Burung paku mengulang coraknya pada pelbagai skala. Michael , CC BY-NC

Manusia adalah makhluk visual. Objek yang kita sebut "cantik" atau "estetika" adalah bahagian penting dalam kemanusiaan kita. Malah contoh yang paling lama diketahui seni gua dan gua berkhidmat estetik bukan peranan utilitarian. Walaupun estetika sering dianggap sebagai kualiti yang tidak jelas jelas, kumpulan penyelidikan seperti saya menggunakan teknik canggih untuk mengukurnya - dan kesannya terhadap pemerhati.

Kami mendapati bahawa imej estetik boleh menyebabkan perubahan yang mengejutkan kepada badan, termasuk pengurangan radikal dalam tahap tekanan pemerhati. Stress kerja sahaja dianggarkan membebankan perniagaan Amerika banyak berbilion ringgit setiap tahun, jadi belajar estetika memegang manfaat besar kepada masyarakat.

Penyelidik tidak menghairankan hanya apa yang membuat karya seni tertentu atau adegan semulajadi secara visual menarik dan melegakan tekanan - dan satu faktor penting ialah kehadiran pola berulang yang dipanggil fraktal.

Corak yang menyenangkan, dalam seni dan sifatnya

Ketika datang ke estetika, siapa yang lebih baik belajar daripada artis terkenal? Mereka, selepas semua, pakar visual. Kumpulan penyelidikan saya mengambil pendekatan ini dengan Jackson Pollock, yang naik ke puncak seni moden di 1940 lewat dengan menuangkan cat secara terus dari kanvas ke kanvas mendatar yang diletakkan di lantai studionya. Walaupun peperangan melanda para ulama Pollock mengenai makna coraknya, banyak yang bersetuju bahawa mereka mempunyai rasa organik yang semula jadi.

Keikhlasan saintifik saya dikacau apabila saya belajar banyak objek alam adalah fraktal, memaparkan corak yang mengulangi pada pembesaran yang semakin halus. Sebagai contoh, fikirkan pokok. Pertama anda melihat cawangan-cawangan besar yang tumbuh dari batang. Kemudian anda melihat versi yang lebih kecil berkembang daripada setiap cawangan besar. Seperti yang anda teruskan dalam zoom, cawangan-cawangan yang lebih halus dan lebih halus muncul, sepanjang jalan ke ranting terkecil. Contoh lain fraktal sifat termasuk awan, sungai, garis pantai dan gunung.

Dalam 1999, kumpulan saya menggunakan teknik analisis corak komputer untuk menunjukkannya Lukisan-lukisan Pollock adalah seperti fraktal seperti corak yang terdapat dalam pemandangan semulajadi. Sejak itu, lebih daripada 10 kumpulan yang berbeza telah dilakukan pelbagai bentuk analisis fraktal pada lukisannya. Keupayaan Pollock untuk mengekspresikan estetika fraktal alam membantu menjelaskan populariti kerjanya.

Kesan estetik alam semula jadi amat mengejutkan. Dalam 1980, arkitek mendapati pesakit pulih lebih cepat daripada pembedahan apabila diberikan bilik hospital dengan tingkap yang memandang alam semula jadi. Kajian-kajian lain sejak itu telah menunjukkan bahawa hanya melihat gambar-gambar pemandangan semulajadi boleh mengubah cara sistem saraf autonomi seseorang bertindak balas terhadap tekanan.

Adakah fraktal rahsia untuk beberapa adegan semulajadi yang menenangkan? Ronan, CC BY-NC-ND

Bagi saya, ini menimbulkan persoalan yang sama yang saya bertanya kepada Pollock: Adakah fraktal bertanggungjawab? Berkolaborasi dengan ahli psikologi dan pakar neurologi, kami mengukur tanggapan orang terhadap fraktal ditemui dalam alam (menggunakan gambar adegan semulajadi), seni (lukisan Pollock) dan matematik (imej yang dihasilkan komputer) dan menemui kesan sejagat yang kami dilabel "kelancaran fraktal"

Melalui pendedahan kepada pemandangan fraktal alam semula jadi, sistem visual rakyat telah menyesuaikan diri dengan cekap memproses fraktal dengan mudah. Kami mendapati bahawa penyesuaian ini terjadi pada banyak peringkat sistem visual, dari sudut pandangan mata kita ke mana kawasan otak diaktifkan. Kelancaran ini meletakkan kami di zon selesa dan jadi kami menikmati melihat fraktal. Secara kritis, kami menggunakan EEG untuk merakam aktiviti elektrik otak dan teknik pengaliran kulit untuk menunjukkan bahawa pengalaman estetik ini diiringi oleh pengurangan tekanan peratusan 60 - kesan mengejutkan yang besar untuk rawatan tanpa rawatan. Perubahan fisiologi ini juga mempercepatkan kadar pemulihan selepas pembedahan.

Seniman intuit rayuan fraktal

Oleh itu, tidak hairanlah untuk mengetahui bahawa, sebagai pakar visual, artis telah menyusun pola fraktal dalam karya mereka melalui abad dan merentasi banyak budaya. Fraktal boleh dijumpai, contohnya, dalam karya Roman, Mesir, Aztec, Incan dan Maya. Contoh favorit saya dari fraktal seni dari zaman sekarang termasuk da Vinci's Turbulence (1500), Gelombang Besar Hokusai (1830), Siri Es Circle MC Escher (1950s) dan, tentu saja, Lukisan lukisan Pollock.

Walaupun tersebar luas dalam seni, pengulangan pola fraktal mewakili cabaran artistik. Sebagai contoh, ramai orang telah mencuba fraktal Pollock palsu dan gagal. Sesungguhnya analisis fraktal kami ada membantu mengenal pasti pollock palsu dalam kes berprofil tinggi. Kajian terbaru oleh orang lain menunjukkan bahawa analisis fraktal boleh membantu membezakan sebenar daripada Pollocks palsu dengan kadar kejayaan peratus 93.

Bagaimana artis membuat fraktal mereka membiak perdebatan sifat-versus-membina dalam seni: Setakat mana estetika ditentukan oleh mekanisme tidak sedar automatik yang wujud dalam biologi artis, berbanding dengan kebimbangan intelektual dan budaya mereka? Dalam kes Pollock, estetika fraktalnya dihasilkan daripada campuran yang menarik kedua-duanya. Corak fraktalnya berasal dari usul badannya (khususnya proses automatik yang berkaitan dengan baki diketahui fraktal). Tetapi dia menghabiskan tahun 10 dengan sengaja menyempurnakan teknik menuangkannya untuk meningkatkan kerumitan visual corak fraktal ini.

Kerumitan fraktal

Motivasi Pollock untuk terus meningkatkan kerumitan pola fraktalnya menjadi baru-baru ini apabila saya mengkaji sifat fraktal daripada inkblot Rorschach. Kesan abstrak ini terkenal kerana orang melihat bentuk imajiner (tokoh dan haiwan) di dalamnya. Saya menerangkan proses ini dari segi kesan kelalaian fraktal, yang meningkatkan proses pengenalan corak orang. The inkblots fractal complexity yang rendah membuat proses ini mencetuskan kebahagiaan, menipu pemerhati untuk melihat imej yang tidak ada di sana.

Pollock tidak menyukai idea bahawa penonton lukisannya terganggu oleh angka imaginasi itu, yang dipanggilnya "kargo tambahan." Dia secara intuitif meningkatkan kerumitan karya beliau untuk mencegah fenomena ini.

Rakan sekerja ekspresi abstrak Pollock, Willem De Kooning, juga dicat fraktal. Apabila dia didiagnosis dengan demensia, beberapa cendekiawan seni memanggil persaraannya di tengah-tengah kebimbangan bahawa ia akan mengurangkan komponen pemeliharaannya. Namun, walaupun mereka meramalkan kemerosotan dalam lukisannya, beliau kemudian berfungsi menyampaikan keamanan hilang dari kepingan yang terdahulu. Baru-baru ini, kerumitan fraktal lukisannya ditunjukkan jatuh dengan mantap ketika dia jatuh ke dalam demensia. Kajian ini memberi tumpuan kepada tujuh artis dengan keadaan neurologi yang berbeza dan menonjolkan potensi menggunakan karya seni sebagai alat baru untuk mengkaji penyakit-penyakit ini. Bagi saya, mesej yang paling menginspirasi adalah, apabila melawan penyakit-penyakit ini, artis masih boleh membuat karya seni yang indah.

Penyelidikan utama saya memberi tumpuan membangun implan retina untuk memulihkan penglihatan kepada mangsa penyakit retina. Pada pandangan pertama, matlamat ini kelihatan jauh dari seni Pollock. Walau bagaimanapun, ia adalah kerjanya yang memberi saya petunjuk pertama kepada kelancaran fraktal dan fraktal sifat peranan dapat dimainkan dalam mengekalkan tahap tekanan rakyat dalam pemeriksaan. Untuk pastikan implan bio yang diilhamkan saya mendorong pengurangan tekanan yang sama apabila melihat fraktal alam semula jadi seperti biasa, mereka meniru reka bentuk retina.

Apabila saya memulakan penyelidikan Pollock saya, saya tidak pernah membayangkan ia akan memberitahu reka bentuk mata buatan. Walau bagaimanapun, ini adalah kuasa usaha interdisipliner - berfikir "keluar dari kotak" membawa kepada gagasan-gagasan yang tidak dijangka tetapi berpotensi revolusioner.

Tentang Pengarang

Richard Taylor, Pengarah Institut Sains Bahan dan Profesor Fizik, Universiti Oregon

Artikel ini pada asalnya diterbitkan pada Perbualan. Membaca artikel asal.

Buku-buku yang berkaitan

at InnerSelf Market dan Amazon