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

Translator: soheila Jafari Reviewer: Amin Rasoulof

One of the most remarkable aspects of the human brain

یکی از جنبه‌های باورنکردنی مغز انسان

is its ability to recognize patterns and describe them.

توانایی درک الگوها و تشریح آنهاست

Among the hardest patterns we've tried to understand

در میان سخت ترین الگوهایی که ما تلاش کردیم تا آنها را درک کنیم

is the concept of turbulent flow in fluid dynamics.

مفهوم جریان آشفتگی در دینامیک سیالات است

The German physicist Werner Heisenberg said,

فیزیکدان آلمانی، ورنر هایزنبرگ گفت

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

وقتی با خدا دیدار کنم قصد دارم از او دو سوال کنم

why relativity and why turbulence?

چرا نسبیت و چرا آشفتگی (توربولانس)

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

واقعا باور دارم که پاسخ پرسش اول را دارد

As difficult as turbulence is to understand mathematically,

به همان میزان که درک آشفتگی بر مبنای ریاضیات دشوار است

we can use art to depict the way it looks.

ما می‌توانیم از هنر برای به تصویر کشیدن آن استفاده کنیم

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

درماه ژوئن سال ۱۸۸۹ونسان ون گوگ منظره‌ی قبل از طلوع خورشید

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

از پنجره اتاقی در آسایشگاه سنت پُل دِ ماسول

in Saint-Rémy-de-Provence,

در "سنت رمی دِ پروونس" را نقاشی کرد

where he'd admitted himself after mutilating his own ear

جایی که او برای بریدن گوش خودش

in a psychotic episode.

در بخش روانی بستری بود

In "The Starry Night," his circular brushstrokes

در نقاشی "شب پر ستاره" ضربه های دایره‌وار قلم مویش

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

آسمان شب با ابرهای چرخشی و ستاره‌هایی به شکل گرداب‌های کوچک را آفرید.

Van Gogh and other Impressionists represented light in a different way

ون گوگ و دیگر نقاشان امپرسیونیست نور را متفاوت از سایر نقاشان پیشین خود

than their predecessors,

نشان می‌دادند

seeming to capture its motion, for instance,

انگار که حرکت نور را ثبت کرده‌اند، برای مثال

across sun-dappled waters,

در میان نورِ رنگارنگ خورشید روی آب

or here in star light that twinkles and melts

یا در نور ستاره که در مسیر موج شیری رنگ در آسمان آبیِ شب

through milky waves of blue night sky.

چشمک می‌زند و ذوب می‌شود.

The effect is caused by luminance,

این ثبت حرکت نور بدلیل روشنایی ایجاد می‌شود

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

(روشنایی یعنی:) شدت نور در رنگ ها بر روی بوم نقاشی

The more primitive part of our visual cortex,

بخش ابتدایی‌تر بینایی ما در کرتکس مغز

which sees light contrast and motion, but not color,

که تضاد ( کنتراست) نور و حرکت را می‌بیند ولی رنگ را تشخیص نمی‌دهد

will blend two differently colored areas together

چنانچه دو منطقه رنگی متفاوت شدت روشنایی یکسانی داشته باشند

if they have the same luminance.

آنها را با هم ترکیب می‌کند

But our brains' primate subdivision

اما بخشی از مغز ما که در همه پستانداران مشترک است

will see the contrasting colors without blending.

رنگ‌های متضاد را بدون مخلوط کردنشان می‌بیند

With these two interpretations happening at once,

بدلیل همزمانی این تحلیل‌های مغز

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

نور دربسیاری ازکارهای امپرسیونیسم به نظر تپشی و سوسو کنان می‌رسد و تابشی عجیب دارد

That's how this and other Impressionist works

و این روشی است که در این نقاشی و سایر نقاشی‌های امپرسیونیسم

use quickly executed prominent brushstrokes

از ضربه سریع برجسته قلم مو استفاده کرده

to capture something strikingly real about how light moves.

تا چیزی کاملا واقعی در مورد چگونگی حرکت نور را ثبت کنند

Sixty years later, Russian mathematician Andrey Kolmogorov

شصت سال بعد، ریاضیدان روس، آندری کولموگوروف

furthered our mathematical understanding of turbulence

فهم ریاضیاتی ما از آشفتگی را بیشتر کرد

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

زمانی که او پیشنهاد کرد که انرژی در یک سیال آشفته، در طول R

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

به صورت توان پنج سومِ R تغییر می‌کند.

Experimental measurements show Kolmogorov

اندازگیری‌های تجربی نشان می‌دهند کولموگوروف

was remarkably close to the way turbulent flow works,

بطور قابل ملاحظه ای به اینکه جریان آشفته چگونه کار می‌کند نزدیک بوده

although a complete description of turbulence

گرچه توضیح کامل آشفتگی

remains one of the unsolved problems in physics.

یکی از مسايل حل نشده فیزیک باقی مانده

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

اگر یک آبشار انرژی وجود داشته باشد جریان آشفتگی خود را باز تولید می‌کند

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

به زبان دیگر، جریان‌های گردابی بزرگ انرژی خود را به جریان‌های کوچکتر انتقال می‌دهد

which do likewise at other scales.

و جریان کوچکتر همین کار را مقیاس های دیگر انجام می‌دهد

Examples of this include Jupiter's Great Red Spot,

نمونه هایی از این شامل لکه‌ی سرخ بزرگ بر روی سیاره مشتری هست

cloud formations and interstellar dust particles.

(که شامل) شکل گیری ابرها و ذرات گرد و غبار بین ستاره‌ای است

In 2004, using the Hubble Space Telescope,

در سال ۲۰۰۴، با استفاده از تلسکوپ هابل

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

دانشمندان از راه دور پیچش گرد و غبار و گاز را در اطراف یک ستاره دیدند

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

و این، "شب پر ستاره" ون گوگ را به یاد آنها آورد

This motivated scientists from Mexico, Spain and England

این به دانشمندان مکزیکی اسپانیایی و انگلیسی انگیزه داد

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

تا جزيیات روشنایی را در نقاشی‌های ون گوگ مطالعه کنند

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

آنها کشف کردند که در ساختار آشفتگی مایعات الگوی مجزایی وجود دارد

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

که به معادله کولموگوروف نزدیک است و دربسیاری از نقاشی‌های ون گوگ پنهان می‌باشد

The researchers digitized the paintings,

محققان این نقاشی ها را دیجیتالی کردند

and measured how brightness varies between any two pixels.

و اندازه گیری کردند که چگونه روشنایی بین دو پیکسل متفاوت است

From the curves measured for pixel separations,

با استفاده از نمودار، جدایی پیکسل‌ها را اندازه گرفتند و

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

نتیجه گرفتند که نقاشی‌های ون گوگ در دوره های تحریک های روانی

behave remarkably similar to fluid turbulence.

رفتار باورنکردنی مشابهی با جریان آشفتگی مایعات دارد

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

در نقاشی پرتره خودش با پیپ، از در دوره زندگی آرام ون گوگ

showed no sign of this correspondence.

نشانه‌ای از این مطابقت نوری وجود ندارد

And neither did other artists' work

و در سایر اثرات هنرمندان که در همان نگاه اول

that seemed equally turbulent at first glance,

آشفتگی برابری را نشان می‌دهند دیده نمی‌شود

like Munch's "The Scream."

مانند نقاشی"جیغ" اثر مونک

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

در حالی که خیلی ساده هست که بگوییم نابغه‌ی آشفته‌ی درون ون گوگ

enabled him to depict turbulence,

توانایی به تصویر کشیدن آشفتگی را داشت

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

بسیار هم سخت است که زیبایی برآمده از

that in a period of intense suffering,

یک دوره‌ی رنج شدید را توضیح داد

Van Gogh was somehow able to perceive and represent

ون گوگ به شکلی قادر به درک و نشان دادن

one of the most supremely difficult concepts

یکی از مهمترین و عالی ترین مفاهیم دشواری بود که

nature has ever brought before mankind,

طبیعت پیش روی انسان آورده است

and to unite his unique mind's eye

و توانایی یکی کردن چشمِ ذهن خود

with the deepest mysteries of movement, fluid and light.

با ژرف‌ترین اسرار حرکت ، مایع و نور را داشت.