La ecuación matemática escondida en las pinturas de Vincent van Gogh
Uno de los aspectos más extraordinarios del cerebro humano es su habilidad para reconocer patrones y describirlos. Entre los patrones más complicados de entender está el concepto de turbulencia en la dinámica de fluídos. Con su pintura “La noche estrellada” (1889), Vincent van Gogh se adelantó casi sesenta años al matemático Kolmogorov en el entendimiento intuitivo del fenómeno de la turbulencia. En este recurso les mostramos cómo el arte puede hacer ciencia.
10/07/2017
En junio de 1889, Vincent van Gogh pintó las vistas que tenía desde la ventana de su habitación en el psiquiátrico Saint Paul de Mausole en Saint Rémy de Provence, Francia, donde había sido internado por un episodio psicótico. En esa pintura llamada “La noche estrellada”, sus pinceladas circulares, crean un cielo nocturno lleno de nubes revueltas y remolinos de estrellas. La sensación de movimiento en el lienzo es muy impresionante.
La turbulencia y el caos recién comenzaron a comprenderse a mediados del siglo XX, sin embargo, varias pinturas de Vincent van Gogh (1853-1890) plasmaron de manera muy aproximada las propiedades básicas de la turbulencia de fluídos. Las pinceladas del holandés capturaron -como nunca antes nadie lo había logrado- la forma en que se mueve la luz. En su cuadro, la luz de las estrellas parece parpadear y las ondas blanquecinas del cielo se “derriten” en un azul profundo nocturno.
Pasaron casi sesenta años entre aquellos trazos realizados por Van Gogh y los cálculos propuestos por el ruso Andrei Kolmogorov en 1941 para lograr un modelo matemático que explicara las turbulencias. De hecho, ni siquiera Kolmogorov llegó a completar el planteamiento de su teoría. En la actualidad, la turbulencia sigue representando un desafìo para los físicos, los matemáticos y los ingenieros.
En palabras muy simples, un flujo turbulento podría describirse de la siguiente manera: los remolinos grandes transfieren energía a los pequeños, los cuales hacen lo mismo a otra escala. Es decir, los remolinos grandes se van convirtiendo en otros cada vez más pequeños y así sucesivamente hasta desaparecer del todo. Ejemplos de esto en diferentes escalas incluyen la gran mancha roja de Júpiter, formaciones de nubes y partículas de polvo interestelar hasta las espirales en un café con crema o la forma en que cae el agua con fuerza por una pendiente.
En 2004, usando el telescopio espacial Hubble, científicos vieron remolinos de nubes de polvo y gas lejanas alrededor de una estrella y les recordó a “La noche estrellada" de Van Gogh. Esto motivó a investigadores de México, España e Inglaterra a estudiar con sumo detalle la luminosidad en las pinturas de Van Gogh. Los científicos descubrieron que hay un patrón de estructuras de fluídos turbulentos cercano a la ecuación de Kolmogorov escondido en pinturas de Van Gogh. Según sus las investigaciones, varias obras del período de agitación psicótica del pintor se “comportaban” de manera muy similar a las dinámicas del fluído turbulento.
¿Los artistas científicos o los científicos artistas?
La investigación científica y el arte tienen mucho en común, especialmente el deseo del ser humano por acceder a las verdades que tanto lo desvelan. La aproximación a los misterios de la vida, la cercanía de una explicación, el ansia inagotable de conocer son los motivos que desencadenan en las personas los procesos de creatividad. Estos procesos no fueron tan diferentes en las formas de crear/pensar de Van Gogh y Kolmogorov.
En la investigación científica, el conocer humano sigue los escalones de una escalera sin fin, en la que siempre hay conocimientos nuevos sobre el mundo que sustituyen a los antiguos. Es, pues, un camino gradual de certezas temporarias —siempre provisorio— con ideas que se sustituyen unas a otras por formas de comprensión y conocimientos cada vez más detallados y precisos.
Y si el conocimiento científico de la realidad es como un ir avanzando por los escalones de una escalera sin fin, el conocer artístico recuerda un sistema infinito de esferas. Las esferas pueden complementarse o contradecirse mutuamente, pero en ningún caso pueden unas sustituir a otras. Todo lo contrario: se enriquecen. Muchas veces, el investigador científico opta por una hipótesis y la sigue sin disponer de datos probatorios. En ocasiones llega a buen puerto, en otras debe recomenzar desde el inicio. No podemos negar que toda observación está impregnada de teoría pero al mismo tiempo sujeta a una interpretación, consciente o no, por eso la ciencia es un producto humano.
Por otro lado está el arte, que le permite al ser intuir lo que inadvertidamente se halla frente a él, para abrir los ojos en otro sueño donde el misterio oculto de las cosas se le manifieste.
El investigador científico imagina, sueña y en su fantasía asocia los fenómenos, los recuerdos y todo lo que proviene de su cultura. Durante la primera fase exploratoria, la libertad de asociación y la creatividad son la clave de la actividad científica a través de las cuales se produce una especie de poesía que tiene sus raíces tanto en lo real como en el mito y que está muy influenciada por lo emocional. Sin embargo, llega un momento en que esta construcción poética debe ser confrontada con la realidad. En esta fase interviene el rigor, el modelo debe dar cuenta de los hechos, de todos los hechos, y en definitiva sólo subsiste la única representación válida. A la cual no siempre se llega.
La habilidad para imaginar nuevas realidades está más relacionada con las actividades lúdicas, la modelización, la formación de patrones, la abstracción, la armonía, la capacidad de hacer analogías y la extrapolación que son características asociadas con el arte. Tal vez, por ello el arte ha producido resultados científicos importantes sin haberlo sabido, así como también la ciencia ha nutrido al arte, especialmente durante los últimos cien años.
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