The unexpected math behind Van Gogh's "Starry Night" - Natalya St. Clair

الرياضيات غير المتوقعة خلف "ليلة النجوم" لڤان غوخ - ناتاليا سينت كلير

المترجم: Ammar Alqatari المدقّق: khalid marbou

One of the most remarkable aspects of the human brain

أحد أعظم جوانب الدماغ البشري

is its ability to recognize patterns and describe them.

هي قدرته على التعرف على الأنماط ووصفها.

Among the hardest patterns we've tried to understand

من أصعب الأنماط التي حاولنا فهمها

is the concept of turbulent flow in fluid dynamics.

هو مفهوم الجريان المضطرب في ديناميكا الموائع.

The German physicist Werner Heisenberg said,

العالم الألماني ورنر هايزنبرغ قال:

"When I meet God, I'm going to ask him two questions:

"حين ألتقي بالله، سأسأله سؤالين:

why relativity and why turbulence?

لماذا النسبية، ولماذا الجريان المضطرب؟

I really believe he will have an answer for the first."

أنا واثق أن لديه إجابة للأول".

As difficult as turbulence is to understand mathematically,

لكن رغم صعوبة فهم الجريان المضطرب رياضيًا،

we can use art to depict the way it looks.

إلا أننا نستطيع استخدام الفن لتصويره.

In June 1889, Vincent van Gogh painted the view just before sunrise

في يونيو 1889، رسم ڤينسنت ڤان غوخ مشهد ما قبل الغروب

from the window of his room at the Saint-Paul-de-Mausole asylum

من نافذة غرفته في مصحّ "سان پول دو موزول"

in Saint-Rémy-de-Provence,

في "سان ريمي دو بروڤنس"،

where he'd admitted himself after mutilating his own ear

حيث أدخل نفسه بعد أن بتر أذنه

in a psychotic episode.

في نوبة نفسية.

In "The Starry Night," his circular brushstrokes

في لوحة "ليلة النجوم"، الضربات الدائرية لفرشاته

create a night sky filled with swirling clouds and eddies of stars.

تصنع سماءً ليلية مليئة بالغيوم الحائمة ودوامات النجوم.

Van Gogh and other Impressionists represented light in a different way

ڤان غوخ وانطباعيون آخرون مثّلوا الضوء بطريقة مختلفة

than their predecessors,

عن أسلافهم، وكأنهم يلتقطون حركته،

seeming to capture its motion, for instance,

مثلا، خلال مياه رقطتها الشمس،

across sun-dappled waters,

or here in star light that twinkles and melts

أو هنا في ضوء نجوم يلمع ويذوب

through milky waves of blue night sky.

خلال أمواج ضبابية من سماء الليل الكحيلة.

The effect is caused by luminance,

التأثير سببه النصوع،

the intensity of the light in the colors on the canvas.

شدة الضوء في الألوان على اللوحة.

The more primitive part of our visual cortex,

الجزء البدائي من قشرتنا البصرية،

which sees light contrast and motion, but not color,

الذي يرى تباين الضوء وحركته، وليس اللون،

will blend two differently colored areas together

سيخلط مساحتين ملونتين باختلاف معًا

if they have the same luminance.

إذا كان لهما نفس النصوع.

But our brains' primate subdivision

ولكن قسم دماغنا الرئيسي

will see the contrasting colors without blending.

سيرى الألوان المختلفة دون خلط.

With these two interpretations happening at once,

مع حصول هذين التأويلين في الآن نفسه،

the light in many Impressionist works seems to pulse, flicker and radiate oddly.

يبدو الضوء في عديد من اللوحات الانطباعية وكأنه ينبض ويومض ويشع بغرابة.

That's how this and other Impressionist works

هكذا يستخدم هذا وغيره من الأعمال الانطباعية

use quickly executed prominent brushstrokes

ضربات فرشاة منفذة بسرعة لالتقاط أمر حقيقي وملفت

to capture something strikingly real about how light moves.

عن طبيعة حركة الضوء.

Sixty years later, Russian mathematician Andrey Kolmogorov

بعد ستين عام، الرياضيّ الروسي آندي كولموغروف

furthered our mathematical understanding of turbulence

وسّع فهمنا الرياضي للجريان المضطرب

when he proposed that energy in a turbulent fluid at length R

حين اقترح أن الطاقة في مائع مضطرب طوله R

varies in proportion to the 5/3rds power of R.

يتغير بالتناسب مع القوى الـ5/3 لـR.

Experimental measurements show Kolmogorov

قياسات تجريبية أثبتت أن كولموغوروف

was remarkably close to the way turbulent flow works,

كان قريبا جدا لطريقة عمل الجريان المضطرب،

although a complete description of turbulence

رغم أن وصفًا كاملًا للاضطراب لا يزال

remains one of the unsolved problems in physics.

أحد المسائل التي تظل دون حل في الفيزياء.

A turbulent flow is self-similar if there is an energy cascade.

يكون جريانٌ مضطربٌ متماثلًا ذاتيًّا إن كانت هناك متسلسلة طاقة.

In other words, big eddies transfer their energy to smaller eddies,

بلفظ آخر، الدوامات الكبيرة تنقل طاقتها لدوامات أصغر،

which do likewise at other scales.

والتي تفعل المثل على مقاييس أصغر.

Examples of this include Jupiter's Great Red Spot,

أمثلة على هذا تتضمن البقعة الحمراء في المشتري،

cloud formations and interstellar dust particles.

تشكيلات من الغيوم وذرات الغبار الكونية.

In 2004, using the Hubble Space Telescope,

في 2004، باستخدام منظار هبل الفضائي،

scientists saw the eddies of a distant cloud of dust and gas around a star,

رأى العلماء دوامات لغيمة بعيدة من الغبار والغازات حول نجم،

and it reminded them of Van Gogh's "Starry Night."

وذكرتهم بـ"ليلة النجوم" لڤان غوخ.

This motivated scientists from Mexico, Spain and England

هذا حفّز علماء من المكسيك، اسبانيا، وانجلترا

to study the luminance in Van Gogh's paintings in detail.

لدراسة النصوع في لوحات فان غوخ بالتفصيل.

They discovered that there is a distinct pattern of turbulent fluid structures

اكتشفوا أن هناك نمطًا مميزًا لهياكل الموائع المضطربة،

close to Kolmogorov's equation hidden in many of Van Gogh's paintings.

يشابه معادلة كولموغوروف، مخفيا في كثير من رسومات فان غوخ.

The researchers digitized the paintings,

قام الباحثون برقمنة الرسومات

and measured how brightness varies between any two pixels.

وقاسوا اختلاف السطوع من بين أي بكسلين.

From the curves measured for pixel separations,

من المنحنيات التي قيست لبعد البكسلات،

they concluded that paintings from Van Gogh's period of psychotic agitation

استنتجوا أن الرسومات من مرحلة الاضطراب النفسي لفان غوخ

behave remarkably similar to fluid turbulence.

تتصرّف بتشابه شديد مع الجريان المضطرب.

His self-portrait with a pipe, from a calmer period in Van Gogh's life,

صورته الذاتية مع غليون، من فترة أهدأ في حياة فان غوخ،

showed no sign of this correspondence.

لم تظهر هذا التشابه.

And neither did other artists' work

ولا أعمال فنانين آخرين يبدون مضطربين بنفسة الدرجة عند أول نظرة،

that seemed equally turbulent at first glance,

like Munch's "The Scream."

مثل "الصرخة" لمنتش.

While it's too easy to say Van Gogh's turbulent genius

رغم أنه من السهل جدا قول أن عبقرية فان غوخ المضطربة

enabled him to depict turbulence,

مكّنته من تصوير الجريان المضطرب،

it's also far too difficult to accurately express the rousing beauty of the fact

إنه أيضا من الصعب التعبير عن الجمال المثير لحقيقة أنه

that in a period of intense suffering,

في فترة من العناء الشديد،

Van Gogh was somehow able to perceive and represent

كان ڤان غوخ قادرًا، بطريقة ما، على التماس وتمثيل

one of the most supremely difficult concepts

أحد أصعب المفاهيم

nature has ever brought before mankind,

التي قدمتها الطبيعة للبشرية،

and to unite his unique mind's eye

ولتوحيد بصيرته الفريدة

with the deepest mysteries of movement, fluid and light.

مع أعمق عجائب الحركة، الميوعة، والضوء.