Inimesed on visuaalsed olendid. Objektid, mida nimetame “ilusaks” või “esteetiliseks”, on meie inimkonna ülioluline osa. Isegi vanimad teadaolevad näited kivi- ja koopakunstist teenisid pigem esteetilisi kui utilitaarseid rolle. Ehkki esteetikat peetakse sageli ebamääraseks ebamääraseks kvaliteediks, kasutavad minu sarnased uurimisrühmad selle kvantitatiivseks määramiseks keerukaid tehnikaid - ja selle mõju vaatlejale.
Leiame, et esteetilised pildid võivad põhjustada kehas hämmastavaid muutusi, sealhulgas vaatleja stressitaseme radikaalset vähenemist. Ainuüksi tööstress maksab Ameerika ettevõtetele hinnanguliselt mitu miljardit dollarit aastas, seega on esteetika uurimisel ühiskonnale tohutu potentsiaalne kasu.
Teadlased segavad lahti just selle, mis muudab konkreetsed kunstiteosed või looduslikud stseenid visuaalselt atraktiivseks ja stressi leevendavaks - ja üks ülioluline tegur on korduvate mustrite olemasolu, mida nimetatakse fraktaalideks.
Kas fraktaalid on võti, miks Pollocki teos võlub? (AP foto / LM Otero) Meeldivad mustrid kunstis ja looduses
Kes puutub esteetikasse, siis keda on parem uurida kui kuulsaid kunstnikke? Nad on ju visuaaleksperdid. Minu uurimisrühm lähtus sellest lähenemisviisist koos Jacksoni Pollockiga, kes tõusis moodsa kunsti kõrgpunkti 1940ndate lõpus, valades värvi otse purgist horisontaalsetele lõuenditele, mis olid paigutatud kogu tema stuudio põrandale. Ehkki Pollocki teadlaste seas puhkesid lahingud tema laialivalguvate mustrite tähenduse üle, nõustusid paljud, et nad tunnevad neile orgaanilist ja loomulikku tunnet.
Minu teaduslik uudishimu ärritus, kui sain teada, et paljud looduse objektid on fraktaalsed ja millel on mustrid, mis korduvad üha peenemal suurendusel. Mõelge näiteks puule. Kõigepealt näete pagasiruumist välja kasvavaid suuri oksi. Siis näete, et igast suurest harust kasvab väiksemaid versioone. Lähemal suumides ilmuvad peenemad ja peenemad oksad kuni kõige väiksemate oksteni välja. Muude loodusfraktsioonide näideteks on pilved, jõed, rannajooned ja mäed.
Aastal 1999 kasutas mu grupp arvutimustrite analüüsi tehnikaid, et näidata, et Pollocki maalid on sama fraktaalsed kui looduslikest maastikest leitud mustrid. Pärast seda on tema maalidel fraktaalanalüüsi läbi viinud enam kui 10 erinevat rühma. Pollocki võime väljendada looduse fraktaalset esteetikat aitab selgitada tema teose püsivat populaarsust.
Looduse esteetika mõju on üllatavalt võimas. 1980-ndatel leidsid arhitektid, et patsiendid toibusid operatsioonist kiiremini, kui neile anti haiglaruumid vaatega loodusele. Pärast seda on muud uuringud näidanud, et lihtsalt looduslike stseenide piltide vaatamine võib muuta inimese autonoomse närvisüsteemi reageerimist stressile.
Kas fraktaalid on mõne rahustava loodusliku stseeni saladus? (Ronan, CC BY-NC-ND) Minu jaoks tekitab see sama küsimuse, mida küsisin Pollockilt: kas fraktaalid vastutavad? Koostöös psühholoogide ja neuroteadlastega mõõtsime inimeste reageeringuid looduses leiduvatele fraktaalidele (kasutades looduslike stseenide fotosid), kunstile (Pollocki maalid) ja matemaatikale (arvuti loodud pildid) ja avastasime universaalse efekti, millele me panime südamele fraktilise sujuvuse.
Looduse fraktaalse maastikuga kokkupuutumise kaudu on inimeste visuaalsed süsteemid kohanenud fraktaale hõlpsalt tõhusalt töödelda. Leidsime, et selline kohanemine toimub visuaalsüsteemi paljudes etappides alates hetkest, mil meie silmad liiguvad, millistesse ajupiirkondadesse aktiveerub. See sujuvus paneb meid mugavustsooni ja nii meeldib meile fraktaale vaadata. Oluline on see, et kasutasime EEG abil aju elektrilise aktiivsuse ja naha juhtivuse tehnikaid, et näidata, et selle esteetilise kogemusega kaasneb stressi vähendamine 60 protsenti - üllatavalt suur mõju mittemeditsiinilise ravi korral. See füsioloogiline muutus kiirendab isegi operatsioonijärgse taastumise määra.
Kunstnikud mõistavad fraktaalide atraktiivsust
Seetõttu pole üllatav teada saada, et visuaalekspertidena on kunstnikud läbi sajandite ja paljude kultuuride vältel oma teostesse fraktaalseid mustreid kinnistanud. Fraktaale võib leida näiteks Rooma, Egiptuse, asteekide, inkade ja maiade teostest. Minu lemmiknäited fraktaalkunstist hilisemast ajast hõlmavad da Vinci Turbulentsi (1500), Hokusai suurt lainet (1830), MC Escheri ringisarja (1950) ja muidugi Pollocki valatud maalinguid.
Ehkki kunstis on levinud, kujutab mustrite fraktaalne kordamine kunstilist väljakutset. Näiteks on paljud inimesed üritanud Pollocki fraktaale võltsida ja ebaõnnestunud. Tõepoolest, meie fraktaalianalüüs on aidanud tuvastada võltspolloke kõrge profiiliga juhtumite korral. Teiste hiljutised uuringud näitavad, et fraktaalanalüüs võib aidata eristada tegelikku võltspollocksist 93-protsendilise edukusega.
Kuidas kunstnikud oma fraktaale loovad, õhutab kunstis toimuvat loodus-versus-turundusteemalist arutelu: mil määral määravad esteetika kunstniku bioloogiale omased automaatsed alateadlikud mehhanismid, mitte nende intellektuaalsed ja kultuurilised probleemid? Pollocki puhul tulenes tema fraktaalne esteetika mõlema intrigeerivast segust. Tema fraktaalmustrid pärinesid tema kehaliigutustest (täpsemalt automaatne tasakaaluga seotud protsess, mis teadaolevalt oli fraktaalne). Kuid ta veetis kümme aastat oma valamistehnika teadlikult täiustamisel, et suurendada nende fraktaalmustrite visuaalset keerukust.
Rorschachi inkbloti test sõltub sellest, mida te pildile lugesite. (Hermann Rorschach) Fraktaali keerukus
Pollocki motivatsioon oma fraktaalmustrite keerukuse pidevaks suurendamiseks ilmnes hiljuti, kui uurisin Rorschachi tindipritside fraktaalseid omadusi. Need abstraktsed laigud on kuulsad, kuna inimesed näevad neis kujuteldavaid vorme (figuure ja loomi). Selgitasin seda protsessi fraktaalse sujuvuse efekti kaudu, mis suurendab inimeste mustrituvastusprotsesse. Madala keerukusega fraktaalprindid tegid selle protsessi vallandamise rõõmsaks, pannesid vaatlejaid nägema pilte, mida seal pole.
Pollock ei meeldinud mõttele, et tema maalide vaatajad on sellistest kujuteldavatest tegelaskujudest häiritud, mida ta nimetas „lisalastiks”. Ta suurendas selle nähtuse ennetamiseks intuitiivselt oma tööde keerukust.
Pollocki abstraktse ekspressionismi kolleeg Willem De Kooning maalis ka fraktaale. Kui tal diagnoositi dementsus, kutsusid mõned kunstiteadlased ta pensionile jääma, kui ta kahtles, et see vähendaks tema töö toiteväärtust. Ehkki nad ennustasid tema maalide halvenemist, edastasid tema hilisemad teosed rahulikkuse, mis tema varasematest töödest puudus. Hiljuti näidati, et tema maalide fraktaalne keerukus langes dementsuse juurde ühtlaselt. Uuring keskendus seitsmele erineva neuroloogilise seisundiga kunstnikule ja tõstis esile kunstiteoste kasutamise potentsiaali uue vahendina nende haiguste uurimisel. Minu jaoks on kõige inspireerivam sõnum, et nende haigustega võitlemisel saavad kunstnikud ikkagi luua kauneid kunstiteoseid.
Arvestades, et fraktaalide vaatamine vähendab stressi, on võimalik luua võrkkesta implantaate, mis jäljendavad mehhanismi. (Nautiluse pilt www.shutterstock.com kaudu) Minu peamine uurimistöö keskendub võrkkesta implantaatide väljatöötamisele, et taastada võrkkestahaiguste ohvrite nägemine. Esmapilgul tundub see eesmärk Pollocki kunstist kaugel. Kuid just tema töö andis mulle esimese vihje fraktaalsele sujuvusele ja rollile, mida looduse fraktaalid võivad mängida inimeste stressitaseme kontrolli all hoidmisel. Veendumaks, et mu bio-inspireeritud implantaadid põhjustavad looduse fraktaalidele sama stressi vähendamist kui normaalsed silmad, jäljendavad need tihedalt võrkkesta kujundust.
Kui ma Pollocki uurimistööga alustasin, ei kujutanud ma kunagi ette, et see teavitab kunstlike silmakujunduste kohta. See on aga interdistsiplinaarsete püüdluste jõud - kastist välja mõtlemine viib ootamatute, kuid potentsiaalselt revolutsiooniliste ideedeni.
See artikkel avaldati algselt lehel The Conversation.
Oregoni ülikooli materjaliteaduse instituudi direktor ja füüsikaprofessor Richard Taylor
