الگوهای فراکتالی در طبیعت و هنر از نظر زیبایی شناختی و کاهش دهنده استرس است

یک سرخس الگوی خود را در مقیاس های مختلف تکرار می کند. مایکل ، سی سی By-NC

انسان موجودات بصری است. اشیایی که ما آن را "زیبا" یا "زیبایی شناسی" می نامیم ، بخش مهمی از بشریت ما هستند. حتی قدیمی ترین نمونه های شناخته شده از هنر سنگ و غار به جای نقش های سودمند ، زیبایی شناسی را به دست می آورد. اگرچه زیبایی شناسی اغلب به عنوان یک کیفیت مبهم تعریف نشده در نظر گرفته می شود ، اما گروه های تحقیقاتی مانند معدن از تکنیک های پیشرفته ای برای تعیین کمیت آن استفاده می کنند-و تأثیر آن بر روی ناظر.

ما می دانیم که تصاویر زیبایی شناسی می توانند باعث ایجاد تغییرات حیرت انگیز در بدن شوند ، از جمله کاهش اساسی در سطح استرس ناظر. تخمین زده می شود استرس شغلی سالانه بسیاری از میلیاردها دلار برای مشاغل آمریکایی هزینه کند ، بنابراین مطالعه زیبایی شناسی یک مزیت بالقوه عظیم برای جامعه دارد.

محققان فقط آنچه را که آثار هنری یا صحنه های طبیعی خاصی را از نظر بصری جذاب و تسکین دهنده استرس ایجاد می کند ، در حال حل و فصل هستند-و یکی از عوامل مهم وجود الگوهای تکراری به نام Fractals است.

آیا فراکتال ها کلید اصلی کار پولاک هستند؟عکس AP/LM OTERO

الگوهای دلپذیر ، در هنر و طبیعت

وقتی صحبت از زیبایی شناسی می شود ، چه کسی بهتر از هنرمندان مشهور تحصیل می کند؟آنها ، از همه ، متخصصان بصری هستند. گروه تحقیقاتی من این رویکرد را با جکسون پولاک انجام داد ، که در اواخر دهه 1940 با ریختن رنگ مستقیم از یک قوطی بر روی بوم های افقی که در کف استودیوی وی قرار گرفته بود ، به اوج هنر مدرن رسید. اگرچه نبردها در بین دانشمندان پولاک در مورد معنی الگوهای پراکنده وی دست و پنجه نرم می کردند ، اما بسیاری موافق بودند که از نظر ارگانیک و طبیعی برای آنها احساس می کنند.

کنجکاوی علمی من وقتی یاد گرفتم که بسیاری از اشیاء طبیعت فراکتال هستند ، الگوهایی هستند که در بزرگنمایی های فزاینده ای تکرار می شوند. به عنوان مثال ، به یک درخت فکر کنید. ابتدا شاخه های بزرگ را می بینید که از صندوق عقب در حال رشد است. سپس نسخه های کوچکتر را می بینید که از هر شاخه بزرگ در حال رشد است. همانطور که به بزرگنمایی ادامه می دهید ، شاخه های ظریف تر و ظریف تر ظاهر می شوند ، همه راه را به سمت کوچکترین شاخه ها پایین می آورند. نمونه های دیگر از فراکتال های طبیعت شامل ابرها ، رودخانه ها ، خطوط ساحلی و کوه است.

در سال 1999 ، گروه من از تکنیک های تجزیه و تحلیل الگوی رایانه استفاده کردند تا نشان دهند که نقاشی های پولاک به همان اندازه الگوهای موجود در مناظر طبیعی فراکتال هستند. از آن زمان ، بیش از 10 گروه مختلف اشکال مختلفی از تجزیه و تحلیل فراکتال را بر روی نقاشی های وی انجام داده اند. توانایی پولاک در بیان زیبایی شناسی فراکتال طبیعت به توضیح محبوبیت ماندگار کار وی کمک می کند.

تأثیر زیبایی شناسی طبیعت به طرز حیرت انگیزی قدرتمند است. در دهه 1980 ، معماران دریافتند که بیماران هنگام انجام اتاق های بیمارستان با پنجره هایی که از طبیعت برخورد می کنند ، سریعتر از عمل جراحی بهبود می یابند. مطالعات دیگر از آن زمان نشان داده اند که فقط نگاه کردن به تصاویر از صحنه های طبیعی می تواند نحوه پاسخ سیستم عصبی خودمختار فرد به استرس را تغییر دهد.

آیا Fractals راز برخی از صحنه های طبیعی تسکین دهنده است؟Ronan ، CC BY-NC-ND

برای من ، این همان سؤالی را که من از پولاک پرسیده ام ، ایجاد می کند: آیا فراکتال ها مسئول هستند؟با همکاری با روانشناسان و دانشمندان علوم اعصاب ، ما پاسخ افراد را به فراکتال های موجود در طبیعت (با استفاده از عکس های صحنه های طبیعی) ، هنر (نقاشی های پولاک) و ریاضیات (تصاویر تولید شده رایانه) اندازه گیری کردیم و یک اثر جهانی را کشف کردیم که "تسلط فراکتال" را نشان دادیم.

از طریق قرار گرفتن در معرض مناظر فراکتالی طبیعت ، سیستم های بصری افراد سازگار شده اند تا فراکتال ها را با سهولت پردازش کنند. ما دریافتیم که این سازگاری در بسیاری از مراحل سیستم بصری رخ می دهد ، از نحوه حرکت چشمان ما به کدام مناطق از مغز فعال می شود. این تسلط ما را در یک منطقه راحتی قرار می دهد و بنابراین ما از دیدن فراکتال ها لذت می بریم. از نظر مهم ، ما از EEG برای ثبت فعالیت الکتریکی مغز و تکنیک های هدایت پوست استفاده کردیم تا نشان دهیم که این تجربه زیبایی شناسی با کاهش استرس 60 درصد همراه است - یک اثر شگفت آور بزرگ برای یک درمان غیرقانونی. این تغییر فیزیولوژیکی حتی نرخ بهبودی بعد از عمل را تسریع می کند.

هنرمندان جذابیت فراکتال ها را مورد توجه قرار می دهند

بنابراین تعجب آور نیست که بدانیم ، به عنوان کارشناسان بصری ، هنرمندان در طول قرن ها و در بسیاری از فرهنگ ها الگوهای فراکتالی را در آثار خود جاسازی کرده اند. Fractals را می توان به عنوان مثال در آثار رومی ، مصری ، آزتک ، اینکان و مایان یافت. نمونه های مورد علاقه من از هنر فراکتال از زمان های اخیر شامل تلاطم داوینچی (1500) ، موج بزرگ هوکوزای (1830) ، M. C. سری دایره اشر (دهه 1950) و البته نقاشی های ریخته شده پولاک.

اگرچه در هنر شایع است ، تکرار فراکتال الگوهای یک چالش هنری است. به عنوان مثال ، بسیاری از مردم سعی در جعل فراکتال های پولاک کرده و شکست خورده اند. در واقع ، تجزیه و تحلیل فراکتال ما به شناسایی گرده های جعلی در موارد مشهور کمک کرده است. مطالعات اخیر توسط دیگران نشان می دهد که تجزیه و تحلیل فراکتال می تواند به تشخیص واقعی از گرده های جعلی با میزان موفقیت 93 درصد کمک کند.

چگونه هنرمندان Fractals خود را ایجاد می کنند ، بحث طبیعت در مقابل در هنر را در هنر سوخت می کند: زیبایی شناسی توسط مکانیسم های ناخودآگاه اتوماتیک ذاتی در زیست شناسی هنرمند تعیین می شود ، بر خلاف نگرانی های فکری و فرهنگی آنها؟در مورد پولاک ، زیبایی شناسی فراکتال وی ناشی از ترکیبی جذاب از هر دو بود. الگوهای فراکتال او از حرکات بدن وی سرچشمه گرفته است (به ویژه یک فرآیند اتوماتیک مربوط به تعادل شناخته شده به عنوان فراکتال). اما او 10 سال را صرف آگاهانه در تکنیک ریختن خود برای افزایش پیچیدگی بصری این الگوهای فراکتالی کرد.

آزمون Rorschach Inkblot به آنچه می خوانید به تصویر متکی است. هرمان رورسچاچ

پیچیدگی

انگیزه پولاک برای افزایش مداوم پیچیدگی الگوهای فراکتال او اخیراً آشکار شد که من خواص فراکتالی جوهر Rorschach را مطالعه کردم. این لکه های انتزاعی مشهور هستند زیرا مردم اشکال خیالی (چهره ها و حیوانات) را در آنها می بینند. من این فرایند را از نظر اثر تسلط فراکتال توضیح دادم ، که فرایندهای تشخیص الگوی افراد را تقویت می کند. جوهر های Fractal پیچیدگی کم باعث شده است که این فرایند باعث خوشحالی ناظران شود و از دیدن تصاویری که در آنجا نیستند ، فریب دهند.

پولاک از این ایده که بینندگان نقاشی های او توسط چنین چهره های خیالی پریشان شدند ، که او آن را "محموله اضافی" خوانده بود ، پریشان کرد. او به طور شهودی پیچیدگی آثار خود را برای جلوگیری از این پدیده افزایش داد.

همکار اکسپرسیونیست انتزاعی پولاک ، ویلم دی کونینگ ، همچنین Fractals را نقاشی کرد. هنگامی که وی به زوال عقل تشخیص داده شد ، برخی از محققان هنری خواستار بازنشستگی وی در میان نگرانی هایی بودند که این امر باعث کاهش مؤلفه پرورش کار وی می شود. با این حال ، اگرچه آنها پیش بینی وخیم در نقاشی های او را پیش بینی کردند ، اما آثار بعدی وی صلح آمیز را که از قطعات قبلی وی گم شده بود ، منتقل می کرد. به تازگی ، پیچیدگی فراکتال نقاشی های او به محض سقوط به زوال عقل ، به طور پیوسته سقوط می کند. این مطالعه بر هفت هنرمند با شرایط عصبی مختلف متمرکز شده و پتانسیل استفاده از آثار هنری را به عنوان ابزاری جدید برای مطالعه این بیماری ها برجسته کرده است. از نظر من ، الهام بخش ترین پیام این است که ، هنگام مبارزه با این بیماری ها ، هنرمندان هنوز هم می توانند آثار هنری زیبایی ایجاد کنند.

شناخت چگونگی کاهش فراکتال باعث کاهش استرس می شود به این معنی که می توان ایمپلنت های شبکیه ای را ایجاد کرد که از مکانیسم تقلید می کنند. تصویر nautilus از طریق www.shutterstock.com

تحقیقات اصلی من بر توسعه ایمپلنت های شبکیه برای بازگرداندن دید به قربانیان بیماری های شبکیه متمرکز است. در نگاه اول ، این هدف از هنر پولاک مسیری طولانی به نظر می رسد. با این حال ، این کار او بود که اولین سرنخ را برای تسلط فراکتال به من داد و نقش فراکتال های طبیعت می تواند در کنترل سطح استرس افراد بازی کند. برای اطمینان از اینکه ایمپلنت های الهام گرفته از زیستی من هنگام نگاه به فراکتال های طبیعت به عنوان چشمان طبیعی ، همان کاهش استرس را القا می کنند ، از نزدیک از طراحی شبکیه تقلید می کنند.

هنگامی که من تحقیقات Pollock را شروع کردم ، هرگز تصور نمی کردم که این طرح های مصنوعی چشم را آگاه کند. این ، این قدرت تلاش های بین رشته ای است - فکر کردن "خارج از جعبه" منجر به ایده های غیر منتظره اما بالقوه انقلابی می شود.

این مقاله در ابتدا در مکالمه منتشر شد.

ریچارد تیلور ، مدیر مؤسسه علوم مواد و استاد فیزیک ، دانشگاه اورگان < SPAN> تحقیقات اصلی من بر توسعه ایمپلنت های شبکیه برای بازگرداندن بینش به قربانیان بیماریهای شبکیه متمرکز است. در نگاه اول ، این هدف از هنر پولاک مسیری طولانی به نظر می رسد. با این حال ، این کار او بود که اولین سرنخ را برای تسلط فراکتال به من داد و نقش فراکتال های طبیعت می تواند در کنترل سطح استرس افراد بازی کند. برای اطمینان از اینکه ایمپلنت های الهام گرفته از زیستی من هنگام نگاه به فراکتال های طبیعت به عنوان چشمان طبیعی ، همان کاهش استرس را القا می کنند ، از نزدیک از طراحی شبکیه تقلید می کنند.