Μια φτέρη επαναλαμβάνει το μοτίβο της σε διάφορες κλίμακες. Μιχαήλ , CC BY-NC

Οι άνθρωποι είναι οπτικά πλάσματα. Τα αντικείμενα που ονομάζουμε «όμορφα» ή «αισθητικά» είναι ένα κρίσιμο μέρος της ανθρωπιάς μας. Ακόμη και τα παλαιότερα γνωστά παραδείγματα Η τέχνη του βράχου και των σπηλαίων εξυπηρετείται αισθητικά παρά χρηστικούς ρόλους. Αν και η αισθητική θεωρείται συχνά ως μια ακαθόριστη ασαφή ποιότητα, ερευνητικές ομάδες σαν τη δική μου χρησιμοποιούν εξελιγμένες τεχνικές για να το ποσοτικοποιήσουν – και τον αντίκτυπό του στον παρατηρητή.

Διαπιστώνουμε ότι οι αισθητικές εικόνες μπορούν να προκαλέσουν εκπληκτικές αλλαγές στο σώμα, συμπεριλαμβανομένων ριζικές μειώσεις στα επίπεδα στρες του παρατηρητή. Το εργασιακό άγχος από μόνο του εκτιμάται ότι θα κοστίσει στις αμερικανικές επιχειρήσεις πολλά δισεκατομμύρια δολάρια ετησίως, επομένως η μελέτη της αισθητικής έχει τεράστιο δυνητικό όφελος για την κοινωνία.

Οι ερευνητές ξεμπερδεύουν ακριβώς τι κάνει συγκεκριμένα έργα τέχνης ή φυσικές σκηνές οπτικά ελκυστικές και ανακουφιστικές από το άγχος – και ένας κρίσιμος παράγοντας είναι η παρουσία των επαναλαμβανόμενων μοτίβων που ονομάζονται φράκταλ.

Ευχάριστα μοτίβα, στην τέχνη και στη φύση

Όσον αφορά την αισθητική, ποιος καλύτερα να σπουδάσει από διάσημους καλλιτέχνες; Είναι, άλλωστε, οι οπτικοί ειδικοί. Η ερευνητική μου ομάδα υιοθέτησε αυτήν την προσέγγιση Τζάκσον Πόλοκ, ο οποίος έφτασε στην κορυφή της μοντέρνας τέχνης στα τέλη της δεκαετίας του 1940 χύνοντας μπογιά απευθείας από ένα κουτί σε οριζόντιους καμβάδες που ήταν τοποθετημένοι στο πάτωμα του στούντιο του. Αν και μαίνονταν μάχες μεταξύ των μελετητών του Pollock σχετικά με το νόημα των πιτσιλισμένων σχεδίων του, πολλοί συμφώνησαν ότι είχαν μια οργανική, φυσική αίσθηση.

Η επιστημονική μου περιέργεια κινήθηκε όταν το έμαθα πολλά από τα αντικείμενα της φύσης είναι φράκταλ, με μοτίβα που επαναλαμβάνονται σε όλο και πιο λεπτές μεγεθύνσεις. Για παράδειγμα, σκεφτείτε ένα δέντρο. Πρώτα βλέπετε τα μεγάλα κλαδιά να φυτρώνουν έξω από τον κορμό. Στη συνέχεια, βλέπετε μικρότερες εκδόσεις να αναπτύσσονται από κάθε μεγάλο κλάδο. Καθώς συνεχίζετε να κάνετε μεγέθυνση, εμφανίζονται όλο και πιο λεπτά κλαδιά, μέχρι τα μικρότερα κλαδιά. Άλλα παραδείγματα φράκταλ της φύσης περιλαμβάνουν σύννεφα, ποτάμια, ακτές και βουνά.

Το 1999, η ομάδα μου χρησιμοποίησε τεχνικές ανάλυσης προτύπων υπολογιστή για να το δείξει αυτό Οι πίνακες του Πόλοκ είναι το ίδιο φράκταλ ως μοτίβα που συναντάμε στο φυσικό τοπίο. Από τότε, περισσότερα από 10 διαφορετικές ομάδες έχουν εκτελέσει διάφορες μορφές φράκταλ ανάλυσης στους πίνακές του. Η ικανότητα του Pollock να εκφράζει τη φράκταλ αισθητική της φύσης εξηγεί τη διαρκή δημοτικότητα του έργου του.

Η επίδραση της αισθητικής της φύσης είναι εκπληκτικά ισχυρή. Στη δεκαετία του 1980, οι αρχιτέκτονες διαπίστωσαν ότι οι ασθενείς ανέρρωσαν πιο γρήγορα από τη χειρουργική επέμβαση όταν τους χορηγήθηκε δωμάτια νοσοκομείων με παράθυρα που βλέπουν στη φύση. Άλλες μελέτες έκτοτε έχουν δείξει ότι και μόνο η ματιά σε φωτογραφίες φυσικών σκηνών μπορεί να αλλάξει τον τρόπο με τον οποίο το αυτόνομο νευρικό σύστημα ενός ατόμου ανταποκρίνεται στο στρες.

Είναι τα φράκταλ το μυστικό για μερικές χαλαρωτικές φυσικές σκηνές; Ronan, CC BY-NC-ND

Για μένα, αυτό εγείρει την ίδια ερώτηση που είχα κάνει στον Pollock: Είναι υπεύθυνα τα φράκταλ; Σε συνεργασία με ψυχολόγους και νευροεπιστήμονες, μετρήσαμε τις απαντήσεις των ανθρώπων στα φράκταλ βρέθηκε στη φύση (χρησιμοποιώντας φωτογραφίες φυσικών σκηνών), την τέχνη (πίνακες του Pollock) και τα μαθηματικά (εικόνες που δημιουργούνται από υπολογιστή) και ανακάλυψαν ένα παγκόσμιο εφέ που ονομάσαμε "φράκταλ ευφράδεια. "

Μέσω της έκθεσης στο φράκταλ τοπίο της φύσης, τα οπτικά συστήματα των ανθρώπων έχουν προσαρμοστεί ώστε να επεξεργάζονται αποτελεσματικά τα φράκταλ με ευκολία. Διαπιστώσαμε ότι αυτή η προσαρμογή συμβαίνει σε πολλά στάδια του οπτικού συστήματος, από τον τρόπο που κινούνται τα μάτια μας μέχρι τις περιοχές του εγκεφάλου που ενεργοποιούνται. Αυτή η ευχέρεια μας βάζει σε μια ζώνη άνεσης και έτσι απολαμβάνουμε να βλέπουμε φράκταλ. Κρίσιμα, χρησιμοποιήσαμε ΗΕΓ για την καταγραφή της ηλεκτρικής δραστηριότητας του εγκεφάλου και τεχνικές αγωγιμότητας του δέρματος για να δείξει ότι αυτή η αισθητική εμπειρία συνοδεύεται από μείωση του στρες κατά 60 τοις εκατό – ένα εκπληκτικά μεγάλο αποτέλεσμα για μια μη φαρμακευτική θεραπεία. Αυτή η φυσιολογική αλλαγή μάλιστα επιταχύνεται ποσοστά μετεγχειρητικής αποκατάστασης.

Οι καλλιτέχνες αντιλαμβάνονται την ελκυστικότητα των φράκταλ

Επομένως, δεν είναι περίεργο να μαθαίνουμε ότι, ως εικαστικοί ειδικοί, οι καλλιτέχνες έχουν ενσωματώσει μοτίβα φράκταλ στα έργα τους ανά τους αιώνες και σε πολλούς πολιτισμούς. Τα φράκταλ μπορούν να βρεθούν, για παράδειγμα, σε έργα των Ρωμαίων, των Αιγυπτίων, των Αζτέκων, των Ίνκας και των Μάγια. Τα αγαπημένα μου παραδείγματα φράκταλ τέχνης από πιο πρόσφατες εποχές περιλαμβάνουν Η αναταραχή του ντα Βίντσι (1500) Το Μεγάλο Κύμα του Χοκουσάι (1830) MC Escher's Circle Series (δεκαετία του 1950) και, φυσικά, Οι χυμένοι πίνακες του Πόλοκ.

Αν και επικρατεί στην τέχνη, η φράκταλ επανάληψη μοτίβων αντιπροσωπεύει μια καλλιτεχνική πρόκληση. Για παράδειγμα, πολλοί άνθρωποι προσπάθησαν να παραποιήσουν τα φράκταλ του Pollock και απέτυχαν. Πράγματι, η φράκταλ ανάλυσή μας έχει βοήθησε στον εντοπισμό ψεύτικων Pollocks σε περιπτώσεις υψηλού προφίλ. Πρόσφατες μελέτες από άλλους δείχνουν ότι η φράκταλ ανάλυση μπορεί βοηθούν στη διάκριση των αληθινών από τα ψεύτικα Pollocks με ποσοστό επιτυχίας 93 τοις εκατό.

Το πώς οι καλλιτέχνες δημιουργούν τα φράκταλ τους τροφοδοτεί τη συζήτηση φύσης εναντίον τροφής στην τέχνη: Σε ποιο βαθμό η αισθητική καθορίζεται από τους αυτόματους ασυνείδητους μηχανισμούς εγγενείς στη βιολογία του καλλιτέχνη, σε αντίθεση με τις πνευματικές και πολιτιστικές ανησυχίες του; Στην περίπτωση του Pollock, η φράκταλ αισθητική του προέκυψε από ένα συναρπαστικό μείγμα και των δύο. Τα φράκταλ μοτίβα του προήλθαν από τις κινήσεις του σώματός του (συγκεκριμένα ένα αυτόματη διαδικασία που σχετίζεται με την ισορροπία γνωστό ότι είναι φράκταλ). Αλλά πέρασε 10 χρόνια για να βελτιώσει συνειδητά την τεχνική του έκχυσης για να αυξήσει την οπτική πολυπλοκότητα αυτών των μοτίβων φράκταλ.

Φράκταλ πολυπλοκότητα

Το κίνητρο του Pollock να αυξάνει συνεχώς την πολυπλοκότητα των φράκταλ μοτίβών του έγινε εμφανές πρόσφατα όταν μελέτησα το ιδιότητες φράκταλ των κηλίδων μελανιού Rorschach. Αυτές οι αφηρημένες κηλίδες είναι διάσημες επειδή οι άνθρωποι βλέπουν φανταστικές μορφές (φιγούρες και ζώα) σε αυτές. Εξήγησα αυτή τη διαδικασία με βάση το φαινόμενο της φράκταλ ευχέρειας, το οποίο ενισχύει τις διαδικασίες αναγνώρισης προτύπων των ανθρώπων. Οι κηλίδες μελάνης χαμηλής πολυπλοκότητας φράκταλ έκαναν αυτή τη διαδικασία χαρούμενη, ξεγελώντας τους παρατηρητές να δουν εικόνες που δεν υπάρχουν.

Ο Πόλοκ αντιπαθούσε την ιδέα ότι οι θεατές των έργων του αποσπώνταν την προσοχή από τέτοιες φανταστικές φιγούρες, τις οποίες ονόμασε «έξτρα φορτίο». Αύξησε διαισθητικά την πολυπλοκότητα των έργων του για να αποτρέψει αυτό το φαινόμενο.

Ο αφηρημένος εξπρεσιονιστής συνάδελφος του Pollock, Βίλεμ Ντε Κούνινγκ, επίσης ζωγραφισμένα φράκταλ. Όταν διαγνώστηκε με άνοια, ορισμένοι μελετητές της τέχνης ζήτησαν τη συνταξιοδότησή του, εν μέσω ανησυχιών ότι θα μείωνε την ανατροφή του έργου του. Ωστόσο, παρόλο που προέβλεπαν επιδείνωση στους πίνακές του, η δική του μεταγενέστερα έργα μετέφερε μια γαλήνη λείπει από τα προηγούμενα κομμάτια του. Πρόσφατα, φάνηκε η φράκταλ πολυπλοκότητα των έργων του πέφτει σταθερά καθώς γλίστρησε σε άνοια. Η μελέτη επικεντρώθηκε σε επτά καλλιτέχνες με διαφορετικές νευρολογικές παθήσεις και τόνισε τη δυνατότητα χρήσης έργων τέχνης ως νέου εργαλείου για τη μελέτη αυτών των ασθενειών. Για μένα, το πιο εμπνευσμένο μήνυμα είναι ότι, όταν καταπολεμούν αυτές τις ασθένειες, οι καλλιτέχνες μπορούν ακόμα να δημιουργούν όμορφα έργα τέχνης.

Η κύρια έρευνά μου επικεντρώνεται σε ανάπτυξη εμφυτευμάτων αμφιβληστροειδούς για την αποκατάσταση της όρασης σε θύματα παθήσεων του αμφιβληστροειδούς. Με την πρώτη ματιά, αυτός ο στόχος φαίνεται πολύ μακριά από την τέχνη του Pollock. Ωστόσο, ήταν η δουλειά του που μου έδωσε την πρώτη ένδειξη για την ευχέρεια φράκταλ και τον ρόλο που μπορούν να παίξουν τα φράκταλ της φύσης στο να κρατούν υπό έλεγχο τα επίπεδα άγχους των ανθρώπων. Προς την Βεβαιωθείτε ότι τα εμφυτεύματα μου με βιολογική έμπνευση προκαλούν την ίδια μείωση του στρες όταν κοιτάζουν τα φράκταλ της φύσης όπως κάνουν τα κανονικά μάτια, μιμούνται στενά το σχέδιο του αμφιβληστροειδούς.

Όταν ξεκίνησα την έρευνά μου στο Pollock, ποτέ δεν φανταζόμουν ότι θα ενημερωνόταν για σχέδια τεχνητών ματιών. Αυτή, όμως, είναι η δύναμη των διεπιστημονικών προσπαθειών – η σκέψη «εκτός από το κουτί» οδηγεί σε απροσδόκητες αλλά δυνητικά επαναστατικές ιδέες.

Σχετικά με το Συγγραφέας

Richard Taylor, Διευθυντής του Ινστιτούτου Επιστήμης Υλικών και Καθηγητής Φυσικής, Πανεπιστήμιο του Όρεγκον

Αυτό το άρθρο δημοσιεύθηκε αρχικά στις Η Συνομιλία. Διαβάστε το αρχικό άρθρο.

Σχετικά βιβλία

at InnerSelf Market και Amazon