เฟิร์นทำซ้ำลวดลายของมันในระดับต่างๆ ไมเคิล , CC BY-NC

มนุษย์เป็นสิ่งมีชีวิตที่มองเห็นได้ วัตถุที่เราเรียกว่า "สวยงาม" หรือ "สุนทรียศาสตร์" เป็นส่วนสำคัญของมนุษยชาติของเรา แม้แต่ตัวอย่างที่เก่าแก่ที่สุดที่รู้จักของ ศิลปะหินและถ้ำเสิร์ฟความงาม มากกว่าบทบาทที่เป็นประโยชน์ แม้ว่าสุนทรียศาสตร์มักถูกมองว่าเป็นคุณสมบัติที่คลุมเครือไม่ชัดเจน กลุ่มวิจัยอย่างฉัน กำลังใช้เทคนิคที่ซับซ้อนในการหาปริมาณ – และผลกระทบที่มีต่อผู้สังเกต

เราพบว่าภาพที่สวยงามสามารถกระตุ้นให้ร่างกายเปลี่ยนแปลงได้ รวมถึง การลดระดับความเครียดของผู้สังเกตอย่างรุนแรง. ความเครียดจากการทำงานเพียงอย่างเดียวทำให้ธุรกิจอเมริกันเสียหาย หลายพันล้านเหรียญต่อปีดังนั้นการศึกษาเกี่ยวกับสุนทรียศาสตร์จึงเป็นประโยชน์อย่างมากต่อสังคม

นักวิจัยกำลังคลี่คลายสิ่งที่ทำให้งานศิลปะหรือฉากธรรมชาติดึงดูดสายตาและบรรเทาความเครียด และปัจจัยสำคัญประการหนึ่งคือการมีอยู่ของรูปแบบซ้ำๆ ที่เรียกว่าเศษส่วน

ลวดลายถูกใจทั้งในศิลปะและในธรรมชาติ

เรื่องสุนทรียศาสตร์ ใครจะเรียนเก่งกว่าศิลปินดัง? พวกเขาเป็นผู้เชี่ยวชาญด้านการมองเห็น กลุ่มวิจัยของฉันใช้แนวทางนี้กับ แจ็คสันพอลล็อคผู้ซึ่งก้าวขึ้นสู่จุดสูงสุดของศิลปะสมัยใหม่ในช่วงปลายทศวรรษ 1940 โดยการเทสีจากกระป๋องลงบนผืนผ้าใบแนวนอนที่วางบนพื้นห้องสตูดิโอของเขาโดยตรง แม้ว่านักวิชาการพอลลอคจะต่อสู้กันอย่างดุเดือดเกี่ยวกับความหมายของรูปแบบการสาดน้ำของเขา หลายคนเห็นพ้องกันว่าพวกเขามีความรู้สึกเป็นธรรมชาติและเป็นธรรมชาติสำหรับพวกเขา

ความอยากรู้ทางวิทยาศาสตร์ของฉันสั่นคลอนเมื่อฉันได้เรียนรู้ว่า วัตถุธรรมชาติจำนวนมากเป็นเศษส่วนที่มีลวดลายซ้ำด้วยกำลังขยายที่ละเอียดยิ่งขึ้น เช่น คิดถึงต้นไม้ อย่างแรกคุณจะเห็นกิ่งใหญ่งอกออกมาจากลำต้น จากนั้นคุณจะเห็นรุ่นที่เล็กกว่าเติบโตจากแต่ละสาขาใหญ่ ในขณะที่คุณซูมเข้าเรื่อยๆ กิ่งก้านที่ละเอียดและละเอียดยิ่งขึ้นจะปรากฏขึ้น ไปจนถึงกิ่งก้านที่เล็กที่สุด ตัวอย่างอื่นๆ ของเศษส่วนในธรรมชาติ ได้แก่ เมฆ แม่น้ำ แนวชายฝั่ง และภูเขา

ในปี 1999 กลุ่มของฉันใช้เทคนิคการวิเคราะห์รูปแบบคอมพิวเตอร์เพื่อแสดงว่า ภาพวาดของพอลลอคเป็นเหมือนเศษส่วน เป็นลวดลายที่พบในทิวทัศน์ธรรมชาติ ตั้งแต่นั้นมา มากกว่า 10 กลุ่มต่างๆ ได้ดำเนินการ การวิเคราะห์เศษส่วนรูปแบบต่างๆ บนภาพวาดของเขา ความสามารถของพอลลอคในการแสดงสุนทรียศาสตร์เศษส่วนในธรรมชาติช่วยอธิบายความนิยมที่ยั่งยืนของงานของเขา

ผลกระทบของความงามของธรรมชาตินั้นทรงพลังอย่างน่าประหลาดใจ ในปี 1980 สถาปนิกพบว่าผู้ป่วยฟื้นตัวเร็วขึ้นจากการผ่าตัดเมื่อได้รับ ห้องพยาบาลที่มีหน้าต่างมองออกไปเห็นธรรมชาติ. จากการศึกษาอื่น ๆ ตั้งแต่นั้นมาได้แสดงให้เห็นว่าเพียงแค่การดูภาพฉากธรรมชาติสามารถเปลี่ยนวิธีที่ระบบประสาทอัตโนมัติของบุคคล ตอบสนองต่อความเครียด.

แฟร็กทัลเป็นความลับของฉากธรรมชาติที่ผ่อนคลายหรือไม่? โรนัน, CC BY-NC-ND

สำหรับฉัน สิ่งนี้ทำให้เกิดคำถามเดียวกันกับที่ฉันถามพอลลอค: เศษส่วนมีความรับผิดชอบหรือไม่ ร่วมกับนักจิตวิทยาและนักประสาทวิทยา เราวัดการตอบสนองของผู้คนต่อเศษส่วน พบในธรรมชาติ (โดยใช้ภาพถ่ายของฉากธรรมชาติ) ศิลปะ (ภาพวาดของพอลล็อค) และคณิตศาสตร์ (ภาพที่สร้างด้วยคอมพิวเตอร์) และค้นพบเอฟเฟกต์สากลที่เราติดป้ายกำกับว่า “ความคล่องแคล่วของเศษส่วน".

ระบบการมองเห็นของผู้คนได้ปรับให้เข้ากับการประมวลผลเศษส่วนอย่างมีประสิทธิภาพผ่านการสัมผัสกับทัศนียภาพของเศษส่วนในธรรมชาติ เราพบว่าการปรับตัวนี้เกิดขึ้นในหลายขั้นตอนของระบบการมองเห็น ตั้งแต่การที่ดวงตาของเราเคลื่อนไปยังส่วนต่างๆ ของสมองที่ถูกกระตุ้น ความคล่องแคล่วนี้ทำให้เราอยู่ในเขตสบาย ดังนั้นเราจึงสนุกกับการดูเศษส่วน ที่สำคัญ เราใช้EEG เพื่อบันทึกกิจกรรมทางไฟฟ้าของสมองและ เทคนิคการนำผิวหนัง เพื่อแสดงให้เห็นว่าประสบการณ์ด้านความงามนี้มาพร้อมกับการลดความเครียดลง 60 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งเป็นผลอย่างมากอย่างน่าประหลาดใจสำหรับการรักษาที่ไม่ใช้ยา การเปลี่ยนแปลงทางสรีรวิทยานี้ยิ่งเร่งขึ้น อัตราการฟื้นตัวหลังการผ่าตัด.

ศิลปินสัญชาตญาณการอุทธรณ์ของเศษส่วน

ดังนั้นจึงไม่น่าแปลกใจที่ได้เรียนรู้ว่าในฐานะผู้เชี่ยวชาญด้านภาพ ศิลปินได้ฝังรูปแบบเศษส่วนในงานของพวกเขาตลอดหลายศตวรรษและในหลายวัฒนธรรม Fractals สามารถพบได้เช่นในงานโรมัน, อียิปต์, แอซเท็ก, อินคาและมายัน ตัวอย่างศิลปะเศษส่วนที่ฉันชื่นชอบในช่วงเวลาที่ผ่านมา ได้แก่ ความปั่นป่วนของดาวินชี (1500) คลื่นยักษ์ของโฮคุไซ (1830) MC Escher's Circle Series (1950) และแน่นอน ภาพวาดเทของพอลลอค.

แม้ว่าจะแพร่หลายในงานศิลปะ แต่การทำซ้ำรูปแบบเศษส่วนแสดงถึงความท้าทายทางศิลปะ ตัวอย่างเช่น หลายคนพยายามปลอมแปลงเศษส่วนของพอลล็อคและล้มเหลว อันที่จริง การวิเคราะห์เศษส่วนของเรามี ช่วยระบุพอลลอคปลอม ในกรณีที่มีชื่อเสียง การศึกษาล่าสุดโดยผู้อื่นแสดงให้เห็นว่าการวิเคราะห์เศษส่วนสามารถ ช่วยแยกแยะของจริงจากพอลลอคปลอม ด้วยอัตราความสำเร็จร้อยละ 93

ศิลปินสร้างเศษส่วนของพวกเขากระตุ้นการถกเถียงเรื่องธรรมชาติกับการเลี้ยงดูในงานศิลปะอย่างไร: สุนทรียศาสตร์กำหนดขอบเขตโดยกลไกที่ไม่ได้สติโดยอัตโนมัติซึ่งมีอยู่ในชีววิทยาของศิลปินอย่างไรเมื่อเทียบกับความกังวลด้านปัญญาและวัฒนธรรมของพวกเขา? ในกรณีของพอลล็อค สุนทรียศาสตร์เศษส่วนของเขาเป็นผลมาจากการผสมผสานที่น่าสนใจของทั้งสองอย่าง รูปแบบเศษส่วนของเขาเกิดจากการเคลื่อนไหวของร่างกาย (โดยเฉพาะ an กระบวนการอัตโนมัติที่เกี่ยวข้องกับความสมดุล เรียกว่าเศษส่วน) แต่เขาใช้เวลา 10 ปีในการปรับแต่งเทคนิคการเทเพื่อเพิ่มความซับซ้อนของการมองเห็นของรูปแบบเศษส่วนเหล่านี้

ความซับซ้อนของเศษส่วน

แรงจูงใจของพอลลอคในการเพิ่มความซับซ้อนอย่างต่อเนื่องของรูปแบบแฟร็กทัลของเขาปรากฏชัดเมื่อเร็วๆ นี้เมื่อฉันศึกษา คุณสมบัติเศษส่วนของหมึก Rorschach. รอยเปื้อนนามธรรมเหล่านี้มีชื่อเสียงเพราะผู้คนมองเห็นรูปแบบในจินตนาการ (ตัวเลขและสัตว์) ในตัวมัน ฉันอธิบายกระบวนการนี้ในแง่ของเอฟเฟกต์ความคล่องแคล่วของเศษส่วน ซึ่งช่วยปรับปรุงกระบวนการจดจำรูปแบบของผู้คน หมึกเศษส่วนความซับซ้อนต่ำทำให้กระบวนการนี้เกิดความสุข โดยหลอกให้ผู้สังเกตการณ์เห็นภาพที่ไม่ได้อยู่ที่นั่น

พอลลอคไม่ชอบความคิดที่ว่าผู้ชมภาพวาดของเขาฟุ้งซ่านด้วยภาพในจินตนาการ ซึ่งเขาเรียกว่า "สินค้าพิเศษ" เขาเพิ่มความซับซ้อนของงานอย่างสังหรณ์ใจเพื่อป้องกันปรากฏการณ์นี้

เพื่อนร่วมงานนักแสดงออกเชิงนามธรรมของพอลล็อค วิลเลม เดอ คูนิ่ง, ยังทาสีเศษส่วน เมื่อเขาได้รับการวินิจฉัยว่าเป็นโรคสมองเสื่อม นักวิชาการด้านศิลปะบางคนเรียกร้องให้เขาเกษียณอายุ ท่ามกลางความกังวลว่าจะลดองค์ประกอบการเลี้ยงดูในงานของเขา ถึงกระนั้น แม้ว่าพวกเขาคาดการณ์ว่าภาพเขียนของเขาจะเสื่อมลง แต่เขาก็ ทำงานในภายหลัง ได้ทรงประทานความสงบสุข หายไปจากชิ้นก่อนหน้านี้ของเขา เมื่อเร็ว ๆ นี้ ความซับซ้อนของเศษส่วนของภาพวาดของเขาได้ถูกแสดงให้ ลดลงเรื่อย ๆ ขณะที่เขาลื่นเข้าสู่ภาวะสมองเสื่อม. การศึกษามุ่งเน้นไปที่ศิลปินเจ็ดคนที่มีอาการทางระบบประสาทต่างกัน และเน้นย้ำถึงศักยภาพของการใช้งานศิลปะเป็นเครื่องมือใหม่ในการศึกษาโรคเหล่านี้ สำหรับผม ข้อความที่สร้างแรงบันดาลใจมากที่สุดก็คือ เมื่อต่อสู้กับโรคเหล่านี้ ศิลปินยังสามารถสร้างสรรค์งานศิลปะที่สวยงามได้

งานวิจัยหลักของฉันมุ่งเน้นไปที่ การพัฒนารากฟันเทียมเพื่อฟื้นฟูการมองเห็น แก่ผู้ประสบภัยจากโรคจอประสาทตา เมื่อมองแวบแรก เป้าหมายนี้ดูเหมือนห่างไกลจากผลงานของพอลล็อค ถึงกระนั้น งานของเขาก็ได้ให้เบาะแสแรกแก่ฉันเกี่ยวกับความคล่องแคล่วของเศษส่วน และบทบาทของแฟร็กทัลของธรรมชาติสามารถมีบทบาทในการรักษาระดับความเครียดของผู้คนให้อยู่ในการตรวจสอบ ถึง ตรวจสอบให้แน่ใจว่ารากฟันเทียมที่ได้รับแรงบันดาลใจจากชีวภาพของฉันช่วยลดความเครียดได้เหมือนกัน เมื่อมองดูแฟร็กทัลของธรรมชาติเหมือนตาปกติ พวกมันเลียนแบบการออกแบบของเรตินาอย่างใกล้ชิด

เมื่อฉันเริ่มการวิจัยของพอลลอค ฉันไม่เคยคิดเลยว่ามันจะส่งผลต่อการออกแบบตาเทียม แม้ว่าสิ่งนี้จะเป็นพลังของการทำงานแบบสหวิทยาการ – การคิดแบบ “นอกกรอบ” นำไปสู่แนวคิดที่คาดไม่ถึงแต่อาจปฏิวัติได้

เกี่ยวกับผู้เขียน

Richard Taylor ผู้อำนวยการสถาบันวัสดุศาสตร์และศาสตราจารย์วิชาฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยออริกอน

บทความนี้ถูกเผยแพร่เมื่อวันที่ สนทนา. อ่าน บทความต้นฉบับ.

หนังสือที่เกี่ยวข้อง

at ตลาดภายในและอเมซอน