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

Translator: Thi Minh Phuong Chu Reviewer: Linh Tran

One of the most remarkable aspects of the human brain

Một trong những điểm nổi bật của bộ não con người

is its ability to recognize patterns and describe them.

là khả năng nhận ra họa tiết và mô tả nó.

Among the hardest patterns we've tried to understand

Trong số những họa tiết khó nhất mà ta cố tìm hiểu

is the concept of turbulent flow in fluid dynamics.

là khái niệm về dòng chảy hỗn loạn trong động lực học chất lỏng.

The German physicist Werner Heisenberg said,

Nhà vật lý người Đức Werner Heisenberg nói,

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

"Khi tôi gặp Chúa, tôi sẽ hỏi ngài hai câu hỏi:

why relativity and why turbulence?

tại sao lại có tương đối và tại sao lại có hỗn loạn?

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

Tôi tin rằng ngài sẽ có câu trả lời cho điều thứ nhất."

As difficult as turbulence is to understand mathematically,

Dù sự hỗn loạn rất khó để hiểu dựa trên toán học,

we can use art to depict the way it looks.

chúng ta có thể dùng hội họa để minh họa nó.

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

Tháng 6 năm 1889, Vincent van Gogh vẽ cảnh ngay trước bình minh

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

từ cửa sổ phòng ông ở nhà thương điên Saint-Paul-de-Mausole

in Saint-Rémy-de-Provence,

ở Saint-Rémy-de-Provence,

where he'd admitted himself after mutilating his own ear

nơi ông đã tự nhập viện sau khi cắt một bên tai

in a psychotic episode.

khi bị rối loạn tâm thần.

In "The Starry Night," his circular brushstrokes

Trong bức Trời Sao, những nét cọ tròn

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

tạo nên một bầu trời đầy những đám mây xoáy và xoáy lốc của các ngôi sao.

Van Gogh and other Impressionists represented light in a different way

Van Gogh và những họa sĩ trường phái Ấn tượng khác

than their predecessors,

thể hiện ánh sáng khác với người đi trước,

seeming to capture its motion, for instance,

dường như bắt lấy chuyển động của chúng, ví dụ như

across sun-dappled waters,

mặt nước sáng lấp lánh ánh mặt trời,

or here in star light that twinkles and melts

hoặc trong ánh sao nhấp nháy và tan chảy

through milky waves of blue night sky.

trong biển sao của trời đêm.

The effect is caused by luminance,

Hiệu ứng này là do độ chói của ánh sáng,

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

cường độ của ánh sáng trong màu sắc trên bức vẽ.

The more primitive part of our visual cortex,

Các phần tế bào nguyên thủy của vỏ não,

which sees light contrast and motion, but not color,

phần nhìn thấy ánh sáng tương phản và chuyển động, nhưng không thấy màu,

will blend two differently colored areas together

sẽ trộn hai cùng màu khác nhau lại

if they have the same luminance.

nếu chúng có cùng cường độ ánh sáng.

But our brains' primate subdivision

Nhưng phần phụ của não

will see the contrasting colors without blending.

sẽ thấy những màu tương phản này mà không bị trộn lẫn.

With these two interpretations happening at once,

Với cả hai sự nhận thức này diễn ra cùng lúc,

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

ánh sáng ở nhiều tác phẩm Ấn tượng dường như chuyển động và nhấp nháy.

That's how this and other Impressionist works

Đó là cách mà các họa sĩ Ấn tượng

use quickly executed prominent brushstrokes

dùng những nét vẽ nhanh và nổi bật

to capture something strikingly real about how light moves.

để khắc họa chân thực chuyển động của ánh sáng.

Sixty years later, Russian mathematician Andrey Kolmogorov

60 năm sau, nhà toán học Nga Andrey Kolmogorov

furthered our mathematical understanding of turbulence

cho ta hiểu thêm mặt toán học của sự hỗn loạn

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

khi ông nói năng lượng trong một chất lỏng hỗn loạn ở độ dài R

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

dao động trong khoảng 5/3 lần R.

Experimental measurements show Kolmogorov

Các thí nghiệm cho thấy Kolmogorov

was remarkably close to the way turbulent flow works,

đã đến rất gần với cách mà sự hỗn loạn vận hành,

although a complete description of turbulence

mặc dù mô tả hoàn chỉnh về sự hỗn loạn

remains one of the unsolved problems in physics.

vẫn chưa có lời giải đáp trong vật lý.

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

Dòng chảy hỗn loạn giống như chính nó với một thác năng lượng.

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

Nói cách khác, xoáy lớn chuyền năng lượng sang những xoáy nhỏ,

which do likewise at other scales.

và tương tự như vậy ở các bậc khác.

Examples of this include Jupiter's Great Red Spot,

Ví dụ của việc này bao gồm cả Vết đỏ lớn của sao Mộc,

cloud formations and interstellar dust particles.

sự hình thành sao và những phần tử bụi ngoài vũ trụ.

In 2004, using the Hubble Space Telescope,

Năm 2004, dùng kính thiên văn Hubble,

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

các nhà khoa học thấy xoáy của những đám bụi quanh một ngôi sao,

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

và nó nhắc họ nhớ đến bức "Trời sao" của Van Gogh.

This motivated scientists from Mexico, Spain and England

Những nhà khoa học đến từ Mexico, Tây Ban Nha và Anh

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

nghiên cứu sự phát sáng trong tranh Van Gogh thật chi tiết.

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

Họ phát hiện ra có những phần giống sự hỗn loạn của chất lỏng

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

gần với phương trình của Kolmogorov ẩn chứa sau nhiều bức họa Van Gogh.

The researchers digitized the paintings,

Các nhà phân tích phân chia bức tranh,

and measured how brightness varies between any two pixels.

và nghiên cứu độ sáng giữa hai điểm ảnh.

From the curves measured for pixel separations,

Từ đường cong đo đạc sự phân bố các điểm ảnh,

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

họ kết luận rằng bức tranh Van Gogh vẽ trong lúc bị bệnh

behave remarkably similar to fluid turbulence.

có nhiều điểm rất giống sự hỗn loạn chất lỏng.

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

Bức tự họa với ống điếu vẽ lúc ông không bị bệnh,

showed no sign of this correspondence.

không có dấu hiệu tương tự nào.

And neither did other artists' work

Và không có tác phẩm nào

that seemed equally turbulent at first glance,

có sự hỗn loạn dễ thấy từ cái nhìn đầu tiên

like Munch's "The Scream."

như Tiếng Thét của Munch.

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

Quá dễ khi nói thiên tư hỗn loạn của Van Gogh

enabled him to depict turbulence,

cho phép ông diễn tả sự hỗn loạn,

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

vẫn quá khó để thể hiện chính xác sức sống mãnh liệt của cái đẹp

that in a period of intense suffering,

trong thời gian bệnh nặng như vậy,

Van Gogh was somehow able to perceive and represent

Van Gogh bằng cách nào đó đã nhận thức và thể hiện

one of the most supremely difficult concepts

một trong những khái niệm khó nhất

nature has ever brought before mankind,

thiên nhiên từng mang đến,

and to unite his unique mind's eye

và hợp nhất não và mắt

with the deepest mysteries of movement, fluid and light.

với sự bí ẩn tột cùng của chuyển động, chất lỏng và ánh sáng.