Lidé jsou vizuální tvorové. Předměty, které nazýváme „krásné“ nebo „estetické“, jsou zásadní součástí naší lidskosti. Dokonce i nejstarší známé příklady umění skal a jeskyní sloužily spíše estetickým než utilitárním rolím. Přestože je estetika často považována za špatně definovanou nejasnou kvalitu, výzkumné skupiny, jako je ta moje, ji kvantifikují pomocí sofistikovaných technik - a jejich dopadu na pozorovatele.
Zjistili jsme, že estetické obrazy mohou vyvolat ohromující změny v těle, včetně radikálního snížení hladiny stresu pozorovatele. Odhaduje se, že pracovní stres sám stojí americké podniky mnoho miliard dolarů ročně, takže studium estetiky má pro společnost obrovský potenciální přínos.
Vědci rozmotávají jen to, co dělá konkrétní umělecká díla nebo přírodní scény vizuálně přitažlivými a uvolňujícími stres - a jedním z rozhodujících faktorů je přítomnost opakujících se vzorů zvaných fraktály.
Jsou fraktály klíčem k tomu, proč Pollockova práce zaujme? (AP Photo / LM Otero) Potěšující vzory, v umění i v přírodě
Pokud jde o estetiku, kdo je lepší studovat než slavní umělci? Nakonec jsou to vizuální experti. Moje výzkumná skupina zvolila tento přístup s Jacksonem Pollockem, který se na konci 40. let 20. století dostal na vrchol moderního umění nalitím barvy přímo z plechovky na horizontální plátna položená přes jeho studiové podlahy. Přestože mezi Pollockovými vědci zuřily bitvy ohledně významu jeho postříkaných vzorců, mnozí se shodli, že pro ně mají organický, přirozený pocit.
Moje vědecká zvědavost byla rozrušená, když jsem se dozvěděl, že mnoho přírodních objektů je fraktálních, se vzory, které se opakují ve stále jemnějším zvětšení. Například myslete na strom. Nejprve uvidíte velké větve vyrůstající z kmene. Pak uvidíte menší verze vyrůstající z každé velké větve. Když budete přibližovat, zobrazí se jemnější a jemnější větve až k nejmenším větvičkám. Další příklady přírodních fraktálů zahrnují mraky, řeky, pobřeží a hory.
V roce 1999 moje skupina použila techniky analýzy počítačových vzorů, aby ukázala, že Pollockovy obrazy jsou stejně fraktální jako vzory v přírodní scenérii. Od té doby více než 10 různých skupin provedlo různé formy fraktální analýzy na svých obrazech. Pollockova schopnost vyjádřit fraktální estetiku přírody pomáhá vysvětlit trvalou popularitu jeho práce.
Dopad estetiky přírody je překvapivě silný. V 80. letech 20. století architekti zjistili, že se pacienti zotavili z chirurgického zákroku rychleji, když dostali nemocniční pokoje s okny s výhledem na přírodu. Další studie od té doby prokázaly, že pouhé prohlížení obrázků z přírodních scén může změnit způsob, jakým autonomní nervový systém člověka reaguje na stres.
Jsou fraktály tajemstvím některých uklidňujících přírodních scén? (Ronan, CC BY-NC-ND) To pro mě vyvolává stejnou otázku, jakou jsem se ptal na Pollocka: Jsou fraktálové zodpovědní? Ve spolupráci s psychology a neurovědy jsme měřili reakce lidí na fraktály nalezené v přírodě (pomocí fotografií z přírodních scén), umění (Pollockovy obrazy) a matematiky (počítačem generované obrázky) a objevili jsme univerzální efekt, který jsme označili jako „fraktální plynulost“.
Prostřednictvím expozice přírodním fraktálním scenériím se vizuální systémy lidí přizpůsobily k efektivnímu zpracování fraktálů s lehkostí. Zjistili jsme, že k této adaptaci dochází v mnoha stádiích zrakového systému, od způsobu, jakým se naše oči pohybují do aktivovaných oblastí mozku. Tato plynulost nás staví do zóny pohodlí, a proto se těšíme na fraktály. Důležité je, že jsme pomocí EEG zaznamenali elektrickou aktivitu mozku a techniky vodivosti kůže, abychom ukázali, že tento estetický zážitek je doprovázen snížením stresu o 60 procent - překvapivě velkým účinkem pro neléčebnou léčbu. Tato fyziologická změna dokonce zvyšuje rychlost po chirurgickém zotavení.
Umělci intuitivně oslovují fraktály
Není proto divu, že se umělci jako vizuální experti v průběhu staletí a napříč mnoha kulturami zabývají fraktálními vzory. Fraktály lze nalézt například v římských, egyptských, aztéckých, inckých a mayských dílech. Mezi mé nejoblíbenější příklady fraktálního umění z nedávné doby patří da Vinciho Turbulence (1500), Hokusaiova velká vlna (1830), MC Escherova kruhová série (padesátá léta) a samozřejmě Pollockovy vylévané obrazy.
Fraktální opakování vzorů, i když v umění převládá, představuje uměleckou výzvu. Například mnoho lidí se pokusilo předstírat Pollockovy fraktály a selhalo. Naše fraktální analýza skutečně pomohla identifikovat falešné polloky ve vysoce profilovaných případech. Nedávné studie jiných ukazují, že fraktální analýza může pomoci odlišit skutečné od falešných Pollocks s úspěšností 93 procent.
Jak umělci vytvářejí své fraktály, podporují debatu o umění versus výchova v umění: Do jaké míry je estetika určena automatickými bezvědomými mechanismy vlastní biologii umělce, na rozdíl od jejich intelektuálních a kulturních zájmů? V případě Pollocka byla jeho fraktální estetika výsledkem zajímavé směsi obou. Jeho fraktální vzorce pocházely z jeho pohybů těla (konkrétně automatického procesu souvisejícího s rovnováhou známou jako fraktální). Strávil však 10 let vědomým zdokonalováním své techniky odlévání, aby zvýšil vizuální složitost těchto fraktálních vzorů.
Test Rorschach inkblot závisí na tom, co jste si přečetli do obrázku. (Hermann Rorschach) Fraktální složitost
Pollockova motivace k neustálému zvyšování složitosti jeho fraktálních vzorů se projevila nedávno, když jsem studoval fraktální vlastnosti Rorschachových inkblotů. Tyto abstraktní skvrny jsou slavné, protože lidé v nich vidí imaginární formy (postavy a zvířata). Vysvětlil jsem tento proces z hlediska efektu fraktální plynulosti, který zlepšuje procesy rozpoznávání vzorů lidí. Fraktální inkbloty s nízkou složitostí způsobily, že se tento proces stal potěšitelným, a tak oklamal pozorovatele, aby viděli obrázky, které tam nejsou.
Pollock neměl rád myšlenku, že diváci jeho obrazů byli rozptýleni takovými imaginárními postavami, které nazýval „extra nákladem“. Intuitivně zvýšil složitost svých děl, aby tomuto jevu zabránil.
Frlockův abstraktní expresionistický kolega Willem De Kooning také maloval fraktály. Když mu byla diagnostikována demence, někteří vědci umění vyzvali k odchodu do důchodu uprostřed obav, že by to snížilo živnou složku jeho práce. Přesto, i když předpovídali zhoršení jeho obrazů, jeho pozdější díla naznačila mírumilovnost chybějící z jeho dřívějších děl. Nedávno se ukázalo, že fraktální složitost jeho obrazů neustále klesá, když vklouzl do demence. Studie byla zaměřena na sedm umělců s různými neurologickými stavy a zdůraznila možnost využití uměleckých děl jako nového nástroje pro studium těchto nemocí. Nejinspirativnější zprávou pro mě je, že v boji proti těmto chorobám mohou umělci stále vytvářet krásná umělecká díla.
Rozpoznání toho, jak pohled na fraktály snižuje stres, znamená, že je možné vytvořit sítnicové implantáty, které napodobují mechanismus. (Nautilus obrázek přes www.shutterstock.com) Můj hlavní výzkum se zaměřuje na vývoj sítnicových implantátů pro obnovení vidění obětí nemocí sítnice. Na první pohled se tento cíl jeví daleko od Pollockova umění. Přesto to byla jeho práce, která mi poskytla první vodítko pro fraktální plynulost a roli, kterou mohou hrát fraktály přírody při udržování úrovně stresu lidí pod kontrolou. Aby se zajistilo, že mé biologicky inspirované implantáty vyvolávají stejné snížení stresu při pohledu na přírodní fraktály jako normální oči, napodobují design sítnice.
Když jsem začal s Pollockovým výzkumem, nikdy jsem si nepředstavoval, že by to informovalo umělé oční návrhy. To je však síla interdisciplinárních snah - myšlení „out of the box“ vede k neočekávaným, ale potenciálně revolučním myšlenkám.
Tento článek byl původně publikován v The Conversation.
Richard Taylor, ředitel Ústavu materiálových věd a profesor fyziky, University of Oregon
