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

Vertaald door: Dick Stada Nagekeken door: Peter van de Ven

One of the most remarkable aspects of the human brain

Een van de bijzonderste aspecten van het menselijk brein

is het kunnen herkennen en omschrijven van patronen.

is its ability to recognize patterns and describe them.

Among the hardest patterns we've tried to understand

Een van de moeilijkst te begrijpen patronen

is the concept of turbulent flow in fluid dynamics.

was het concept van turbulentie in de stromingsleer.

The German physicist Werner Heisenberg said,

De Duitse natuurkundige Werner Heisenberg zei ooit:

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

"Als ik God ontmoet, vraag ik hem twee dingen:

why relativity and why turbulence?

waarom is er relativiteit en waarom is er turbulentie?

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

Ik ben er zeker van dat hij een antwoord op de eerste vraag heeft."

As difficult as turbulence is to understand mathematically,

Hoe moeilijk turbulentie ook wiskundig te begrijpen is,

we can use art to depict the way it looks.

toch kunnen we het uitbeelden met kunst.

In juni 1889 schilderde Vincent van Gogh het uitzicht vlak voor zonsopgang

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

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

door het raam van zijn kamer in het psychiatrisch ziekenhuis

van Saint-Paul-de-Mausole, in Saint-Rémy-de-Provence,

in Saint-Rémy-de-Provence,

where he'd admitted himself after mutilating his own ear

waar hij zich had laten opnemen nadat hij zijn oor had verminkt

in a psychotic episode.

in een psychotische periode.

In "The Starry Night," his circular brushstrokes

In 'De sterrennacht' scheppen zijn cirkelvormige penseelstreken

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

een nachtelijke hemel gevuld met wervelende wolken en sterren.

Van Gogh and other Impressionists represented light in a different way

Van Gogh en andere impressionisten

verbeeldden licht op een andere manier dan hun voorgangers.

than their predecessors,

seeming to capture its motion, for instance,

Ze lijken beweging te vangen.

across sun-dappled waters,

Bijvoorbeeld over zonovergoten water,

or here in star light that twinkles and melts

of hier in het licht van sterren dat twinkelt en smelt

through milky waves of blue night sky.

door de melkachtige golven van de blauwe nachthemel.

The effect is caused by luminance,

Dit effect wordt veroorzaakt door oplichting,

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

de intensiteit van het licht in de kleuren op het doek.

The more primitive part of our visual cortex,

Het primitievere deel van onze hersenschors,

which sees light contrast and motion, but not color,

dat alleen contrast ziet maar geen kleur,

will blend two differently colored areas together

zal twee verschillend gekleurde gebieden mixen

if they have the same luminance.

als ze dezelfde helderheid hebben.

But our brains' primate subdivision

Maar de primaire onderafdeling van onze hersenen

will see the contrasting colors without blending.

ziet de contrasterende kleuren zonder ze te mengen.

With these two interpretations happening at once,

Met deze twee tegelijk optredende interpretaties

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

lijkt het licht in veel impressionistisch werk te pulseren, knipperen of draaien.

That's how this and other Impressionist works

Zo gebruikt dit en andere impressionistische werken

use quickly executed prominent brushstrokes

snel uitgevoerde opvallende penseelstreken

to capture something strikingly real about how light moves.

om opmerkelijk realistisch vast te leggen hoe licht beweegt.

Sixty years later, Russian mathematician Andrey Kolmogorov

Zestig jaar later leerde de Russische wiskundige Andrey Kolmogorov

furthered our mathematical understanding of turbulence

ons nog meer over turbulentie

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

toen hij voorstelde dat energie in een turbulente vloeistof met lengte R

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

varieert in verhouding tot de vijf derde macht van R.

Experimental measurements show Kolmogorov

Experimenteel meten toont aan

dat Kolmogorov opmerkelijk veel begreep van hoe turbulente vloeistoffen werken,

was remarkably close to the way turbulent flow works,

although a complete description of turbulence

hoewel een volledige beschrijving van turbulentie

remains one of the unsolved problems in physics.

een van de onopgeloste problemen in de natuurkunde blijft.

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

Een turbulente stroom is zelforganiserend als er een cascade van energie is.

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

Grote wervelingen zetten hun energie om naar kleine wervelingen,

which do likewise at other scales.

die datzelfde ook weer doen.

Examples of this include Jupiter's Great Red Spot,

Voorbeelden hiervan zijn de Grote rode vlek van Jupiter,

cloud formations and interstellar dust particles.

wolkenformaties en interstellaire stofwolken.

In 2004, using the Hubble Space Telescope,

Met de Hubble-telescoop zagen wetenschappers in 2004

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

wervelingen in een verre wolk van stof en gas om een ster heen.

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

Het deed ze denken aan 'De sterrennacht' van Van Gogh.

This motivated scientists from Mexico, Spain and England

Dit motiveerde wetenschappers uit Mexico, Spanje en Engeland

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

om nauwkeurig de helderheid te bestuderen in de schilderijen van Van Gogh.

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

Ze ontdekten een zeker patroon van turbulente vloeistofstructuren

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

dat redelijk voldeed aan de modellen van Kolmogorov, in Van Gogh's werk.

The researchers digitized the paintings,

De onderzoekers digitaliseerden de schilderijen

and measured how brightness varies between any two pixels.

en maten hoe helderheid varieerde tussen elke twee pixels.

From the curves measured for pixel separations,

Bij de rondingen maten ze de pixelafstand

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

en concludeerden dat de werken uit Van Goghs psychotische periode

behave remarkably similar to fluid turbulence.

opmerkelijke gelijkenis vertonen met vloeistofturbulentie.

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

Zijn zelfportret met de pijp, uit een rustigere periode van zijn leven,

showed no sign of this correspondence.

liet geen overeenkomst daarmee zien.

And neither did other artists' work

Werk van andere kunstenaars ook niet,

that seemed equally turbulent at first glance,

al leek dat in eerste instantie net zo turbulent,

like Munch's "The Scream."

zoals 'De schreeuw' van Munch.

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

Het is te gemakkelijk om te zeggen dat Van Gogh's turbulente genialiteit

enabled him to depict turbulence,

hem in staat stelde om turbulentie te verbeelden.

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

Toch is het ook veel te moeilijk om de uitbundige schoonheid te verwoorden

that in a period of intense suffering,

van het feit dat in een periode van intens lijden,

Van Gogh was somehow able to perceive and represent

Van Gogh in staat was om een van de moeilijkste concepten

one of the most supremely difficult concepts

te ontwaren en uit te beelden

nature has ever brought before mankind,

die de natuur ooit aan de mens presenteerde

and to unite his unique mind's eye

en om zijn unieke geestesoog te verenigen

with the deepest mysteries of movement, fluid and light.

met de diepste geheimen van beweging, vloeistof en licht.