[color=rgba(0, 0, 0, 0.87)]世界名畫「星夜」（Starry Night）是梵谷（Vincent van Gogh）於 1889 年在法國南部療養院創作的，描繪的景象是他從療養院窗戶看出去的景色。畫中的斑駁星光和旋轉的雲彩，常被認為反映了他當時精神不穩定的狀態。然而，最近的研究顯示，梵谷對天空的描繪不僅止於情感宣洩，他甚至無意間捕捉到了自然界的物理法則！
[color=rgba(0, 0, 0, 0.87)]這項研究發表於《流體物理》（Physics of Fluids）期刊，研究團隊包括中國廈門大學的物理學家黃永祥博士和法國科學家。他們透過數位技術仔細分析了「星夜」中的每一個筆觸和顏色，結果發現，這些看似寫意的旋渦竟然精確符合流體力學中的湍流理論（Kolmogorov’s theory of turbulence）。
什麼是湍流？為何這麼神奇？[color=rgba(0, 0, 0, 0.87)]湍流聽起來似乎是個非常專業的詞彙，但其實它就在我們日常生活中無處不在。當你把牛奶倒進咖啡中，那些漩渦和混合的過程就是湍流的體現。較大尺度上，河流中湍急的水流、大氣中的氣流變化，都是湍流的表現形式。湍流本身看似隨機、混亂，但它們卻遵循著一些特定的數學規則，最知名的就是俄羅斯數學家科莫格洛夫（Andrey Nikolaevich Kolmogorov）在 1940 年代提出的湍流理論。
[color=rgba(0, 0, 0, 0.87)]研究人員指出，「星夜」中描繪的星空中的14個主要旋渦，從大小、相對距離到強度，都與這些湍流理論驚人地吻合。這幅畫在梵谷精神不穩定時完成，當時他正受幻覺和妄想所困，而他描繪的這些筆觸卻彷彿是流體力學教科書中的範例。當然，梵谷肯定不會知道什麼是湍流方程式，他也不可能通過計算來描繪這些旋渦——但這就是藝術的奇妙之處，有時藝術家能用感性捕捉科學家努力描述的理性世界。
科學家如何解讀這幅畫[color=rgba(0, 0, 0, 0.87)]為了分析這些筆觸，黃永祥和他的團隊首先將「星夜」的數位圖像進行細緻的拆解，然後將這些數據與湍流理論進行對比。研究顯示，這些旋渦不僅在宏觀上符合科爾莫哥洛夫理論的預測，甚至在微觀層面也呈現出巴切勒尺度（Batchelor’s scale）的統計特徵——這描述了湍流中細微漩渦的分佈模式。簡單來說，無論是畫作中的大漩渦還是小筆觸，都完美契合了湍流模型。
[color=rgba(0, 0, 0, 0.87)]這種「藝術版湍流模型」的發現，讓研究團隊非常驚訝，尤其科莫格洛夫和巴切勒都在梵谷逝世數十年後才發展出他們的理論。黃永祥表示，梵谷必然是透過對自然的深刻觀察捕捉到了這些湍流現象，當他在創作「星夜」這幅畫時，這種物理關係就已深植於他的腦海中。
養眼又養腦：藝術與科學的奇妙結合[color=rgba(0, 0, 0, 0.87)]這項研究並不只是滿足於在畫作中發現湍流的蹤跡。黃永祥表示，湍流是流體動力學中最難解的課題之一，雖然科學家們已經研究了超過一個世紀，但仍無法完全解釋這種複雜現象。他說：「徹底理解湍流將幫助我們在許多領域做出突破，比如天氣預測、飛行中的亂流處理等。」
[color=rgba(0, 0, 0, 0.87)]「這麼多年來，我們甚至還不知道該如何精確定義湍流，這個現象實在太複雜了！」黃博士補充道。湍流的研究可能還需要更多時間，但這項研究至少給了我們一個新的思考角度：也許科學並不僅僅存在於實驗室和方程式中，它還可能藏身於那些我們以為只有情感和創作的藝術作品裡。
[color=rgba(0, 0, 0, 0.87)]這並不是「星夜」第一次與科學家相遇，2020年，有項研究就因為畫中藍黃色天空與蜘蛛後端發光點的相似性，將一種新發現的孔雀蜘蛛（Maratus constellatus）以此命名。到了 2021 年，微生物學家也注意到該畫作標誌性的旋渦與變異細菌（Myxococcus xanthus）群落有著驚人的相似性。
[color=rgba(0, 0, 0, 0.87)]未參與本研究的美國普林斯頓大學的天體物理學博士後研究員比提（James Beattie）在看到這些結果時表示，「既然這幅藝術作品並不具備動態性，但『星夜』與湍流的統計模型相匹配，這可能說明了目前統計方法和工具的精確度可能不如科學家所想的那麼高。但我從這類研究中得到的啟示是，梵高在美麗的「星夜」中捕捉到了某種普遍性。人們知道這一點。我們知道這幅畫中蘊含了一些奇妙的東西，因此深深被它吸引。」
[color=rgba(0, 0, 0, 0.87)]資料來源：
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