Οι άνθρωποι είναι οπτικά πλάσματα. Τα αντικείμενα που ονομάζουμε "όμορφα" ή "αισθητικά" είναι ένα κρίσιμο κομμάτι της ανθρωπότητας μας. Ακόμα και τα παλαιότερα γνωστά παραδείγματα τέχνης βράχου και σπηλαίου εξυπηρετούσαν τους αισθητικούς και όχι τους χρηστικούς ρόλους. Παρόλο που η αισθητική θεωρείται συχνά ως μια ασαφής ασαφής ποιότητα, ερευνητικές ομάδες όπως η δική μου χρησιμοποιούν πολύπλοκες τεχνικές για να τις ποσοτικοποιήσουν - και τον αντίκτυπό της στον παρατηρητή.
Βρίσκουμε ότι οι αισθητικές εικόνες μπορούν να προκαλέσουν κλιμακωτές αλλαγές στο σώμα, συμπεριλαμβανομένων των ριζικών μειώσεων των επιπέδων στρες του παρατηρητή. Το μόνο άγχος της εργασίας εκτιμάται ότι θα κοστίσει τις αμερικανικές επιχειρήσεις πολλά δισεκατομμύρια δολάρια ετησίως, οπότε η μελέτη της αισθητικής έχει ένα τεράστιο δυνητικό όφελος για την κοινωνία.
Οι ερευνητές ξεδιπλώνουν ακριβώς αυτό που κάνει ιδιαίτερα έργα τέχνης ή φυσικές σκηνές οπτικά ελκυστικές και ανακουφίζοντας από το στρες - και ένας κρίσιμος παράγοντας είναι η παρουσία των επαναλαμβανόμενων μοτίβων που ονομάζονται fractals.
Είναι τα fractals το κλειδί για το γιατί το έργο του Pollock αιχμαλωτίζει; (AP Photo / LM Otero) Ευχάριστα σχέδια, στην τέχνη και στη φύση
Όταν πρόκειται για την αισθητική, ποιος καλύτερα να σπουδάσει από διάσημους καλλιτέχνες; Είναι, τελικά, οι οπτικοί εμπειρογνώμονες. Η ερευνητική μου ομάδα υιοθέτησε αυτήν την προσέγγιση με τον Τζάκσον Πόλοκ, ο οποίος ανέβηκε στην κορυφή της σύγχρονης τέχνης στα τέλη της δεκαετίας του 1940, ρίχνοντας χρώμα απευθείας από ένα δοχείο πάνω σε οριζόντιες καμβάδες τοποθετημένες στο πάτωμα του στούντιο. Αν και οι μάχες έπληξαν τους μελετητές του Pollock σχετικά με το νόημα των σπινθηροβολισμένων προτύπων του, πολλοί συμφώνησαν ότι είχαν μια οργανική, φυσική αίσθηση σε αυτούς.
Η επιστημονική μου περιέργεια αναδεύτηκε όταν έμαθα ότι πολλά από τα αντικείμενα της φύσης είναι φράκταλ, που παρουσιάζουν μοτίβα που επαναλαμβάνουν τις ολοένα και πιο εκλεπτυσμένες μεγεθύνσεις. Για παράδειγμα, σκεφτείτε ένα δέντρο. Αρχικά βλέπετε τα μεγάλα κλαδιά να μεγαλώνουν έξω από τον κορμό. Στη συνέχεια βλέπετε μικρότερες εκδόσεις να εξελίσσονται από κάθε μεγάλο κατάστημα. Καθώς συνεχίζετε να κάνετε μεγέθυνση, εμφανίζονται λεπτότερα και λεπτότερα κλαδιά, μέχρι τα μικρότερα κλαδιά. Άλλα παραδείγματα fractals της φύσης περιλαμβάνουν τα σύννεφα, τα ποτάμια, τις ακτές και τα βουνά.
Το 1999, η ομάδα μου χρησιμοποίησε τεχνικές ανάλυσης προτύπων ηλεκτρονικών υπολογιστών για να δείξει ότι οι πίνακες του Pollock είναι φράκταλ όπως τα σχέδια που βρίσκονται στο φυσικό τοπίο. Έκτοτε, περισσότερες από 10 διαφορετικές ομάδες έχουν εκτελέσει διάφορες μορφές fractal ανάλυση στα έργα ζωγραφικής του. Η ικανότητα του Pollock να εκφράζει τη φράκταλ αισθητική της φύσης βοηθά στην εξήγηση της διαρκούς δημοτικότητας του έργου του.
Ο αντίκτυπος της αισθητικής της φύσης είναι εκπληκτικά ισχυρός. Στη δεκαετία του 1980, οι αρχιτέκτονες διαπίστωσαν ότι οι ασθενείς ανέκαμψαν πιο γρήγορα από τη χειρουργική επέμβαση όταν τους δόθηκαν νοσοκομειακά δωμάτια με παράθυρα που κοιτάζουν προς τα έξω στη φύση Άλλες μελέτες έκτοτε απέδειξαν ότι η απλή εξέταση των εικόνων των φυσικών σκηνών μπορεί να αλλάξει τον τρόπο που το αυτόνομο νευρικό σύστημα ενός ατόμου ανταποκρίνεται στο άγχος.
Είναι τα fractals το μυστικό σε κάποιες καταπραϋντικές φυσικές σκηνές; (Ronan, CC BY-NC-ND) Για μένα, αυτό εγείρει την ίδια ερώτηση που είχα ζητήσει από τον Pollock: Είναι τα φράγματα υπεύθυνα; Συνεργαζόμενοι με ψυχολόγους και νευροεπιστήμονες, μετρήσαμε τις απαντήσεις των ανθρώπων σε fractals που βρέθηκαν στη φύση (χρησιμοποιώντας φωτογραφίες από φυσικές σκηνές), την τέχνη (πίνακες Pollock) και τα μαθηματικά (εικόνες που δημιουργήθηκαν από υπολογιστή) και ανακάλυψαν μια παγκόσμια επίδραση που χαρακτηρίσαμε "φράκταλ ευχέρεια".
Μέσω της έκθεσης στο φράκταλ τοπίο της φύσης, τα οπτικά συστήματα των ανθρώπων έχουν προσαρμοστεί ώστε να επεξεργάζονται αποτελεσματικά fractals με ευκολία. Διαπιστώσαμε ότι αυτή η προσαρμογή συμβαίνει σε πολλά στάδια του οπτικού συστήματος, από τον τρόπο με τον οποίο μετακινούνται τα μάτια μας σε ποιες περιοχές του εγκεφάλου ενεργοποιούνται. Αυτή η ευχέρεια μας φέρνει σε μια ζώνη άνεσης και έτσι απολαμβάνουμε να κοιτάζουμε fractals. Βασικά, χρησιμοποιήσαμε το EEG για να καταγράψουμε τις ηλεκτρικές δραστηριότητες του εγκεφάλου και τις τεχνικές αγωγιμότητας του δέρματος για να δείξουμε ότι αυτή η αισθητική εμπειρία συνοδεύεται από μείωση του στρες κατά 60% - μια εκπληκτικά μεγάλη επίδραση για μια μη ιατρική θεραπεία. Αυτή η φυσιολογική αλλαγή επιταχύνει ακόμα και τα ποσοστά μετά την εγχείρηση.
Καλλιτέχνες ενθουσιάζουν την έκκληση των fractals
Επομένως, δεν προκαλεί έκπληξη το γεγονός ότι, ως οπτικοί εμπειρογνώμονες, οι καλλιτέχνες έχουν ενσωματώσει fractal μοτίβα στα έργα τους μέσα στους αιώνες και σε πολλούς πολιτισμούς. Τα fractals μπορούν να βρεθούν, για παράδειγμα, στα ρωμαϊκά, αιγυπτιακά, Aztec, Incan και Mayan έργα. Τα αγαπημένα μου παραδείγματα fractal τέχνης από πιο πρόσφατες εποχές περιλαμβάνουν το Turbulence του da Vinci (1500), το Μεγάλο Κύμα του Hokusai (1830), η σειρά Circle MC Escher (1950) και φυσικά οι Pollock's castings.
Αν και διαδεδομένη στην τέχνη, η φράκταλ επανάληψη των σχεδίων αντιπροσωπεύει μια καλλιτεχνική πρόκληση. Για παράδειγμα, πολλοί άνθρωποι επιχείρησαν να ψεύσουν fractals του Pollock και απέτυχαν. Πράγματι, η ανάλυση των φρασεών μας βοήθησε να εντοπιστούν ψεύτικα Pollocks σε περιπτώσεις υψηλού προφίλ. Πρόσφατες μελέτες από άλλους δείχνουν ότι η ανάλυση φράκταλ μπορεί να βοηθήσει να διακρίνει κανείς την πραγματική από τα ψεύτικα Pollocks με ποσοστό επιτυχίας 93%.
Πώς οι καλλιτέχνες δημιουργούν τα φράκταλτά τους συνειδητοποιούν τη συζήτηση φύσης-εναντίον-καλλιέργειας στην τέχνη: Σε ποιο βαθμό η αισθητική καθορίζεται από αυτόματους ασυνείδητους μηχανισμούς εγγενείς στη βιολογία του καλλιτέχνη, σε αντίθεση με τις πνευματικές και πολιτιστικές τους ανησυχίες; Στην περίπτωση του Pollock, η φράκταλ αισθητική του προέκυψε από ένα συναρπαστικό μίγμα και των δύο. Τα fractal μοτίβα του προέρχονταν από τις κινήσεις του σώματός του (συγκεκριμένα μια αυτόματη διαδικασία που σχετίζεται με την ισορροπία που είναι γνωστή ως φράκταλ). Αλλά πέρασε 10 χρόνια συνειδητά εξευγενίζοντας την τεχνική χύνοντας για να αυξήσει την οπτική πολυπλοκότητα αυτών των μοτίβων φράκταλ.
Η δοκιμή inkblot Rorschach βασίζεται σε αυτό που διαβάζετε στην εικόνα. (Hermann Rorschach) Fractal πολυπλοκότητα
Το κίνητρο του Pollock για τη συνεχή αύξηση της πολυπλοκότητας των μορφών του φράκτου έγινε φανερό πρόσφατα όταν μελετούσα τις φραματικές ιδιότητες των inkblots Rorschach. Αυτές οι αφηρημένες κηλίδες είναι διάσημες επειδή οι άνθρωποι βλέπουν φανταστικές μορφές (στοιχεία και ζώα) σε αυτά. Εξήγησα αυτή τη διαδικασία από την άποψη της φαινομενικής φαινομενικής επίδρασης, η οποία ενισχύει τις διαδικασίες αναγνώρισης προτύπων των ανθρώπων. Τα χαμηλής πολυπλοκότητας fractal inkblots καθιστούσαν αυτή τη διαδικασία σκανδαλιστική, ευχαριστώντας τους παρατηρητές να βλέπουν εικόνες που δεν είναι εκεί.
Ο Pollock διαψεύστηκε την ιδέα ότι οι θεατές των έργων του αποσπούνταν από τέτοιες φανταστικές μορφές, τις οποίες ονόμαζε "επιπλέον φορτίο". Αυξάνει διαισθητικά την πολυπλοκότητα των έργων του για να αποτρέψει αυτό το φαινόμενο.
Ο αφηρημένος συν-εξπρεσιονιστής συνάδελφος του Pollock, Willem De Kooning, ζωγράφισε επίσης φράκταλ. Όταν διαγνώστηκε με άνοια, ορισμένοι επιστήμονες τέχνης ζήτησαν τη συνταξιοδότησή του εν μέσω ανησυχιών ότι θα μείωνε την συνιστώσα του έργου του. Ωστόσο, παρόλο που πρόβλεψαν μια επιδείνωση των ζωγραφιών του, τα μεταγενέστερα έργα του μεταβίβασαν μια γαλήνη που έλειπε από τα προηγούμενα κομμάτια του. Πρόσφατα, η φράκταλ πολυπλοκότητα των ζωγραφιών του αποδείχθηκε ότι πέφτει σταθερά καθώς έπεσε στην άνοια. Η μελέτη επικεντρώθηκε σε επτά καλλιτέχνες με διαφορετικές νευρολογικές καταστάσεις και υπογράμμισε τη δυνατότητα χρήσης έργων τέχνης ως νέου εργαλείου για τη μελέτη αυτών των ασθενειών. Για μένα, το πιο εμπνευσμένο μήνυμα είναι ότι, όταν αγωνίζονται αυτές οι ασθένειες, οι καλλιτέχνες μπορούν ακόμα να δημιουργήσουν όμορφα έργα τέχνης.
Αναγνωρίζοντας το πώς η εξέταση των κλασμάτων μειώνει το άγχος σημαίνει ότι είναι δυνατό να δημιουργηθούν εμφυτεύματα του αμφιβληστροειδούς που μιμούνται τον μηχανισμό. (Εικόνα Nautilus μέσω www.shutterstock.com) Η κύρια έρευνα μου επικεντρώνεται στην ανάπτυξη εμφυτευμάτων αμφιβληστροειδούς για να αποκαταστήσει την όραση στα θύματα ασθενειών του αμφιβληστροειδούς Με την πρώτη ματιά, αυτός ο στόχος φαίνεται πολύ μακριά από την τέχνη του Pollock. Ωστόσο, ήταν το έργο του που μου έδωσε την πρώτη ένδειξη για τη φραστική ευχέρεια και το ρόλο του fractals της φύσης μπορεί να διαδραματίσει για να διατηρήσει τα επίπεδα στρες των ανθρώπων υπό έλεγχο. Για να βεβαιωθώ ότι τα βιολογικά εμπνευσμένα εμφυτεύματά μου προκαλούν την ίδια μείωση του στρες όταν κοιτάζετε τα φράκταλτα της φύσης, όπως κάνουν τα κανονικά μάτια, μιμούνται στενά τον σχεδιασμό του αμφιβληστροειδούς.
Όταν άρχισα την έρευνα Pollock, ποτέ δεν φανταζόμουν ότι θα έλεγε τεχνητά σχέδια ματιών. Αυτό όμως είναι η δύναμη των διεπιστημονικών προσπαθειών - η σκέψη «έξω από το κουτί» οδηγεί σε απροσδόκητες αλλά δυνητικά επαναστατικές ιδέες.
Αυτό το άρθρο δημοσιεύθηκε αρχικά στην Η συζήτηση.
Richard Taylor, Διευθυντής του Ινστιτούτου Επιστήμης Υλικών και Καθηγητής Φυσικής του Πανεπιστημίου του Όρεγκον
