما إذا كان فان جوخ يصور بدقة الاضطراب على المستوى الرياضي لم تتم تسويتها. وظهرت ورقة بحثية أخرى، تدحض الورقة الأصلية وتتهم أولئك الذين أشاروا إلى أن الاضطراب جزء لا يتجزأ من العمل على إدامة الأسطورة.
والآن، تحاول دراسة جديدة في مجلة فيزياء السوائل حل هذه المسألة.
قام الفيزيائي يونغ شيانغ هوانغ من جامعة شيامن بإسناد المشكلة إلى طالب الدراسات العليا يين شيانغ ما، الذي بدأ بتحويل اللوحة إلى التدرج الرمادي.
ثم أزالوا القرية والكنيسة والجبال، وكل شيء لا يتدفق.
ترك ذلك الدوامات الـ 14 في اللوحة الأيقونية.
بدأوا في تحليل كل دائرة يدويًا، وقياس عدة مئات من ضربات الفرشاة الفردية، وقياس السطوع بالإضافة إلى عرض وطول كل ضربة.
يشير بيتي إلى أنه في اللوحة الثابتة، من المستحيل دراسة سرعة أو طاقة سائل أو غاز كما يفعل العلماء عادة.
وقال: “نحن بدلاً من ذلك نفكر في الطلاء نفسه باعتباره أثراً للبنية الأساسية للاضطراب”.
وفي الدراسة الجديدة، وجد الباحثون اضطرابًا كلاسيكيًا في اللوحة، حيث اتبعت أحجام الدوامات والمسافة النسبية لها وشدتها القانون الفيزيائي الذي اكتشفه كولموغوروف عندما قاموا بتحليل جميع الدوامات التي تضيء سماء الليل، بما في ذلك القمر.
ووجدوا أيضًا ضمن تنوع ضربات الفرشاة نمطًا يُعرف باسم مقياس باتشيلور، والذي سمي على اسم عالم الرياضيات الأسترالي جورج باتشيلور. في عام 1959، حدد باتشيلور قانونًا عالميًا يصف كيفية انتقال “العدد السلبي” – الذي يمكن أن يكون عبارة عن قطعة من الكريمة المقلبة في القهوة، أو قصاصات الورق التي يتم رميها في الرياح المضطربة أو قناديل البحر في تيارات المحيط – عن طريق التدفق المضطرب.
الأمر غير المعتاد، وفقًا لهوانج، هو رؤية كلا النوعين من القياس في نفس الوقت.
وقال هوانغ: “لسنوات عديدة، حاول العلماء التحقق من صحة هذه النظرية من خلال التجارب المعملية والمحاكاة العددية عالية الدقة باستخدام أجهزة الكمبيوتر العملاقة”. “وبالتالي، فمن المفاجئ جدًا بالنسبة لنا أن نلاحظ هذين المقياسين في هذه التحفة الفنية لفان جوخ.”
لا ينسب هوانغ الفضل إلى فان جوخ في فهمه لرياضيات الاضطراب، بل لكونه مراقبًا دقيقًا للتدفقات المضطربة.
“بالنسبة لمنظري الاضطراب، فإننا نفخر بعالمية الاضطراب – فهو هنا، وهناك، وفي كل مكان. … ما أستخلصه من مثل هذه الدراسات هو أن فان جوخ استحوذ على بعض من هذه العالمية في لوحة “ليلة مرصعة بالنجوم” الجميلة. وقال بيتي في رسالة بالبريد الإلكتروني: “أعتقد أن الناس يعرفون ذلك”. “إنهم يعلمون أن شيئًا رائعًا قد تم تضمينه في هذه اللوحة ونحن منجذبون إليها – الفيزيائيون والأشخاص العاديون على حدٍ سواء. الدوامات والدوامات مألوفة بالنسبة لنا».
المحتوى ذو الصلة
الرفض والتأخير: الممارسات التي تغذي الغضب تجاه شركات التأمين الصحي الأمريكية