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

Translator: Reno Kanti Riananda Reviewer: Bias Ayu

One of the most remarkable aspects of the human brain

Salah satu aspek paling menakjubkan dari otak manusia

is its ability to recognize patterns and describe them.

adalah kemampuan untuk mengenali pola dan mendeskripsikannya.

Among the hardest patterns we've tried to understand

Salah satu pola tersulit yang coba kita mengerti

is the concept of turbulent flow in fluid dynamics.

adalah konsep aliran turbulen dalam dinamika fluida.

The German physicist Werner Heisenberg said,

Fisikawan Jerman Werner Heisenberg berkata,

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

"Saat bertemu Tuhan, aku akan menanyakan-Nya dua hal:

why relativity and why turbulence?

kenapa relativitas dan kenapa turbulensi?

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

Aku yakin Dia memiliki jawaban untuk pertanyaan pertama."

As difficult as turbulence is to understand mathematically,

Sesulit-sulitnya memahami turbulensi secara matematis,

we can use art to depict the way it looks.

kita dapat menggunakan karya seni untuk menggambarkan bentuknya.

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

Pada Juni 1899, Vincent van Gogh melukis pemandangan sesaat sebelum matahari terbit

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

dari jendela kamarnya di rumah sakit jiwa Saint-Paul-de-Mausole

in Saint-Rémy-de-Provence,

di Saint-Rémy-de-Provence,

where he'd admitted himself after mutilating his own ear

tempat dia dirawat setelah memotong telinganya sendiri

in a psychotic episode.

dalam salah satu episode psikosis.

In "The Starry Night," his circular brushstrokes

Dalam "The Starry Night", sapuan kuas melingkarnya

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

menciptakan langit malam yang dipenuhi putaran awan dan pusaran bintang.

Van Gogh and other Impressionists represented light in a different way

Van Gogh dan para Impresionis lainnya melukiskan cahaya dengan cara yang berbeda

than their predecessors,

dari para pendahulunya,

seeming to capture its motion, for instance,

yang tampak seperti menangkap gerakan cahaya,

across sun-dappled waters,

misalnya, cahaya matahari di atas permukaan air,

or here in star light that twinkles and melts

atau dalam lukisan ini, pada cahaya bintang yang berkelap-kelip dan melebur

through milky waves of blue night sky.

di antara Bima Sakti di birunya langit malam.

The effect is caused by luminance,

Efek ini disebabkan oleh luminansi,

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

yaitu intensitas cahaya dari warna-warna pada kanvas.

The more primitive part of our visual cortex,

Bagian primitif dari korteks visual kita,

which sees light contrast and motion, but not color,

yang melihat kontras cahaya dan gerakan, tetapi tidak melihat warna,

will blend two differently colored areas together

akan menggabungkan dua area dengan warna yang berbeda

if they have the same luminance.

jika memiliki luminansi yang sama.

But our brains' primate subdivision

Tetapi bagian primata dari otak kita

will see the contrasting colors without blending.

akan melihat dua kontras warna secara terpisah.

With these two interpretations happening at once,

Dengan dua interpretasi yang terjadi secara bersamaan,

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

cahaya dalam karya Impresionis seakan berdenyut, berkedip, dan bersinar aneh.

That's how this and other Impressionist works

Beginilah cara lukisan ini dan karya lain dari para Impresionis

use quickly executed prominent brushstrokes

menggunakan sapuan kuas mencolok yang dilakukan dengan cepat

to capture something strikingly real about how light moves.

untuk menangkap sesuatu yang sangat nyata tentang bagaimana cahaya bergerak.

Sixty years later, Russian mathematician Andrey Kolmogorov

Enam puluh tahun kemudian, ahli matematika Rusia Andrey Kolmogorov

furthered our mathematical understanding of turbulence

melanjutkan pemahaman matematis kita tentang turbulensi

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

saat ia mengemukakan bahwa energi dalam fluida turbulen dengan panjang R

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

bervariasi sesuai proporsi terhadap 5/3 kekuatan dari R.

Experimental measurements show Kolmogorov

Pengukuran eksperimental menunjukkan teori Kolmogorov sudah hampir menyerupai

was remarkably close to the way turbulent flow works,

cara kerja aliran turbulen,

although a complete description of turbulence

meskipun deskripsi lengkap mengenai turbulensi

remains one of the unsolved problems in physics.

tetap menjadi permasalahan yang belum terpecahkan dalam dunia fisika.

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

Aliran turbulen menghasilkan keserupaan jika terdapat limpahan energi.

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

Dengan kata lain, pusaran besar mengirim energi ke pusaran yang lebih kecil,

which do likewise at other scales.

yang melakukan hal serupa dalam skala berbeda.

Examples of this include Jupiter's Great Red Spot,

Contoh lainnya adalah Great Red Spot pada planet Jupiter,

cloud formations and interstellar dust particles.

formasi awan dan partikel debu antar bintang.

In 2004, using the Hubble Space Telescope,

Pada tahun 2004, menggunakan Teleskop Luar Angkasa Hubble,

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

ilmuwan melihat pusaran awan debu dan gas di sekitar sebuah bintang,

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

dan mengingatkan mereka pada "Starry Night" karya Van Gogh.

This motivated scientists from Mexico, Spain and England

Ini mendorong ilmuwan di Meksiko, Spanyol, dan Inggris

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

untuk mempelajari luminansi pada lukisan Van Gogh secara rinci.

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

Mereka menemukan bahwa terdapat pola struktur fluida turbulen yang nyata

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

yang mirip dengan persamaan Kolmogorov dalam lukisan-lukisan Van Gogh.

The researchers digitized the paintings,

Para peneliti melakukan digitalisasi pada lukisan

and measured how brightness varies between any two pixels.

dan mengukur bagaimana variasi kecerahan di antara dua piksel.

From the curves measured for pixel separations,

Dari lekukan yang diukur untuk pemisahan piksel,

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

mereka menyimpulkan bahwa lukisan dari masa agitasi psikosis Van Gogh

behave remarkably similar to fluid turbulence.

menunjukkan serupa dengan turbulensi fluida.

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

Potret dirinya dengan cangklong, dari masa yang lebih tenang dalam hidup Van Gogh,

showed no sign of this correspondence.

tak menunjukkan tanda-tanda keterkaitan tersebut.

And neither did other artists' work

Begitupun karya dari seniman lainnya

that seemed equally turbulent at first glance,

yang tampak turbulen pada pandangan pertama

like Munch's "The Scream."

seperti "The Scream" karya Munch.

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

Meskipun mudah untuk mengatakan kejeniusan turbulen Van Gogh

enabled him to depict turbulence,

membuatnya mampu melukiskan turbulensi,

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

namun sulit untuk mengungkapkan secara akurat keindahan dari fakta

that in a period of intense suffering,

bahwa di masa yang sangat menderita,

Van Gogh was somehow able to perceive and represent

Van Gogh entah bagaimana mampu memahami dan mewakili

one of the most supremely difficult concepts

salah satu konsep tersulit

nature has ever brought before mankind,

dari alam untuk umat manusia,

and to unite his unique mind's eye

dan menyatukan pandangan pemikirannya yang unik

with the deepest mysteries of movement, fluid and light.

dengan misteri terdalam dari gerakan, fluida, dan cahaya.