Art and Science....Turbulent flow in Van Gogh paintings

(เขียนเมื่อ 13 ธันวาคม 2558 เขียนไว้นานแล้วใน FB เอามาเก็บไว้แถวนี้เพราะมีเนื้อหาน่าสนใจค่ะ)

สองสัปดาห์ที่แล้วไปกินข้าวที่ Beach Walk กับพี่หญิง ได้ไปดูรูป Starry Night ของแวนโกะที่ได้มอบไว้ให้ที่นี่ ได้ถ่ายรูปไว้ให้ กลับมาก็ไม่ได้คิดอะไรมาก เพราะปกติไม่ได้ชอบงานของแวนโกะเท่าไร คือส่วนตัวชอบอิมเพรสชั่นนิสต์ แต่งานของแวนโกะจะเป็น Post Impressionist การแสดงของภาพมีความเคลื่อนไหวสูงกว่า หม่นกว่า แต่ก็ต้องรู้จักกันตามท้องเรื่องอะนะคะ

วันนี้เปิดดูสารคดีใน You Tube พบแอนิเมชั่นของ Ted Ed นำเสนอว่า The Starry night ของแวนโกะ สามารถแสดงรูปแบบความปั่นป่วนของของไหล( Fluid turbulence) ได้ตามหลักวิทยาศาสตร์ ซึ่งเป็นสิ่งที่ปกติมนุษย์จะมองไม่เห็น (ปกติเราจะเรียนเรื่อง Turbulence เช่น ไอที่พ่นจากเครื่องบิน หรือ eddy current ของการไหลของของเหลว แล้วทำการคำนวณทางคณิตศาสตร์เพื่อจะควบคุมการทำงานของการเกิดการไหลแบบปั่นป่วนเหล่านั้น เช่น การควบคุมการไหลของของไหลในท่อให้ช้าเร็วเพื่อให้เกิดการปั่นป่วนของของไหลมากน้อยต่างกัน เอาไปใช้ประโยชน์ในการให้ความร้อนแก่ของไหลอย่างทั่วถึง เป็นต้น )

แต่แวนโกะและศิลปินอิมเพรสชั่นนิสต์คนอื่นๆใช้วิธีการเขียนภาพต่างจากศิลปินยุคก่อนโดยการจับการเคลื่อนไหวของแสง คือเล่นกับความส่องสว่าง (luminance) ภาพสไตล์อิมเพรสชั่นนิสต์จึงออกมาคล้ายจะมีการเคลื่อนไหว เป็นสิ่งที่จับอารมณ์ ณ ขณะนั้น

ในภาพ Starry Night แวนโกะได้วาดให้เห็นการเคลื่อนไหวที่หมุนวนเป็นวง นักวิจัยได้ทำการวิจัยภาพโดยทำการดิจิไตล์ภาพดูทีละพิกเซลแล้วพบว่าแวนโกะวาดภาพการเคลื่อนไหวในภาพได้ใกล้เคียงกับการอธิบายด้วยคณิตศาสตร์ ซึ่งเป็นเรื่องเหลือเชื่อมากที่เขาสามารถแสดงการเคลื่อนไหวของแสงออกมาได้เช่นนั้น และเป็นเฉพาะภาพที่เขาวาดเมื่อตกอยู่ในภาวะจิตสับสนเท่านั้น เพราะเมื่อลองเปรียบเทียบกับภาพที่เขาวาดตอนที่จิตใจสงบนิ่ง เช่น ภาพเหมือนของตนเองที่สูบไปค์ ภาพนั้นมีควันที่พ่นลอยเป็นวง แต่ไม่มีรูปแบบใกล้เคียงกับหลักการทางวิทยาศาสตร์ หรือแม้แต่ภาพ Scream ของ Edvard Munch ซึ่งมีลักษณะของ Turbulence เช่นกัน ก็ไม่พบรูปแบบการเคลื่อนไหวตามหลักการนี้แต่อย่างใด

วารสาร Nature ได้เขียนบทความเกี่ยวกับเรื่องนี้ไว้ด้วยว่า หลักการที่อธิบายความสัมพันธ์ของความเร็วของการไหลและอัตราแรงต้าน ได้ถูกคิดขึ้นโดยนักวิจัยชาวรัสเซีย Andrei Kolmogorov ช่วงทศวรรษ 1940s ความสัมพันธ์นี้เรียกว่า Kolmogorov scaling สิ่งที่พบในงานของแวนโกะคือภาพแสดงการเคลื่อนไหวที่ถูกต้องตามหลักการนี้นั่นเอง และเป็นเพียงคนเดียวที่พบว่าสามารถวาดภาพได้ตรงตามทฤษฎีนี้สามารถตรวจสอบได้จากภาพต่างๆ เช่น The Starry Night, Road with Cypress and Star และ Wheat Field with Crows ( ทั้งนี้ไม่ได้หมายความว่าศิลปินคนอื่นวาดภาพไม่ตรงตามความเป็นจริงนะคะ เพียงแต่ไม่ตรงกับทฤษฎีที่นักวิจัยเขาศึกษาเท่านั้น เพราะยังมีงานของศิลปิน เช่น Jackson Pollock ซึ่งมีรูปแบบ fractal patterns นั่นเอาไว้เป็นอีกเรื่องแล้วกัน ไม่อยากบอกว่างานของ Pollock ก็ไม่ค่อยชอบเหมือนกัน ไม่มีอารมณ์ศิลป์แนวนี้เลยนะเรา)

ถ้าจะดูเพิ่ม เวอร์ชั่นง่าย ตามไปดูแอนิเมชั่นใน YouTube ลิงก์นี้นะคะ

http://youtu.be/PMerSm2ToFY

ถ้าจะเอาชนิดมีคำอธิบายละเอียดขึ้นอีกนิดแต่ยังเข้าใจง่ายก็ลิงก์นี้ค่ะ บทความในวารสารเนเจอร์
http://www.nature.com/n…/2006/060703/full/news060703-17.html

ลิงก์ของ Museum of Modern Art http://www.moma.org/…/vincent-van-gogh-the-starry-night-1889

และถ้าจะอ่านเวอร์ชั่นงานวิชาการให้ตามไปค้นงานปี 2006 เรื่องนี้ค่ะ http://arxiv.org/abs/physics/0606246