1
00:00:07,040 --> 00:00:10,023
人脑最神奇的功能之一

2
00:00:10,023 --> 00:00:13,675
就是识别出模式并把其描述出来的能力。

3
00:00:13,675 --> 00:00:16,151
流体动力学里湍流的概念

4
00:00:16,180 --> 00:00:20,129
就是我们探求过的最艰深的模式之一。

5
00:00:20,139 --> 00:00:22,788
德国物理学家维尔纳·海森伯格曾说，

6
00:00:22,788 --> 00:00:26,780
“如果我碰到上帝，我会问他两个问题：

7
00:00:27,423 --> 00:00:30,400
为什么创造相对论？为什么创造湍流？

8
00:00:30,410 --> 00:00:34,312
我相信他会对前者有个解释。”

9
00:00:34,312 --> 00:00:38,304
因为用数学去理解湍流太困难，

10
00:00:38,304 --> 00:00:42,194
我们可以用艺术来描绘它的样子。

11
00:00:42,194 --> 00:00:46,038
1899年6月，文森特·梵高

12
00:00:46,038 --> 00:00:50,209
在他位于普罗旺斯圣雷米的圣保罗疗养院的房间里，

13
00:00:50,209 --> 00:00:53,588
透过窗户画下了日出前的景象。

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00:00:53,588 --> 00:00:56,840
在一次精神病发作中，他自残耳朵，

15
00:00:56,840 --> 00:00:59,312
之后便自愿进入疗养院。

16
00:00:59,312 --> 00:01:01,136
在《星夜》中，他旋转的画笔

17
00:01:01,136 --> 00:01:07,827
创造了一个满是旋转的星云的夜空。

18
00:01:07,827 --> 00:01:12,858
梵高和其他印象派画家对光线的表达
采用了不同于前辈们的方法。

19
00:01:12,858 --> 00:01:14,872
他们好似能捕捉光线的动感，

20
00:01:14,872 --> 00:01:17,860
比如通过波光粼粼的水面表现光的跃动，

21
00:01:17,860 --> 00:01:22,630
又如在《星夜》里用深蓝夜空中乳白色的波动

22
00:01:22,630 --> 00:01:24,844
来表现星星的闪烁。

23
00:01:24,844 --> 00:01:27,415
这种效果源于亮度的不同，

24
00:01:27,415 --> 00:01:31,104
即画布上不同颜色反光强度的不同。

25
00:01:31,104 --> 00:01:33,632
我们视觉皮层中较初级的部分

26
00:01:33,632 --> 00:01:37,578
能区分光强以及感知光的运动但不能感知颜色，

27
00:01:37,578 --> 00:01:40,627
所以如果两个不同颜色的色块有相同的亮度，

28
00:01:40,627 --> 00:01:42,973
就会被混在一起。

29
00:01:42,973 --> 00:01:45,352
可是我们大脑中的灵长类部分

30
00:01:45,352 --> 00:01:48,506
能把不同颜色区分开来。

31
00:01:48,506 --> 00:01:51,457
当这两种功能同时发生，

32
00:01:51,457 --> 00:01:57,898
印象派的画作便流光溢彩地闪烁、跳跃了起来。

33
00:01:57,898 --> 00:02:01,489
梵高等印象派画家就是这样用犀利的笔触

34
00:02:01,489 --> 00:02:05,163
捕捉了光的动感，

35
00:02:05,163 --> 00:02:07,533
使得画作栩栩如生。

36
00:02:07,533 --> 00:02:11,206
六十年后，俄国数学家安德雷·柯尔莫哥洛夫

37
00:02:11,206 --> 00:02:13,787
推进了我们对湍流的数学理解。

38
00:02:13,787 --> 00:02:18,157
他提出：长度为R的湍流的能量

39
00:02:18,157 --> 00:02:22,491
与R的三分之五次幂成正比。

40
00:02:22,491 --> 00:02:24,414
实验测量显示柯尔莫哥洛夫的结果

41
00:02:24,414 --> 00:02:27,804
与湍流的实际运动规律极其近似。

42
00:02:27,804 --> 00:02:30,441
然而，物理学界至今也未能

43
00:02:30,441 --> 00:02:33,304
完全地描述湍流。

44
00:02:33,304 --> 00:02:37,515
湍流是在不同能级上是自相似的，

45
00:02:37,515 --> 00:02:41,123
也就是说，大的涡流会把能量传给小的涡流，

46
00:02:41,123 --> 00:02:43,941
后者只是前者的缩小版。

47
00:02:43,941 --> 00:02:47,504
这样的例子包括：木星的大红斑、

48
00:02:47,504 --> 00:02:51,408
云的形成以及星际尘埃。

49
00:02:51,408 --> 00:02:54,909
2004年，通过哈勃太空望远镜

50
00:02:54,909 --> 00:03:00,171
科学家观测到一颗遥远恒星周围的气体和尘埃云。

51
00:03:00,171 --> 00:03:03,842
这让他们想到了梵高的《星夜》。

52
00:03:03,842 --> 00:03:07,193
受到启发的墨西哥、西班牙和英国科学家们

53
00:03:07,193 --> 00:03:11,387
决定详细地研究梵高画作中的亮度。

54
00:03:11,387 --> 00:03:15,700
他们发现：梵高的许多画作中都隐藏着

55
00:03:15,700 --> 00:03:20,801
显著的与柯氏方程相近的湍流结构的模式。

56
00:03:20,801 --> 00:03:23,224
研究者们把画作数字化，

57
00:03:23,224 --> 00:03:26,970
然后测量不同像素间的亮度差异。

58
00:03:26,970 --> 00:03:29,689
从反应像素分离的曲线中

59
00:03:29,689 --> 00:03:34,455
他们得出结论：梵高精神焦虑时期的画作中

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00:03:34,455 --> 00:03:37,945
表现出了与湍流极其相似的特性。

61
00:03:37,945 --> 00:03:41,998
他病情较稳定时期的那副拿着烟斗的自画像

62
00:03:41,998 --> 00:03:44,488
则并未出现类似现象。

63
00:03:44,488 --> 00:03:49,595
其他艺术家那些第一眼看起来
像是有湍流的作品亦是如此，

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00:03:49,595 --> 00:03:51,648
比如蒙克的《尖叫》。

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00:03:51,648 --> 00:03:54,696
虽然我们不能就这样说

66
00:03:54,696 --> 00:03:57,092
梵高具有描绘湍流的天赋。

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00:03:57,092 --> 00:04:02,026
但是有一个美丽的事实同样难以解释清楚：

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00:04:02,026 --> 00:04:04,477
在极度的痛苦中，

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00:04:04,477 --> 00:04:07,931
梵高不可思议地认识并表现出

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00:04:07,931 --> 00:04:10,360
一种在人类之前就已出现的

71
00:04:10,360 --> 00:04:13,621
极其深奥的概念，

72
00:04:13,621 --> 00:04:15,870
并用他独特的想象力

73
00:04:15,870 --> 00:04:18,119
去感受流光动影的终极秘密。