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梵高画里的数学图案

时间:2022-02-14 理论教育 版权反馈
【摘要】:事实上,《星夜》和《麦田里的乌鸦》《有丝柏的道路》的旋涡状图案与湍流惊人地相似。)为了确定《星夜》中的图案是否符合湍流的特征,科学家们检测了梵高的画笔留下的颜料的亮度。他们研究了这幅画的电子版,对比了图片像素点的亮度,结果发现,它的亮度符合苏联数学家安德烈·柯尔莫哥洛夫20世纪40年代提出的方程,这个方程是他在利用统计学研究湍流时提出的。梵高画笔的旋转中竟然蕴含着如此深刻的意义。

数学概念:湍流

《星夜》是文森特·梵高最美、最有名的作品之一,然而最近,它为人所知的不仅是它的美,更是它背后的数学。

事实上,《星夜》和《麦田里的乌鸦》《有丝柏的道路》(梵高的另外两幅画)的旋涡状图案与湍流惊人地相似。湍流是发生在河流涡旋或升起的烟雾中的一种运动,也会出现在流经管道的流体中,当大气中的冷空气和暖空气混合产生湍流,会导致我们坐飞机时有时感到颠簸。尽管湍流很常见,但用数学来描述它却是十分困难的。要描述湍流,数学家们首先要理解纳维斯托克斯方程的解,它诞生于19世纪,是用来描述流体运动的。(有一个关于湍流和物理学家维尔纳·海森堡的故事,当被问及如果有机会遇见上帝,会对他说些什么,海森堡回答说:“要是见到上帝,我会问他两个问题:为什么有相对论?为什么有湍流?我相信他一定知道第一个问题的答案。”)

为了确定《星夜》中的图案是否符合湍流的特征,科学家们检测了梵高的画笔留下的颜料的亮度。他们研究了这幅画的电子版,对比了图片像素点的亮度,结果发现,它的亮度符合苏联数学家安德烈·柯尔莫哥洛夫20世纪40年代提出的方程,这个方程是他在利用统计学研究湍流时提出的。梵高画笔的旋转中竟然蕴含着如此深刻的意义。

安德烈·柯尔莫哥洛夫

安德烈·柯尔莫哥洛夫生于1903年,他的父亲是一名农业科学家。柯尔莫哥洛夫兴趣广泛:在数学领域,他主要研究概率、拓扑学、湍流等,同时致力于对苏联历史和教育改革的研究。柯尔莫哥洛夫于1987年逝世。

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