Manusia adalah makhluk visual. Objek yang kita sebut "cantik" atau "estetika" adalah bahagian penting dari kemanusiaan kita. Contoh-contoh seni batu dan gua yang paling lama dikenali sebagai estetik dan bukannya peranan utilitarian. Walaupun estetika sering dianggap sebagai kualiti yang jelas tidak jelas, kumpulan penyelidikan seperti saya menggunakan teknik yang canggih untuk mengukurnya - dan kesannya terhadap pemerhati.
Kami mendapati bahawa imej estetik boleh menyebabkan perubahan yang mengejutkan ke badan, termasuk pengurangan radikal dalam tahap tekanan pemerhati. Stres kerja sahaja dianggarkan membebankan perniagaan Amerika berbilion-bilion dolar setiap tahun, jadi belajar estetika memegang manfaat besar kepada masyarakat.
Penyelidik tidak menghairankan hanya apa yang membuat karya seni tertentu atau adegan semulajadi secara visual menarik dan melegakan tekanan - dan satu faktor penting ialah kehadiran pola berulang yang dipanggil fraktal.
Adakah fraktal adalah kunci kepada mengapa kerja Pollock menawan? (AP Photo / LM Otero) Corak yang menyenangkan, dalam seni dan sifatnya
Ketika datang ke estetika, siapa yang lebih baik belajar daripada artis terkenal? Mereka, selepas semua, pakar visual. Kumpulan penyelidikan saya mengambil pendekatan ini dengan Jackson Pollock, yang naik ke puncak seni moden pada akhir 1940-an dengan menuangkan cat secara langsung dari sebuah kanvas ke kanvas mendatar yang diletakkan di lantai studionya. Walaupun peperangan melanda para ulama Pollock mengenai makna coraknya, banyak yang bersetuju bahawa mereka mempunyai rasa organik yang semula jadi.
Rasa ingin tahu saintifik saya diaduk apabila saya mengetahui bahawa banyak objek alam adalah fraktal, memaparkan corak yang mengulangi pada pembesaran yang semakin halus. Sebagai contoh, fikirkan pokok. Pertama anda melihat cawangan-cawangan besar yang tumbuh dari batang. Kemudian anda melihat versi yang lebih kecil berkembang daripada setiap cawangan besar. Seperti yang anda teruskan dalam zoom, cawangan-cawangan yang lebih halus dan lebih halus muncul, sepanjang jalan ke ranting terkecil. Contoh lain fraktal sifat termasuk awan, sungai, garis pantai dan gunung.
Pada tahun 1999, kumpulan saya menggunakan teknik analisis corak komputer untuk menunjukkan bahawa lukisan-lukisan Pollock adalah seperti fraktal seperti corak yang terdapat dalam pemandangan semula jadi. Sejak itu, lebih daripada 10 kumpulan yang berbeza telah melakukan pelbagai bentuk analisis fraktal pada lukisannya. Keupayaan Pollock untuk mengekspresikan estetika fraktal alam membantu menjelaskan populariti kerjanya.
Kesan estetik alam semula jadi amat mengejutkan. Pada tahun 1980-an, arkitek mendapati pesakit pulih lebih cepat dari pembedahan apabila diberi bilik hospital dengan tingkap yang memandang alam semula jadi. Kajian-kajian lain sejak itu telah menunjukkan bahawa hanya melihat gambar-gambar adegan semulajadi boleh mengubah cara sistem saraf autonomi seseorang bertindak balas kepada tekanan.
Adakah fraktal rahsia untuk beberapa adegan semulajadi yang menenangkan? (Ronan, CC BY-NC-ND) Bagi saya, ini menimbulkan persoalan yang sama yang saya bertanya kepada Pollock: Adakah fraktal bertanggungjawab? Berkolaborasi dengan ahli psikologi dan pakar neurologi, kami mengukur tanggapan orang terhadap fraktal yang terdapat di alam semula jadi (menggunakan gambar pemandangan semulajadi), seni (lukisan Pollock) dan matematik (imej komputer yang dihasilkan) dan menemui kesan sejagat yang kami namakan "kelancaran fraktal."
Melalui pendedahan kepada pemandangan fraktal alam semula jadi, sistem visual rakyat telah menyesuaikan diri dengan cekap memproses fraktal dengan mudah. Kami mendapati bahawa penyesuaian ini terjadi pada banyak peringkat sistem visual, dari sudut pandangan mata kita ke mana kawasan otak diaktifkan. Kelancaran ini meletakkan kami di zon selesa dan jadi kami menikmati melihat fraktal. Secara asasnya, kami menggunakan EEG untuk merekodkan aktiviti elektrik dan teknik pengaliran kulit otak untuk menunjukkan pengalaman estetik ini diiringi oleh pengurangan tekanan sebanyak 60 peratus - kesan yang menghairankan untuk rawatan tanpa rawatan. Perubahan fisiologi ini juga mempercepatkan kadar pemulihan selepas pembedahan.
Seniman intuit rayuan fraktal
Oleh itu, tidak hairanlah untuk mengetahui bahawa, sebagai pakar visual, artis telah melukis corak fraktal dalam karya-karya mereka selama berabad-abad dan merentasi banyak budaya. Fraktal boleh dijumpai, contohnya, dalam karya Roman, Mesir, Aztec, Incan dan Maya. Contoh kegemaran saya dari seni fraktal dari zaman sekarang termasuk Turbulensi da Vinci (1500), Hokusai's Great Wave (1830), MC Circle Seri Series (1950-an) dan, tentu saja, lukisan-lukisan Pollock yang dicurahkan.
Walaupun tersebar luas dalam seni, pengulangan pola fraktal mewakili cabaran artistik. Sebagai contoh, ramai orang telah mencuba fraktal Pollock palsu dan gagal. Sesungguhnya analisis fraktal kami telah membantu mengenal pasti Pollock palsu dalam kes profil tinggi. Kajian terbaru oleh orang lain menunjukkan bahawa analisis fraktal dapat membantu membezakan sebenar dari Pollock palsu dengan kadar kejayaan 93 peratus.
Bagaimana artis membuat fraktal mereka membiak perdebatan sifat-versus-membina dalam seni: Setakat mana estetika ditentukan oleh mekanisme tidak sedar automatik yang wujud dalam biologi artis, berbanding dengan kebimbangan intelektual dan kebudayaan mereka? Dalam kes Pollock, estetika fraktalnya dihasilkan daripada campuran yang menarik kedua-duanya. Corak fraktalnya berasal dari usul badannya (khususnya proses automatik yang berkaitan dengan keseimbangan yang dikenali sebagai fraktal). Tetapi dia menghabiskan 10 tahun dengan sengaja menyempurnakan teknik menuangkannya untuk meningkatkan kerumitan visual corak fraktal ini.
Ujian inkblot Rorschach bergantung kepada apa yang anda baca dalam imej. (Hermann Rorschach) Kerumitan fraktal
Motivasi Pollock untuk terus meningkatkan kerumitan pola fraktalnya menjadi baru-baru ini ketika saya mengkaji sifat fraktal dari inkblot Rorschach. Kesan abstrak ini terkenal kerana orang melihat bentuk imajiner (tokoh dan haiwan) di dalamnya. Saya menerangkan proses ini dari segi kesan kelalaian fraktal, yang meningkatkan proses pengenalan corak orang. The inkblots fractal complexity yang rendah membuat proses ini mencetuskan kebahagiaan, menipu pemerhati untuk melihat imej yang tidak ada di sana.
Pollock tidak menyukai idea bahawa penonton lukisannya terganggu oleh angka imaginasi itu, yang dipanggilnya "kargo tambahan." Dia secara intuitif meningkatkan kerumitan karya beliau untuk mencegah fenomena ini.
Rakan sekutu abstrak Pollock, Willem De Kooning, juga dicat fraktal. Apabila dia didiagnosis dengan demensia, beberapa cendekiawan seni memanggil persaraannya di tengah-tengah kebimbangan bahawa ia akan mengurangkan komponen pemeliharaannya. Namun, walaupun mereka meramalkan kemerosotan dalam lukisannya, karya-karya beliau kemudian menyampaikan kedamaian yang hilang dari kepalanya yang lebih awal. Baru-baru ini, kerumitan fraktal lukisannya terbukti menurun apabila dia jatuh ke dalam demensia. Kajian ini memberi tumpuan kepada tujuh artis dengan keadaan neurologi yang berbeza dan menonjolkan potensi menggunakan karya seni sebagai alat baru untuk mengkaji penyakit-penyakit ini. Bagi saya, mesej yang paling menginspirasi adalah, apabila melawan penyakit-penyakit ini, artis masih boleh membuat karya seni yang indah.
Mengiktiraf bagaimana melihat fraktal mengurangkan stres bermakna mungkin membuat implan retina yang meniru mekanisme. (Imej Nautilus melalui www.shutterstock.com) Penyelidikan utama saya memberi tumpuan kepada pembangunan implan retina untuk memulihkan penglihatan kepada mangsa-mangsa penyakit retina. Pada pandangan pertama, matlamat ini kelihatan jauh dari seni Pollock. Walau bagaimanapun, ia adalah kerjanya yang memberi saya petunjuk pertama kepada kelancaran fraktal dan fraktal sifat peranan dapat dimainkan dalam mengekalkan tahap tekanan rakyat dalam pemeriksaan. Untuk memastikan implan bio yang diilhamkan saya mendorong pengurangan tekanan yang sama apabila melihat fraktal alam semula jadi seperti biasa, mereka meniru reka bentuk retina.
Apabila saya memulakan penyelidikan Pollock saya, saya tidak pernah membayangkan ia akan memberitahu reka bentuk mata buatan. Walau bagaimanapun, ini adalah kuasa usaha interdisipliner - berfikir "keluar dari kotak" membawa kepada gagasan-gagasan yang tidak dijangka tetapi berpotensi revolusioner.
Artikel ini pada asalnya diterbitkan di The Conversation.
Richard Taylor, Pengarah Institut Sains Bahan dan Profesor Fizik, Universiti Oregon
