Ljudi su vizualna bića. Predmeti koje nazivamo „lijepima“ ili „esteticima“ presudni su dio našeg čovječanstva. Čak su i najstariji poznati primjeri rock i pećinske umjetnosti igrali estetske, a ne utilitarističke uloge. Iako se estetika često smatra loše definiranom kvalitetom, istraživačke skupine poput moje koriste sofisticirane tehnike da bi je procijenile - i njezin utjecaj na promatrača.
Otkrivamo kako estetske slike mogu izazvati zavidne promjene u tijelu, uključujući radikalno smanjenje promatračeve razine stresa. Procjenjuje se da bi samo posao mogao koštati američke tvrtke mnogo milijardi dolara godišnje, tako da proučavanje estetike ima ogromnu potencijalnu korist za društvo.
Istraživači razdvajaju upravo ono što pojedine umjetnine ili prirodne prizore čine vizualno privlačnim i oslobađaju od stresa - a jedan ključni faktor je prisutnost ponavljajućih obrazaca nazvanih fraktalima.
Jesu li fraktali ključ zašto Pollokov rad zadivi? (AP Photo / LM Otero) Ugodni obrasci, u umjetnosti i prirodi
Kada je u pitanju estetika, tko je bolje studirati od poznatih umjetnika? Napokon su vizualni stručnjaci. Moja istraživačka skupina koristila je ovaj pristup s Jacksonom Pollokom, koji se dosegao vrhunac moderne umjetnosti u kasnim četrdesetim godinama, izlivajući boju izravno iz limenke na vodoravna platna postavljena preko njegova dna ateljea. Iako su se među Pollock znanstvenicima vodile bitke u smislu značenja njegovih raspršenih obrazaca, mnogi su se složili da prema njima imaju organski, prirodan osjećaj.
Moja znanstvena znatiželja uzbunila se kad sam saznao da su mnogi prirodni predmeti fraktalni, s uzorcima koji se ponavljaju na sve sitnijim veličinama. Na primjer, mislite na stablo. Prvo vidite velike grane koje rastu iz debla. Tada vidite manje verzije koje rastu iz svake velike grane. Dok nastavljate zumirati, pojavljuju se sitnije i finije grane, sve do najmanjih grančica. Ostali primjeri prirodnih fraktala uključuju oblake, rijeke, obalne crte i planine.
Godine 1999. moja je skupina koristila računalne tehnike analize uzoraka kako bi pokazala da su Pollock-ove slike jednako fraktalne kao i obrasci pronađeni u prirodnom krajoliku. Od tada je više od 10 različitih skupina na njegovim slikama izvodilo različite oblike fraktalne analize. Pollokova sposobnost izražavanja fraktalne estetike prirode pomaže objasniti trajnu popularnost njegovog djela.
Uticaj estetike prirode iznenađujuće je snažan. U 80-ima, arhitekti su otkrili da su se pacijenti brže oporavljali od operacije kada su im dali bolničke sobe s prozorima koji gledaju na prirodu. Od tada su druge studije pokazale da samo gledanje slika prirodnih prizora može promijeniti način na koji čovjekov autonomni živčani sustav reagira na stres.
Jesu li fraktali tajna nekih umirujućih prirodnih scena? (Ronan, CC BY-NC-ND) Za mene se to postavlja isto pitanje koje sam postavio i Pollocku: Jesu li fraktali odgovorni? Surađujući s psiholozima i neuroznanstvenicima, mjerili smo reakciju ljudi na fraktale koji se nalaze u prirodi (koristeći fotografije prirodnih prizora), umjetnosti (Pollock-ove slike) i matematiku (slike koje stvaraju na računalu) i otkrili univerzalni efekt koji smo nazvali "fraktalna tečnost".
Izlaganjem fraktalnim prizorima prirode, vizualni se sustavi ljudi prilagodili efikasnom procesuiranju fraktala. Otkrili smo da se ta prilagodba događa u mnogim fazama vidnog sustava, od načina na koji se naše oči kreću u koja se područja mozga aktiviraju. Ta tečnost nas stavlja u zonu komfora i tako uživamo gledajući fraktale. Ono što je presudno, koristili smo EEG za snimanje električne aktivnosti mozga i tehnika provodljivosti kože kako bismo pokazali da ovo estetsko iskustvo prati smanjenje stresa za 60 posto - iznenađujuće velik učinak za nemedicinalni tretman. Ova fiziološka promjena čak ubrzava stope oporavka nakon operacije.
Umjetnici intuitivno privlače fraktale
Stoga nije iznenađujuće saznati da su, kao vizualni stručnjaci, umjetnici ugrađivali fraktalne uzorke u svoja djela kroz stoljeća i u mnogim kulturama. Fraktali se mogu naći, na primjer, u rimskim, egipatskim, aztečkim, inkovskim i majevskim djelima. Moji omiljeni primjeri fraktalne umjetnosti iz novijeg vremena uključuju da Vincijeve turbulencije (1500), Hokusaijev veliki val (1830), seriju krugova MC Eschera (1950) i, naravno, Pollockove slike izlivene.
Iako prevladava u umjetnosti, fraktalno ponavljanje uzoraka predstavlja umjetnički izazov. Na primjer, mnogi su pokušali lažirati Pollokove fraktale i nisu uspjeli. Zapravo, naša fraktalna analiza pomogla je identificirati lažne Pollockse u velikim slučajevima. Nedavne studije drugih pokazuju da fraktalna analiza može pomoći u razlikovanju stvarnog od lažnog Pollocksa s postotkom uspješnosti od 93 posto.
Kako umjetnici stvaraju svoje fraktale potiču raspravu o prirodi nasuprot njegovanju umjetnosti: U kojoj je mjeri estetika određena automatskim nesvjesnim mehanizmima svojstvenim umjetnikovom biologijom, nasuprot njihovim intelektualnim i kulturnim pitanjima? U Pollock-ovom slučaju, njegova fraktalna estetika rezultat je intrigantne mješavine obojega. Njegovi fraktalni uzorci nastali su iz njegovih tjelesnih pokreta (konkretno iz automatskog procesa povezanog s ravnotežom koja je poznata kao fraktalna). Ali proveo je 10 godina svjesno dorađujući svoju tehniku izlijevanja kako bi povećao vizualnu složenost ovih fraktalnih obrazaca.
Rorschachov test s tintom oslanja se na ono što ste pročitali na slici. (Hermann Rorschach) Fraktalna složenost
Pollockova motivacija za neprestanim povećanjem složenosti njegovih fraktalnih obrazaca postala je očita nedavno kada sam proučavao fraktalna svojstva Rorschachovih inkblotova. Te su apstraktne mrlje poznate po tome što ljudi u njima vide imaginarne oblike (figure i životinje). Objasnio sam taj postupak u smislu efekta fraktalne fluktuacije, koji poboljšava procese prepoznavanja uzoraka kod ljudi. Fraktalni bloktovi male složenosti učinili su ovaj postupak okidačem budalom, zavaravajući promatrače da vide slike kojih nema.
Pollock nije volio ideju da gledatelje njegovih slika odvrate od takvih imaginarnih figura koje je nazvao "dodatnim teretom". Intuitivno je povećao složenost svojih djela da spriječi ovu pojavu.
Pollokov apstraktni kolega ekspresionista, Willem De Kooning, također je slikao fraktale. Kad mu je dijagnosticirana demencija, neki su znanstvenici umjetnosti tražili njegovo umirovljenje uslijed zabrinutosti da bi to smanjilo njegujući dio njegova rada. Pa ipak, iako su predviđali pogoršanje njegovih slika, njegovi kasniji radovi prenose mir koji nedostaje njegovim ranijim djelima. Nedavno se pokazalo da fraktalna složenost njegovih slika neprestano opada dok je pao u demenciju. Studija se fokusirala na sedam umjetnika s različitim neurološkim stanjima i istaknula potencijal korištenja umjetničkih djela kao novog alata za proučavanje ovih bolesti. Meni najviše inspirira poruka da umjetnici, kad se bore protiv tih bolesti, još uvijek mogu stvoriti prekrasna umjetnička djela.
Prepoznavanje načina gledanja na fraktale smanjuje stres znači da je moguće stvoriti mrežnice implantata koji oponašaju mehanizam. (Nautilus slika putem www.shutterstock.com) Moje glavno istraživanje usredotočeno je na razvoj implantata mrežnice kako bi se vratio vid žrtvama retinalnih bolesti. Na prvi se pogled ovaj cilj čini daleko od Pollockove umjetnosti. Ipak, njegov rad dao mi je prvi znak za fraktalnu tečnost i ulogu fraktala koje priroda može igrati u kontroli razine stresa kod ljudi. Kako bi bili sigurni da moji bioplastični implantati potiču isto smanjenje stresa kada gledam fraktale prirode kao i normalne oči, oni u potpunosti oponašaju dizajn mrežnice.
Kad sam započeo svoje istraživanje Pollock, nisam ni zamislio da će to omogućiti umjetne dizajne očiju. To je, međutim, snaga interdisciplinarnih nastojanja - razmišljanje "izvan okvira" vodi do neočekivanih, ali potencijalno revolucionarnih ideja.
Ovaj je članak prvotno objavljen u časopisu The Conversation.
Richard Taylor, direktor Instituta za znanost o materijalima i profesor fizike, Sveučilište u Oregonu
