Why Fractal Patterns In Nature And Art Are Stress Reducing

Một dương xỉ lặp lại mô hình của nó ở quy mô khác nhau. Michael , CC BY-NC

Con người là sinh vật trực quan. Các đối tượng chúng tôi gọi là người đẹp và người đẹp là một phần quan trọng của nhân loại. Ngay cả những ví dụ lâu đời nhất được biết đến của nghệ thuật đá và hang động phục vụ thẩm mỹ thay vì vai trò thực dụng. Mặc dù thẩm mỹ thường được coi là một chất lượng mơ hồ không rõ ràng, nhóm nghiên cứu như của tôi đang sử dụng các kỹ thuật tinh vi để định lượng nó - và tác động của nó đối với người quan sát. The Conversation

Chúng tôi thấy rằng hình ảnh thẩm mỹ có thể tạo ra những thay đổi đáng kinh ngạc cho cơ thể, bao gồm giảm triệt để mức độ căng thẳng của người quan sát. Căng thẳng công việc một mình ước tính chi phí các doanh nghiệp Mỹ nhiều tỷ đô la hàng năm, vì vậy nghiên cứu thẩm mỹ giữ một lợi ích tiềm năng rất lớn cho xã hội.

Các nhà nghiên cứu đang gỡ rối những gì làm cho các tác phẩm nghệ thuật hoặc cảnh thiên nhiên đặc biệt hấp dẫn trực quan và giảm căng thẳng - và một yếu tố quan trọng là sự hiện diện của các mô hình lặp đi lặp lại được gọi là fractals.

Làm hài lòng các mẫu, trong nghệ thuật và trong tự nhiên

Khi nói đến thẩm mỹ, ai học giỏi hơn nghệ sĩ nổi tiếng? Rốt cuộc, họ là những chuyên gia thị giác. Nhóm nghiên cứu của tôi đã thực hiện phương pháp này với Jackson Pollock, người đã vươn lên đỉnh cao của nghệ thuật hiện đại vào cuối thời đại 1940 bằng cách đổ sơn trực tiếp từ một cái hộp lên các bức tranh ngang đặt trên sàn xưởng của mình. Mặc dù các trận chiến nổ ra giữa các học giả Pollock liên quan đến ý nghĩa của các mô hình rải rác của ông, nhiều người đồng ý rằng họ có cảm giác tự nhiên, hữu cơ đối với họ.


innerself subscribe graphic


Sự tò mò khoa học của tôi đã bị khuấy động khi tôi biết rằng nhiều vật thể của thiên nhiên là fractal, có các mẫu lặp lại ở độ phóng đại ngày càng tốt. Ví dụ, nghĩ về một cái cây. Đầu tiên bạn nhìn thấy những nhánh lớn mọc ra từ thân cây. Sau đó, bạn thấy các phiên bản nhỏ hơn phát triển từ mỗi chi nhánh lớn. Khi bạn tiếp tục phóng to, các nhánh nhỏ hơn và mịn hơn xuất hiện, tất cả các đường dẫn xuống các nhánh nhỏ nhất. Các ví dụ khác về fractals của thiên nhiên bao gồm mây, sông, bờ biển và núi.

Trong 1999, nhóm của tôi đã sử dụng các kỹ thuật phân tích mẫu máy tính để chỉ ra rằng Tranh của Pollock như là fractal như các mô hình được tìm thấy trong cảnh quan thiên nhiên. Kể từ đó, nhiều hơn 10 các nhóm khác nhau đã thực hiện nhiều hình thức phân tích fractal trên bức tranh của mình. Khả năng thể hiện tính thẩm mỹ fractal của Pollock giúp giải thích sự phổ biến lâu dài trong công việc của ông.

Tác động của thẩm mỹ tự nhiên là mạnh mẽ đáng ngạc nhiên. Trong 1980s, các kiến ​​trúc sư nhận thấy rằng bệnh nhân hồi phục nhanh hơn sau phẫu thuật khi được chỉ định phòng bệnh viện với cửa sổ nhìn ra thiên nhiên. Các nghiên cứu khác kể từ đó đã chứng minh rằng chỉ cần nhìn vào hình ảnh của cảnh thiên nhiên có thể thay đổi cách hệ thống thần kinh tự trị của một người phản ứng với căng thẳng.

fractals2 4 1Có phải fractals là bí mật cho một số cảnh thiên nhiên nhẹ nhàng? Ronan, CC BY-NC-ND

Đối với tôi, điều này đặt ra câu hỏi tương tự mà tôi đã hỏi về Pollock: fractals có chịu trách nhiệm không? Phối hợp với các nhà tâm lý học và nhà thần kinh học, chúng tôi đã đo lường phản ứng của mọi người đối với fractals tìm thấy trong tự nhiên (sử dụng hình ảnh của cảnh thiên nhiên), nghệ thuật (tranh của Pollock) và toán học (hình ảnh do máy tính tạo ra) và phát hiện ra một hiệu ứng phổ quát mà chúng tôi dán nhãnlưu loát".

Thông qua việc tiếp xúc với khung cảnh fractal của thiên nhiên, các hệ thống thị giác của mọi người đã thích nghi với việc xử lý các fractals một cách hiệu quả một cách dễ dàng. Chúng tôi thấy rằng sự thích nghi này xảy ra ở nhiều giai đoạn của hệ thống thị giác, từ cách mắt chúng ta di chuyển đến vùng nào của não được kích hoạt. Sự lưu loát này đặt chúng ta vào một vùng thoải mái và vì vậy chúng ta thích nhìn vào fractals. Quan trọng, chúng tôi đã sử dụng điện não đồ để ghi lại hoạt động điện của não và kỹ thuật dẫn điện da để chỉ ra rằng trải nghiệm thẩm mỹ này đi kèm với việc giảm căng thẳng phần trăm 60 - một hiệu quả lớn đáng ngạc nhiên đối với một điều trị không dùng thuốc. Sự thay đổi sinh lý này thậm chí còn tăng tốc tỷ lệ phục hồi sau phẫu thuật.

Nghệ sĩ trực giác hấp dẫn của fractals

Do đó, không có gì đáng ngạc nhiên khi biết rằng, như các chuyên gia thị giác, các nghệ sĩ đã nhúng các mô hình fractal trong các tác phẩm của họ qua nhiều thế kỷ và qua nhiều nền văn hóa. Fractals có thể được tìm thấy, ví dụ, trong các tác phẩm La Mã, Ai Cập, Aztec, Incan và Maya. Ví dụ yêu thích của tôi về nghệ thuật fractal từ thời gian gần đây bao gồm sự hỗn loạn của da Vinci (1500) Làn sóng lớn của Hokusai (1830) Sê-ri Vòng tròn MC Escher's (1950) và, tất nhiên, Tranh đổ của Pollock.

Mặc dù phổ biến trong nghệ thuật, sự lặp lại của các mẫu hình thể hiện một thách thức nghệ thuật. Chẳng hạn, nhiều người đã cố gắng giả mạo fractals của Pollock và thất bại. Thật vậy, phân tích fractal của chúng tôi có đã giúp xác định Pollocks giả trong trường hợp cao cấp. Các nghiên cứu gần đây của những người khác cho thấy phân tích fractal có thể giúp phân biệt thật với Pollocks giả với tỷ lệ phần trăm thành công 93.

Làm thế nào các nghệ sĩ tạo ra fractals của họ thúc đẩy cuộc tranh luận về tự nhiên trong nghệ thuật: Tính thẩm mỹ được xác định ở mức độ nào bởi các cơ chế vô thức tự động vốn có trong sinh học của nghệ sĩ, trái ngược với mối quan tâm về trí tuệ và văn hóa của họ? Trong trường hợp của Pollock, tính thẩm mỹ gãy xương của anh ta là kết quả của một hỗn hợp hấp dẫn của cả hai. Mô hình fractal của anh bắt nguồn từ chuyển động cơ thể của anh ấy (cụ thể là một quá trình tự động liên quan đến cân bằng được biết đến là fractal). Nhưng ông đã dành nhiều năm 10 có ý thức tinh chỉnh kỹ thuật rót của mình để tăng độ phức tạp thị giác của các mẫu fractal này.

Độ phức tạp của Fractal

Động lực của Pollock liên tục gia tăng sự phức tạp của các mẫu fractal của anh ấy trở nên rõ ràng gần đây khi tôi nghiên cứu tính chất fractal của vết mực Rorschach. Những blots trừu tượng này nổi tiếng vì mọi người nhìn thấy các hình thức tưởng tượng (hình và động vật) trong đó. Tôi đã giải thích quy trình này về mặt hiệu ứng lưu loát của fractal, giúp tăng cường các quy trình nhận dạng mẫu của mọi người. Các vết mực fractal có độ phức tạp thấp làm cho quá trình này kích hoạt hạnh phúc, đánh lừa các nhà quan sát thấy những hình ảnh không có ở đó.

Pollock không thích ý tưởng rằng người xem các bức tranh của anh ta bị phân tâm bởi những nhân vật tưởng tượng như vậy, mà anh ta gọi là hàng hóa bổ sung. Ông đã trực giác tăng độ phức tạp của các tác phẩm của mình để ngăn chặn hiện tượng này.

Đồng nghiệp biểu hiện trừu tượng của Pollock, Willem De Kooning, cũng vẽ fractals. Khi ông được chẩn đoán mắc chứng mất trí nhớ, một số học giả nghệ thuật kêu gọi nghỉ hưu giữa những lo ngại rằng nó sẽ làm giảm thành phần nuôi dưỡng trong tác phẩm của ông. Tuy nhiên, mặc dù họ dự đoán sự suy giảm trong tranh của ông, công việc sau này truyền đạt một sự yên bình mất tích từ những mảnh trước đó của mình. Gần đây, sự phức tạp của fractal trong các bức tranh của ông đã được thể hiện cho giảm dần khi anh rơi vào chứng mất trí. Nghiên cứu tập trung vào bảy nghệ sĩ với các tình trạng thần kinh khác nhau và nhấn mạnh tiềm năng của việc sử dụng các tác phẩm nghệ thuật như một công cụ mới để nghiên cứu các bệnh này. Đối với tôi, thông điệp truyền cảm hứng nhất là, khi chiến đấu với những căn bệnh này, các nghệ sĩ vẫn có thể tạo ra những tác phẩm nghệ thuật tuyệt đẹp.

Nghiên cứu chính của tôi tập trung vào phát triển cấy ghép võng mạc để khôi phục thị lực cho nạn nhân của bệnh võng mạc. Thoạt nhìn, mục tiêu này dường như là một chặng đường dài từ nghệ thuật của Pollock. Tuy nhiên, chính công việc của anh ấy đã cho tôi manh mối đầu tiên về sự lưu loát của fractal và vai trò của fractals có thể đóng vai trò trong việc kiểm soát mức độ căng thẳng của mọi người. Đến đảm bảo rằng cấy ghép lấy cảm hứng sinh học của tôi gây ra giảm căng thẳng tương tự Khi nhìn vào các mảnh nhỏ của thiên nhiên như đôi mắt bình thường, chúng gần giống với thiết kế của võng mạc.

Khi tôi bắt đầu nghiên cứu Pollock, tôi chưa bao giờ tưởng tượng nó sẽ cung cấp các thiết kế mắt nhân tạo. Tuy nhiên, điều này là sức mạnh của những nỗ lực liên ngành - suy nghĩ ra khỏi hộp hướng dẫn đến những ý tưởng bất ngờ nhưng có khả năng cách mạng.

Giới thiệu về Tác giả

Richard Taylor, Giám đốc Viện Khoa học Vật liệu và Giáo sư Vật lý, Đại học Oregon

Bài viết này ban đầu được xuất bản vào Conversation. Đọc ban đầu bài viết.

Sách liên quan

at Thị trường InnerSelf và Amazon