Egy páfrány megismétli mintáját különböző léptékekben. Michael , CC BY-NC
Az emberek vizuális lények. Azok a tárgyak, amelyeket „szépnek” vagy „esztétikusnak” nevezünk, emberségünk döntő része. Még a legrégebbi ismert példák is a szikla- és barlangművészet esztétikát szolgált nem pedig haszonelvű szerepek. Bár az esztétikát gyakran rosszul meghatározott homályos minőségnek tekintik, olyan kutatócsoportok, mint az enyém kifinomult technikákat alkalmaznak számszerűsítésére - és a megfigyelőre gyakorolt hatására. 
Megállapítottuk, hogy az esztétikai képek megdöbbentő változásokat indukálhatnak a testben, beleértve a következőket is a megfigyelő stresszszintjének radikális csökkenése. Becslések szerint önmagában a munkahelyi stressz az amerikai vállalkozásokba kerül sok milliárd dollárt évente, így az esztétika tanulmányozása hatalmas potenciális haszonnal jár a társadalom számára.
A kutatók kibontják, mi teszi az adott műalkotásokat vagy a természetes jeleneteket vizuálisan vonzóvá és stresszoldóvá - és az egyik kulcsfontosságú tényező a fraktáloknak nevezett ismétlődő minták jelenléte.
Kellemes minták, a művészetben és a természetben
Ha esztétikáról van szó, ki tanulna jobban, mint híres művészek? Végül is ők a vizuális szakértők. Kutatócsoportom ezt a megközelítést alkalmazta Jackson Pollock, aki az 1940-es évek végén emelkedett a modern művészet csúcsára, amikor festéket öntött egy dobozból a stúdió padlóján elhelyezett vízszintes vásznakra. Bár csaták tomboltak a Pollock-tudósok között a fröccsent mintáinak jelentését illetően, sokan egyetértettek abban, hogy szerves, természetes érzésük van.
Tudományos kíváncsiságom megmozdult, amikor ezt megtudtam a természet számos tárgya fraktál, mely olyan mintákat mutat be, amelyek egyre finomabb nagyításnál ismétlődnek. Gondoljon például egy fára. Először a csomagtartóból kinövő nagy ágakat látja. Aztán minden nagyobb ágból kisebb verziók nőnek ki. A nagyítás közben finomabb és finomabb ágak jelennek meg, egészen a legkisebb gallyakig. A természet fraktáljainak egyéb példái közé tartoznak a felhők, a folyók, a partvonalak és a hegyek.
1999-ben a csoportom számítógépes mintázatelemzési technikákat alkalmazott ennek kimutatására Pollock festményei ugyanolyan fraktálok mint a természeti tájon található minták. Azóta több mint 10 különböző csoportok teljesítettek a fraktálanalízis különféle formái festményein. Pollock azon képessége, hogy kifejezze a természet fraktál esztétikáját, segít megmagyarázni munkájának tartós népszerűségét.
A természet esztétikájának hatása meglepően hatalmas. Az 1980-as években az építészek azt tapasztalták, hogy a betegek gyorsabban felépültek a műtétből, ha beadták őket kórházi szobák ablakokkal, kilátással a természetre. Azóta más tanulmányok kimutatták, hogy pusztán a természeti jelenetek képeinek megtekintése megváltoztathatja az ember autonóm idegrendszerét reagál a stresszre.
Vajon a fraktálok a megnyugtató természeti jelenetek titka? Ronan, CC BY-NC-ND
Számomra ez ugyanazt a kérdést vetette fel, amelyet Pollocktól tettem fel: A fraktálok felelősek? Együttműködés pszichológusokkal és idegtudósokkal, megmértük az emberek válaszait a fraktálokra megtalálható a természetben (természetes jelenetek fotóinak felhasználásával), a művészetben (Pollock festményei) és a matematikában (számítógéppel generált képek), és felfedezett egy univerzális hatást, amelyet „fraktál folyékonyság. "
A természet fraktál tájainak való kitettség révén az emberek vizuális rendszerei alkalmazkodtak a fraktálok hatékony, könnyed feldolgozásához. Megállapítottuk, hogy ez az adaptáció a vizuális rendszer számos szakaszában fordul elő, attól kezdve, hogy a szemünk mozog, és az agy mely régiói aktiválódnak. Ez a gördülékenység kényelmi zónába állít minket, így örömmel nézzük a fraktálokat. Döntő fontosságú, EEG-t használtunk hogy rögzítse az agy elektromos aktivitását és bőrvezetési technikák megmutatni, hogy ezt az esztétikai élményt 60% -os stresszcsökkenés kíséri - meglepően nagy hatás egy nem gyógyszeres kezelés esetén. Ez a fiziológiai változás még felgyorsul műtét utáni gyógyulási arányok.
A művészek megérzik a fraktálok vonzerejét
Ezért nem meglepő, ha megtudjuk, hogy a művészek vizuális szakértőként fraktálmintákat ágyaznak műveikbe az évszázadok során és számos kultúrában. A fraktálok megtalálhatók például római, egyiptomi, azték, inkák és maja művekben. A fraktálművészet kedvenc példái az újabb időkből da Vinci turbulenciája (1500), Hokusai nagy hulláma (1830), MC Escher Kör sorozata (1950-es évek) és természetesen Pollock kiöntött festményei.
Bár a művészetben elterjedt, a minták fraktálismétlése művészi kihívást jelent. Például sokan megkísérelték hamisítani Pollock fraktáljait, és kudarcot vallottak. A fraktál elemzésünknek valóban van segített azonosítani a hamis Pollockokat nagy horderejű esetekben. Mások legújabb tanulmányai azt mutatják, hogy a fraktálanalízis képes segít megkülönböztetni a valódi és a hamis Pollockokat 93 százalékos sikeraránnyal.
A művészek fraktáljaik megalkotása táplálja a természet versus-táplálás vitáját a művészetben: Mennyire határozzák meg az esztétikát a művész biológiájában rejlő automatikus tudattalan mechanizmusok, szemben intellektuális és kulturális gondjaikkal? Pollock esetében fraktál-esztétikája mindkettő érdekes keverékéből származott. Fraktálmintái testmozgásából eredtek (konkrétan egy az egyensúlyhoz kapcsolódó automatikus folyamat fraktálról ismert). De 10 évet tudatosan finomított öntési technikájában, hogy növelje ezeknek a fraktál mintáknak a vizuális összetettségét.
Fraktál komplexitás
Pollock motivációja a fraktálminták komplexitásának folyamatos növelésére a közelmúltban nyilvánvalóvá vált, amikor a a Rorschach tintafoltok fraktál tulajdonságai. Ezek az absztrakt foltok azért híresek, mert az emberek képzeletbeli formákat (alakokat és állatokat) látnak bennük. Ezt a folyamatot a fraktál fluencia effektusával magyaráztam, amely fokozza az emberek mintafelismerési folyamatait. Az alacsony bonyolultságú fraktál festékfoltok ezt a folyamatot boldoggá tették, a megfigyelőket megbolondítva olyan képeket láttak, amelyek nincsenek ott.
Pollocknak nem tetszett az a gondolat, hogy festményeinek nézőit olyan képzeletbeli figurák vonják el, akiket ő „extra rakománynak” nevezett. Intuitív módon növelte műveinek összetettségét, hogy megakadályozza ezt a jelenséget.
Pollock absztrakt expresszionista kollégája, Willem De Kooning, fraktálokat is festett. Amikor demenciát diagnosztizáltak, néhány művészettudós nyugdíjba vonulását szorgalmazta azon aggodalmak közepette, hogy ez csökkenteni fogja munkájának táplálkozási összetevőjét. Mégis, bár festményeinek romlását jósolták, az övé későbbi művek békességet közvetített hiányzik korábbi darabjaiból. Nemrégiben megmutatták festményeinek fraktál összetettségét folyamatosan csökken, amikor elmebajba csúszott. A tanulmány hét különféle neurológiai állapotú művészre összpontosított, és rávilágított arra, hogy a műalkotások új eszközként szolgálhatnak ezeknek a betegségeknek a tanulmányozásához. Számomra a leginspirálóbb üzenet az, hogy e betegségek elleni küzdelem során a művészek még mindig gyönyörű műalkotásokat készíthetnek.
Fő kutatásaim a következőkre összpontosítanak retina implantátumok fejlesztése a látás helyreállítása érdekében a retinabetegségek áldozatainak. Első pillantásra ez a cél messze tűnik Pollock művészetétől. Mégis az ő munkája adta az első nyomot a fraktál folyékonyságához, és hogy a természet fraktáljai milyen szerepet játszhatnak az emberek stresszszintjének kordában tartásában. Nak nek győződjön meg arról, hogy a biológiai ihletésű implantátumaim ugyanolyan stresszcsökkentést váltanak ki amikor a természet fraktáljait nézzük, mint a normális szemek, szorosan utánozzák a retina kialakítását.
Amikor elkezdtem a Pollock-kutatásomat, soha nem gondoltam volna, hogy ez a mesterséges szemterveket megalapozza. Ez azonban az interdiszciplináris törekvések ereje - a „dobozon kívüli” gondolkodás váratlan, de potenciálisan forradalmi ötletekhez vezet.
A szerzőről
Richard Taylor, az Anyagtudományi Intézet igazgatója és a fizika professzora, Oregon Egyetem
Ezt a cikket eredetileg közzétették A beszélgetés. Olvassa el a eredeti cikk.
Kapcsolódó könyvek
at InnerSelf Market és Amazon
