العلم الخفي المتدفق في لوحة «ليلة النجوم»

لوحة الفنان الهولندي ما بعد الانطباعي فنسنت فان جوخ الشهيرة تثير جدلًا بين علماء الفيزياء

قبل عقدين من الزمن، وقف اثنان من علماء الفيزياء في أحد المتاحف في مدريد يتأملان أعمال الرسام فنسنت فان غوخ. لم تتوقف كلمة واحدة عن الظهور في أذهانهما لوصف أعمال الفنان وحياته: الاضطراب.

سأل أحدهما الآخر: هل يمكن قياس هذا الاضطراب رياضيًا في لوحات فان غوخ؟

كان ذلك السؤال شرارة جدل جديد في علم الفيزياء.

الاضطراب ظاهرة تحيط بنا في كل مكان. نراه في دوامات الغلاف الجوي التي تسبب اضطرابات في رحلات الطيران، وفي التيارات التي تعكر المحيط، وفي الغاز المضطرب الذي يساعد في ولادة النجوم. لكن توصيف هذا الاضطراب رياضيًا يُعتبر من أعقد المسائل العلمية.

في عام 1941، وضع عالم الرياضيات السوفييتي أندريه كولموغوروف نظرية إحصائية للاضطراب، تُعرف بقانون “التحجيم” الذي يصف كيفية توزيع الطاقة عبر مختلف مقاييس التدفق المضطرب. لتحليل ذلك في لوحة ثابتة، واجه الباحثون تحديًا يتمثل في إيجاد طريقة لقياس التدفق، وهو ما عرقلهم لمدة عام.

بعد أن أُعجب الفيزيائي خوسيه لويس أراجون وزميله مانويل توريس بالاضطراب العاطفي في لوحات فان غوخ، بدأوا البحث عن اضطراب رياضي من خلال قياس الاختلافات في سطوع البكسلات في لوحات مختارة. وجدوا أن لوحة «ليلة النجوم» تحمل سمات اضطراب ليس فقط بمعايير فنية، بل بمعايير فيزيائية أيضًا.

بعد نحو عقد، حلل عالم الفيزياء الفلكية جيمس بيتي منطقة من اللوحة، وكشف أن دوامات فان غوخ تتبع تذبذبات إحصائية مماثلة للاضطراب الأسرع من الصوت الذي يكوّن النجوم الحقيقية.

لكن السؤال حول ما إذا كان فان جوخ قد صوّر الاضطراب رياضيًا بدقة لم يُحسم بعد.حيث ظهرت أبحاث لاحقة تنتقد تلك النظرية، متهمة إياها بتكريس أسطورة لا أساس لها من الصحة.

في دراسة جديدة نُشرت في مجلة «فيزياء السوائل»، حاول الفيزيائي يونغشيانغ هوانغ من جامعة شيامن وطالب الدراسات العليا يينشيانغ ما تسوية المسألة. قاما بتحويل اللوحة إلى درجات رمادية وحذفوا العناصر غير المتدفقة مثل القرية والجبال، تاركين 14 دوامة مميزة لتحليلها.

قاس الباحثان عرض وطول مئات ضربات الفرشاة، ووجدا أن أحجام الدوامات والمسافات بينها تتبع قانون كولموغوروف للتحجيم. كما اكتشفوا نمطًا آخر يُعرف بـ”تحجيم باتشلور”، وهو قانون وضعه عالم الرياضيات الأسترالي جورج باتشلور عام 1959 يصف كيفية انتقال العناصر في التدفقات المضطربة.

يقول هوانغ إن المثير للدهشة هو رؤية هذين النوعين من التحجيم معًا في لوحة واحدة.

وأوضح بيتي: “ما نستخلصه من هذه الدراسات هو أن فان غوخ التقط عالميّة الاضطراب في لوحة «ليلة النجوم»، وهذا ما يجذب الناس — سواء كانوا علماء فيزياء أو أشخاصًا عاديين.”