Oamenii sunt creaturi vizuale. Obiectele pe care le numim „frumoase” sau „estetice” sunt o parte crucială a umanității noastre. Chiar și cele mai vechi exemple cunoscute de artă rupestre și rupestre au servit mai degrabă rolurilor estetice decât utilitare. Deși estetica este adesea considerată ca o calitate vagă delimitată, grupurile de cercetare precum a mea folosesc tehnici sofisticate pentru a o cuantifica - și impactul acesteia asupra observatorului.
Descoperim că imaginile estetice pot induce modificări uluitoare ale corpului, inclusiv reduceri radicale ale nivelului de stres al observatorului. Se estimează că stresul la locul de muncă singur costă întreprinderile americane multe miliarde de dolari anual, astfel încât studiul esteticii are un beneficiu potențial imens pentru societate.
Cercetătorii dezleagă doar ceea ce face ca anumite opere de artă sau scene naturale să fie atrăgătoare vizual și care să scadă stresul - iar un factor crucial este prezența tiparelor repetitive numite fractale.
Fractalii sunt cheia de ce opera lui Pollock captivează? (AP Photo / LM Otero) Tipare plăcute, în artă și în natură
Când vine vorba de estetică, cine mai bine să studieze decât artiști celebri? Sunt, până la urmă, experți vizuali. Grupul meu de cercetare a adoptat această abordare cu Jackson Pollock, care s-a ridicat la apogeul artei moderne la sfârșitul anilor 40, turnând vopsea direct dintr-o cutie pe pânzele orizontale așezate pe podeaua studioului său. Deși bătăliile au făcut furori printre savanții Pollock în ceea ce privește semnificația modelelor sale stropite, mulți au fost de acord că au o senzație organică și naturală pentru ei.
Curiozitatea mea științifică a fost stârnită când am aflat că multe dintre obiectele naturii sunt fractale, prezentând modele care se repetă la măriri din ce în ce mai fine. De exemplu, gândiți-vă la un copac. Mai întâi vedeți ramurile mari care cresc din trunchi. Apoi vedeți versiuni mai mici din fiecare ramură mare. Pe măsură ce continuați să faceți zoom, apar ramuri mai fine și mai fine, până la cele mai mici crenguțe. Alte exemple de fractale ale naturii includ nori, râuri, coaste și munți.
În 1999, grupul meu a folosit tehnici de analiză a modelelor computerizate pentru a arăta că picturile lui Pollock sunt la fel de fractale ca modelele găsite în peisajele naturale. De atunci, peste 10 grupuri diferite au efectuat diferite forme de analiză fractală pe tablourile sale. Abilitatea lui Pollock de a exprima estetica fractală a naturii ajută la explicarea popularității de durată a operei sale.
Impactul esteticii naturii este surprinzător de puternic. În anii 1980, arhitecții au descoperit că pacienții s-au recuperat mai repede din operație atunci când li s-au administrat camere de spital cu ferestre cu vedere la natură. Alte studii de atunci au demonstrat că doar privirea la imagini cu scene naturale poate schimba modul în care sistemul nervos autonom al unei persoane răspunde la stres.
Sunt fractalii secretul unor scene naturale liniștitoare? (Ronan, CC BY-NC-ND) Pentru mine, aceasta ridică aceeași întrebare pe care mi-am pus-o la Pollock: Sunt responsabili fractalii? Colaborând cu psihologi și neuroștiințieri, am măsurat răspunsurile oamenilor la fractale găsite în natură (folosind fotografii ale scenelor naturale), artă (picturile lui Pollock) și matematică (imagini generate de computer) și am descoperit un efect universal pe care l-am etichetat „fluență fractală”.
Prin expunerea peisajelor fractale ale naturii, sistemele vizuale ale oamenilor s-au adaptat pentru a procesa eficient fractalele cu ușurință. Am constatat că această adaptare are loc în multe etape ale sistemului vizual, din modul în care ochii noștri se deplasează în ce regiuni ale creierului se activează. Această fluență ne plasează într-o zonă de confort și astfel ne bucurăm să privim fractalele. În mod crucial, am folosit EEG pentru a înregistra activitatea electrică a creierului și tehnicile de conductanță a pielii pentru a demonstra că această experiență estetică este însoțită de reducerea stresului cu 60% - un efect surprinzător de mare pentru un tratament nonmedicinal. Această modificare fiziologică accelerează chiar ratele de recuperare post-chirurgicală.
Artiștii intuiesc apelul fractalilor
Prin urmare, nu este surprinzător să aflăm că, în calitate de experți vizuali, artiștii au încorporat modele fractale în lucrările lor de-a lungul secolelor și în multe culturi. Fractale pot fi găsite, de exemplu, în lucrări romane, egiptene, aztece, incan și maya. Exemplele mele preferate de artă fractală din timpuri mai recente includ Turbulența lui Da Vinci (1500), Marele val al lui Hokusai (1830), Seria de cerc a lui MC Escher (anii 1950) și, bineînțeles, picturile turnate de Pollock.
Deși predomină în artă, repetarea fractală a tiparelor reprezintă o provocare artistică. De exemplu, multe persoane au încercat să falsifice fractalele lui Pollock și nu au reușit. Într-adevăr, analiza noastră fractală a ajutat la identificarea poluării false în cazuri cu profil înalt. Studii recente realizate de alții arată că analiza fractalelor poate ajuta la distingerea reală de Pollock-uri false cu o rată de succes de 93%.
Cum artiștii își creează fractalele alimentează dezbaterea dintre natură și natură în artă: În ce măsură estetica este determinată de mecanisme inconștiente automate inerente biologiei artistului, spre deosebire de preocupările lor intelectuale și culturale? În cazul lui Pollock, estetica sa fractală a rezultat dintr-un amestec intrigant de ambele. Modelele sale fractale provin din mișcările corpului său (în special un proces automat legat de echilibrul cunoscut a fi fractal). Dar a petrecut 10 ani perfecționând în mod conștient tehnica de turnare pentru a crește complexitatea vizuală a acestor tipare fractale.
Testul Rorschach inkblot se bazează pe ceea ce ați citit în imagine. (Hermann Rorschach) Complexitatea fracturilor
Motivația lui Pollock pentru creșterea continuă a complexității modelelor sale fractale a devenit evidentă când am studiat proprietățile fractale ale blocajelor de cerneală Rorschach. Aceste roșii abstracte sunt celebre, deoarece oamenii văd forme imaginare (figuri și animale) în ele. Am explicat acest proces în termenii efectului de fluență fractală, care îmbunătățește procesele de recunoaștere a modelului oamenilor. Blocurile de cerneală fractale de complexitate scăzută au făcut ca acest proces să devină fericit și să păcălească observatorii să vadă imagini care nu sunt acolo.
Lui Pollock nu i-a plăcut ideea că spectatorii picturilor sale au fost distrași de astfel de figuri imaginare, pe care el le-a numit „marfă în plus”. El a sporit intuitiv complexitatea lucrărilor sale pentru a preveni acest fenomen.
Colegul expresionist abstract al lui Pollock, Willem De Kooning, a pictat și fractale. Când a fost diagnosticat cu demență, unii savanți de artă au solicitat pensionarea acestuia pe fondul îngrijorarii că ar reduce componenta hrănitoare a operei sale. Cu toate acestea, deși au prezis o deteriorare a tablourilor sale, lucrările sale ulterioare au transmis o liniște lipsă din piesele sale anterioare. Recent, complexitatea fractală a picturilor sale s-a arătat că scade constant în timp ce a alunecat în demență. Studiul s-a concentrat pe șapte artiști cu afecțiuni neurologice diferite și a evidențiat potențialul utilizării operelor de artă ca un nou instrument pentru studierea acestor boli. Pentru mine, cel mai inspirat mesaj este că, atunci când se combate aceste boli, artiștii pot crea în continuare opere de artă frumoase.
Recunoașterea modului în care privirea fractalilor reduce stresul înseamnă că este posibil să se creeze implanturi retiniene care să imite mecanismul. (Imaginea Nautilus prin www.shutterstock.com) Cercetările mele principale se concentrează pe dezvoltarea de implanturi retiniene pentru a restabili vederea asupra victimelor bolilor retiniene. La prima vedere, acest obiectiv pare departe de arta lui Pollock. Cu toate acestea, munca sa a fost cea care mi-a oferit primul indiciu privind fluența fractală și rolul pe care fractalii naturii îl pot juca în menținerea nivelului de stres al oamenilor sub control. Pentru a vă asigura că implanturile mele inspirate din bio induc aceeași reducere de stres atunci când privesc fractalele naturii așa cum fac ochii normali, acestea imită îndeaproape designul retinei.
Când am început cercetările Pollock, nu mi-am imaginat niciodată că va informa desenele ochilor artificiali. Aceasta este, totuși, puterea eforturilor interdisciplinare - gândirea „din cutie” duce la idei neașteptate, dar potențial revoluționare.
Acest articol a fost publicat inițial pe The Conversation.
Richard Taylor, director al Institutului de Știință a Materialelor și profesor de fizică, Universitatea din Oregon
