Fizik: Fizik neden sanata ihtiyaç duyar?
Bilim tarihçileri genellikle bilimsel devrimin kökenini 1543'e kadar izlerler. O yıl, Kopernik "Gök Cisimlerinin Hareketi Üzerine" yeryüzünü ilk kez döndürdü. Makul bir seçim olmasına rağmen, tek iyi aday değildi. Daha önceki bir dönemde, astronomiden ziyade sanat tarafından yönlendirilen, aynı anlama sahip başka bir bilimsel atılım daha yaşandı: yaklaşık 1420, Filippo Brunelleschi icat edildi perspektif Sanat tarzı.
Şekil 1: Brunelleschinin düzenlemesi, izleyicinin aynayı kaldırarak yansıyan görüntüyü nesnenin kendisiyle karşılaştırmasını sağlar.
Brunelleschi, Şekil 1'de gösterildiği gibi akıllı ve ikna edici deneylerle sahnelerin arkasını doğru bir şekilde görme yeteneğini gösterdi. 15 yıl sonra, Leon Battista Alberti Büyüleyici yeni bir geometri içeren bu teknolojinin klasik bir açıklamasını yayınladı Projektif geometri .
Brunelleschi ve Alberti'nin eserleri, dönemin sanatçıları üzerinde büyük bir etkiye sahipti. Açıkçası, daha kesin bir perspektifi mümkün kıldı ve aynı zamanda sanatçılar için güven oluşturdu: Sonunda, antik Yunan ve antik Roma'nın başarılarını geride bırakan büyük bir resim keşfi oldu. Sanatçılar için resim artık ortadan kaybolanları restore etmek değil, yeni bir yaratıcı gücü keşfetmektir.
Bu, Şekil 2'de gösterilmiştir Pietro Perugino Bu, başyapıtı "Mesih Petrus'a Anahtarı Veriyor" da yansıtılmıştır. Kent meydanındaki çiniler, binanın çizdiği paralel çizgiler ve mesafeye çekilen insanların ve ağaçların göreceli büyüklükleri, bilimsel ve doğru perspektif için uygun bir sahne sağlıyor.
Bazen insanlar bilim ve sanatın çok farklı yöntemleri ve bölgeleri olduğunu söyler, çünkü bilim nesnel olmaya çabalarken sanat özneldir. Perspektifin bilimsel doğası, bu ifadenin yüzeyselliğini doğrulamaktadır. Perspektifle ilgili olarak, belirli bir kişi onu belirli bir yerden gördüğünde sahnenin neye benzediğiyle ilgileniriz. Aslında şu şekilde tanımlanabilir: Nesnel bir öznellik çalışması .
Şaşırtıcı bir şekilde perspektif, doğa yasalarına ilişkin temel anlayışımızı yöneten kavramları öngörür. Çoğu insan, modern fizikteki birçok merkezi fikir konusunda yenidir. Bu fikirler, doğal olarak ait oldukları garip bağlamda aniden ortaya çıkarsa, soyut ve göz korkutucu görüneceklerdir. Bu nedenle, bizim gibi insanlar, modern fizik fikirlerini daha geniş bir grup insana sunmaya çalışırken, genellikle mecaz ile benzetme . Bununla birlikte, hem orijinal fikre sadık hem de anlaşılması kolay bir metafor bulmak oldukça zordur; hatta daha da zorlayıcı, bunu fiziğin güzelliğini gösterebilecek şekilde yapmaktır. Yıllar boyunca bu sorunla defalarca mücadele ettim. Burada beni gerçekten tatmin edecek bir çözüm önermekten çok mutluyum.
Projektif geometri, Rönesans döneminde sanatsal bir yeniliktir. Yalnızca metaforlar değil, aynı zamanda büyük, sofistike ve yaratıcı fikirlerin gerçek modellerini de içerir:
- Görelilik Bu, aynı konunun birçok farklı şekilde sadık ve mükemmel bir şekilde ifade edilebileceği anlamına gelir. Bu anlamda görelilik, yansıtmalı geometrinin özüdür. Aynı sahneyi birçok farklı açıdan tanımlayabiliriz. Farklı tuvallerin farklı boya işlemleri olacaktır ancak tüm resimler aynı bilgilerin aynı konudaki ifadeleridir ancak kodlama yöntemi farklıdır.
- simetri Görelilik ile yakından ilgilidir, ancak şimdi dikkatimiz gözlemciden çok resmin konusuna odaklanmıştır. "Dönüşüm altındaki değişmezlik" simetrinin özüdür. En simetrik şekli düşünün - bir daire. Çemberin merkezi etrafında herhangi bir açıyla döndürmek, çember üzerindeki her noktanın konumunu değiştirebilir, ancak çember bir bütün olarak değişmeden kalabilir. Benzer şekilde, bir resimde özneyi döndürmek veya konumunu değiştirmek gibi hareket ettirirsek, görünüşünü değiştirir; ancak yansıtmalı açıklaması, yani olası tüm perspektiflerin sağladığı görüşlerin toplamı hala aynıdır, çünkü Şövale yeniden konumlandırarak bunu telafi edebiliriz.
- Değişmezlik Göreliliğin tam tersidir. Perspektifi değiştirdiğimizde, konunun performansının birçok yönü farklıdır, ancak bu performansların tümü için bazı özellikler aynıdır. Örneğin, konudaki düz çizgiler, tuval üzerindeki yönleri ve konumları farklı olsa da, her açıdan düz çizgilerdir; konu üzerinde üç düz çizgi kesişirse, o zaman herhangi bir açıdan, onları resimde temsil eden çizgiler Belli bir noktada da kesişecek. Tüm ortak özelliklerin değişmez olduğu söyleniyor. Sabit büyüklükler, her açıdan geçerli olan konunun nesnel özelliklerini tanımladıkları için çok önemlidir. Öznenin "nesnel gerçekliğinin" özünü tanımlarlar.
Modern fiziğin ön saflarında, ilgili deneyler yapmak çok zordur. Basit deneyler yapıldı ve bunlardan öğrenilebilecek şeyler tamamen emildi. Sabırla veri biriktiren ve ardından kanunu ihlal eden Bacon modeli, pratik olamayacak kadar eski. Aksine, kazanan strateji yasaları tahmin etmek, sonuçlarını türetmek ve test etmek ve doğanın bu yasaları kullanmayı seçip seçmeyeceğini keşfetmektir.
Veri değilse, o zaman tahmine neden olan şey nedir? Kısacası evet estetik . Yukarıdaki anlamda, yani simetri Bu bizim en verimli ilham kaynağımızdır. Denklemi buluyoruz, Formlarında birçok değişiklik olabilir, ancak içeriklerini değiştirmezler . Aslında, temel yasalarımızda yer alan temel simetri ilkesi ile iki yeni sanatsal perspektif arasında inanılmaz benzerlikler var.
Şekil 3'te gösterilen gibi deforme olmuş bir sanat eserinde István Orosz Bozuk histogramda, insanlar sıradan perspektifin ötesine geçmek için aynaları ve lensleri kullanabilir. Ayrıca genel görelilikte, sözde yeniden düzenleyerek Metrik sıvı Zaman ve mekanın çeşitli dönüşümlerini gerçekleştirebilir. (Bu, Einstein'ın "genelleştirilmiş kovaryansının" özüdür.)
Einstein Bu dönüşüm altında içeriği değişmeden kalabilecek bir denklem arayarak, yerçekimi teorisine ulaştı.
Diğer temel kuvvetler hakkındaki teorilerimiz - elektromanyetik kuvvet, zayıf kuvvet ve güçlü kuvvet - sanatta daha az yaygın olan ancak bilinmeyen başka bir dönüşüme dayanmaktadır. Bu dönüşümde değişim, görüntüdeki noktaların hareket ettirilmesiyle değil, farklı yerlerde farklı şekillerde renklerin değiştirilmesidir. Henry Matisse Bu fikri kullanarak birkaç harika tablo yaratıldı.
Günümüzde birçok sınır alanında bilim ve sanat aktif olarak etkileşim halindedir. Birkaç örnek vermek gerekirse: Fraktallar her zaman grafik sanatı için ilham kaynağı olmuştur, bu da muhteşem yapay "manzaralar" yaratma olanağı sağlar; sahte renklerle işlenmiş son derece güzel uzay görüntüleri içeren posterler birçok duvarla dekore edilmiştir Filmlerde ve spor yayınlarında, yaratıcı dijital görüntü işleme ile dolu.
Ancak yaratıcı işbirliği olanakları tükenmiş olmaktan uzaktır. Aslında, sadece yüzeye dokunduğumuzu düşünüyorum.
Fizikçiler genellikle doğal olarak uygun olan fizik kavramlarının ve denklemlerinin güzelliğini övürler. Öte yandan, insanlar oldukça görsel yaratıklardır. Bu güzel kavram ve denklemleri fizikçilerin görsel korteksiyle anlaşılabilecek ve sıradan insanlar tarafından takdir edilebilecek bir forma dönüştürmek için sinyal işleme ve bilgisayar grafikleri gibi modern kaynakları kullanmak verimli sonuçlar verecektir. Özellikle, kuantum teorisinde karşılaştığımız ve büyük veriyi işlediğimiz alanlar gibi yüksek boyutlu uzaylarla duyusal temas kurmamıza izin vermek için daha iyi yollara ihtiyacımız var. Brunelleschi'nin ruhunun modern destekçileri muazzam fırsatlarla karşı karşıyadır.
