خبر های ویژه
23 بهمن 1403
هنر و علم، تناسبات ظریف یکسانی را در شاخه‌های درختان روشن می‌کنند
میچل نیوبری استادیار پژوهشی زیست‌شناسی، دانشگاه نیومکزیکو
پیِت موندریان، هنرمند و نظریه‌پرداز هنری انتزاعی اوایل قرن بیستم، به سادگی و جوهر فرم علاقه‌مند بود. حتی افرادی که هرگز نام موندریان را نشنیده‌اند، احتمالاً شبکه‌های نامنظم مستطیل‌های او را می‌شناسند. وقتی من "درخت خاکستری" موندریان را در سال ۱۹۱۱ دیدم، بلافاصله چیزی را در مورد درختان تشخیص دادم که قبلاً در توصیف آن مشکل داشتم. با حذف همه عناصر غیرضروری در یک نقاشی انتزاعی، موندریان چیزی را نشان داد که من سعی می‌کردم با استفاده از فیزیک و هندسه فراکتال توضیح دهم......حوزه تحقیقات من زیست‌شناسی ریاضی است. من و همکارانم سعی می‌کنیم توضیح دهیم که چگونه ساختارهای درخت‌مانند مانند رگ‌ها و شریان‌ها، ریه‌ها و برگ‌ها، فرم فیزیکی خود را برای تحویل کارآمد خون، هوا، آب و مواد مغذی تنظیم می‌کنند. تحقیقات بنیادی در زیست‌شناسی شاخه‌زنی به درمان بیماری‌های قلبی-عروقی و سرطان، طراحی موادی که می‌توانند خود را ترمیم کنند و پیش‌بینی نحوه پاسخ درختان به تغییرات آب‌وهوایی کمک می‌کند. شاخه‌زنی همچنین در الگوهای جستجوی غذا توسط مورچه‌ها، قارچ‌های لجنی و شهرها نیز دیده می‌شود.
تبریز امروز:
آیا هنرمندان و دانشمندان یک چیز را در شکل درختان می‌بینند؟ به عنوان یک دانشمند که الگوهای شاخه‌زنی در موجودات زنده را مطالعه می‌کند، من شروع به این باور کرده‌ام که پاسخ مثبت است.
پیِت موندریان، هنرمند و نظریه‌پرداز هنری انتزاعی اوایل قرن بیستم، به سادگی و جوهر فرم علاقه‌مند بود. حتی افرادی که هرگز نام موندریان را نشنیده‌اند، احتمالاً شبکه‌های نامنظم مستطیل‌های او را می‌شناسند.
وقتی من "درخت خاکستری" موندریان را در سال ۱۹۱۱ دیدم، بلافاصله چیزی را در مورد درختان تشخیص دادم که قبلاً در توصیف آن مشکل داشتم. با حذف همه عناصر غیرضروری در یک نقاشی انتزاعی، موندریان چیزی را نشان داد که من سعی می‌کردم با استفاده از فیزیک و هندسه فراکتال توضیح دهم.
"درخت خاکستری" اثر پیِت موندریان، ۱۹۱۱. موزه هنر دن هاگ
حوزه تحقیقات من زیست‌شناسی ریاضی است. من و همکارانم سعی می‌کنیم توضیح دهیم که چگونه ساختارهای درخت‌مانند مانند رگ‌ها و شریان‌ها، ریه‌ها و برگ‌ها، فرم فیزیکی خود را برای تحویل کارآمد خون، هوا، آب و مواد مغذی تنظیم می‌کنند.
تحقیقات بنیادی در زیست‌شناسی شاخه‌زنی به درمان بیماری‌های قلبی-عروقی و سرطان، طراحی موادی که می‌توانند خود را ترمیم کنند و پیش‌بینی نحوه پاسخ درختان به تغییرات آب‌وهوایی کمک می‌کند. شاخه‌زنی همچنین در الگوهای جستجوی غذا توسط مورچه‌ها، قارچ‌های لجنی و شهرها نیز دیده می‌شود.
"منظره پولدر با درخت جوان سایه‌دار" اثر پیِت موندریان، ۱۹۰۰-۱۹۰۱
از سال ۱۸۹۰ تا ۱۹۱۲، موندریان ده‌ها درخت نقاشی کرد. او با درختان واقع‌گرایانه و تمام‌رنگ شروع کرد: درختان در یک حیاط مزرعه یا یک جاده پر از سایه. به تدریج، برگ‌ها، عمق، رنگ و حتی شاخه‌زنی را از نقاشی‌هایش حذف کرد. "درخت خاکستری" تنها از خطوط منحنی با ضخامت‌های مختلف استفاده می‌کند که به ظاهر در زوایای تصادفی روی هم قرار گرفته‌اند. با این حال، تصویر به وضوح یک درخت است.
چگونه موندریان با این حداقل عناصر، حس یک درخت را منتقل کرد؟ علم درختان ممکن است سرنخ‌هایی ارائه دهد.
علم شاخه‌زنی
یکی از اهداف زیست‌شناسی ریاضی، ترکیب آنچه دانشمندان در مورد تنوع گسترده سیستم‌های زنده می‌دانند – جایی که به نظر می‌رسد برای هر قاعده استثنایی وجود دارد – در اصول کلی و روشن است، ترجیحاً با کمترین استثناها. یکی از این اصول کلی این است که تکامل ساختارهای درخت‌مانند در موجودات زنده را برای کارآمدترین متابولیسم و تنفس تنظیم می‌کند.
بدن به دقت ضخامت رگ‌ها را هنگام شاخه‌زنی کنترل می‌کند، زیرا انحراف از قطر بهینه باعث هدررفت انرژی و ایجاد بیماری‌هایی مانند تصلب شرایین می‌شود.
در بسیاری از موارد، مانند رگ‌های خونی انسان، بدن کنترل بسیار دقیق‌تری روی قطر نسبت به طول دارد. بنابراین، در حالی که رگ‌ها و شریان‌ها ممکن است مسیرهای پیچیده‌ای را برای تطبیق با ویژگی‌های اندام‌ها و آناتومی طی کنند، قطر آنها معمولاً در محدوده ۱۰٪ از مقدار بهینه باقی می‌ماند. همین اصل در شاخه‌های درختان نیز دیده می‌شود.
درختان با مقادیر مختلف پارامتر مقیاس α. گائو و نیوبری/PNAS Nexus
تنظیم دقیق قطر شاخه‌ها به یک ویژگی کلیدی از اشکال فراکتال به نام "بی‌تغییری مقیاس" منجر می‌شود. بی‌تغییری مقیاس ویژگی‌ای است که بدون توجه به اندازه شیء یا بخشی از شیء که به آن نگاه می‌کنید، صادق است. این ویژگی در درختان به این دلیل رخ می‌دهد که تنه‌ها، شاخه‌ها و شاخک‌ها همه به روش‌های مشابه و به دلایل مشابه شاخه‌زنی می‌کنند.
بی‌تغییری مقیاس در قطر شاخه‌ها تعیین می‌کند که یک شاخه چقدر باید کوچک‌تر شود و یک درخت چقدر باید در چند شاخه ضخیم در مقابل شاخه‌های نازک سرمایه‌گذاری کند. درختان این بی‌تغییری مقیاس را برای انتقال آب، رسیدن به نور و مقاومت در برابر گرانش و بار باد به کارآمدترین شکل ممکن تکامل داده‌اند.
این علم درختان من و همکارم را برانگیخت تا مقیاس قطر شاخه‌های درختان را در هنر اندازه‌گیری کنیم.
هنر درختان
یکی از تصاویر مورد علاقه من، حکاکی یک درخت از یک مسجد متعلق به اواخر قرون وسطی در هند است. این اثر به من یادآور درخت گوندور در آثار تالکین و توانایی انسان برای قدردانی از زیبایی ساده موجودات زنده است.
مسجد سیدی سیعد در احمدآباد، گجرات، هند، حدود ۱۵۷۲. ویکی‌مدیا
اما من همچنین الهام ریاضی را در عصر طلایی اسلام می‌یابم، زمانی که هنر، معماری، ریاضیات و فیزیک شکوفا شدند. معماران اسلامی قرون وسطی حتی ساختمان‌ها را با الگوهای کاشی‌کاری بی‌نهایت غیرتکراری تزئین کردند که تا قرن بیستم توسط ریاضیات غربی درک نشده بود.
"شکوفه‌های گیلاس" اثر ماتسومورا گوشون (۱۷۵۲–۱۸۱۱). موزه متروپولیتن هنر
حکاکی‌های درختان در مسجد سیدی سیعد نیز از سیستم دقیق تناسباتی پیروی می‌کنند که توسط بی‌تغییری مقیاس درختان واقعی دیکته شده است. این سطح از دقت در قطر شاخه‌ها نیازمند چشمی تیزبین و برنامه‌ریزی دقیق است – بسیار بهتر از آنچه من می‌توانستم به صورت آزاد انجام دهم.
در واقع، هرجا که تیم ما به درختان در آثار هنری بزرگ، مانند "درخت زندگی" اثر کلیمت یا "شکوفه‌های گیلاس" اثر ماتسومورا گوشون نگاه کردیم، بی‌تغییری مقیاس دقیقی در قطر شاخه‌ها یافتیم.
"درخت خاکستری" نیز به طور واقع‌گرایانه‌ای تغییرات طبیعی در قطر شاخه‌ها را نشان می‌دهد، حتی زمانی که نقاشی اطلاعات کمی به بیننده می‌دهد. بدون مقیاس‌پذیری واقع‌گرایانه، آیا این نقاشی حتی یک درخت بود؟
"درخت سیب شکوفه‌دار" اثر پیِت موندریان، ۱۹۱۲. موزه هنر دن هاگ
موندریان در نقاشی بعدی خود در سال ۱۹۱۲، با پس‌زمینه خاکستری، خطوط منحنی و ترکیب کلی و ابعاد مشابه، حتی موقعیت برخی از خطوط یکسان بود. اما در "درخت سیب شکوفه‌دار"، همه خطوط ضخامت یکسانی دارند. مقیاس‌پذیری از بین رفته است و با آن، درخت نیز ناپدید شده است. قبل از خواندن عنوان، اکثر بینندگان حدس نمی‌زنند که این نقاشی یک درخت است. با این حال، طرح‌های موندریان نشان می‌دهند که "درخت سیب شکوفه‌دار" و "درخت خاکستری" در واقع یک درخت هستند.
"درخت سیب شکوفه‌دار" اثر پیِت موندریان، ۱۹۱۲. موزه هنر دن هاگ
این دو نقاشی عناصر کمی دارند که ممکن است نشان‌دهنده یک درخت باشند – تمرکز خطوط نزدیک مرکز، خطوطی که می‌توانند شاخه‌ها یا تنه مرکزی باشند و خطوطی که ممکن است زمین یا افق را نشان دهند. با این حال، تنها "درخت خاکستری" دارای قطر شاخه‌های بی‌تغییر نسبت به مقیاس است. وقتی موندریان بی‌تغییری مقیاس را در "درخت سیب شکوفه‌دار" حذف می‌کند، بینندگان به راحتی ماهی، فلس، رقصندگان، آب یا اشکال غیرنمایشی را می‌بینند، در حالی که درخت در "درخت خاکستری" غیرقابل انکار است.
ترکیب عکس
نقاشی‌های درخت موندریان و نظریه علمی اهمیت ضخامت شاخه‌های درخت را برجسته می‌کنند. هم‌گرایی زمانی اتفاق می‌افتد که خطوط مختلف شواهد و استدلال به نتیجه‌گیری‌های یکسانی برسند. هنر و ریاضیات هر دو به بررسی توصیفات انتزاعی از جهان می‌پردازند، و دیدن این که هنر و علم بزرگ ویژگی‌های اساسی یکسانی از درختان را انتخاب می‌کنند، رضایتی فراتر از آنچه هنر یا علم به تنهایی می‌توانست به دست آورد، ایجاد می‌کند.
همان‌طور که ادبیات بزرگ مانند "The Overstory" و "The Botany of Desire" به ما نشان می‌دهند که درختان چگونه زندگی ما را به روش‌هایی که اغلب متوجه آنها نمی‌شویم تحت تأثیر قرار می‌دهند، هنر و علم درختان نیز نشان می‌دهند که انسان‌ها به آنچه برای درختان مهم است، به دقت تنظیم شده‌اند. من فکر می‌کنم این هماهنگی یکی از دلایلی است که مردم فراکتال‌ها و مناظر طبیعی را این‌قدر خوشایند و اطمینان‌بخش می‌دانند.
همه این خطوط فکری راه‌های جدیدی برای قدردانی از درختان به ما می‌دهند.
ارتباط با تبریز امروز
اخبار ، گزارشات ، عکسها و فیلم های خود را برای ما ارسال دارید . برای ارسال میتوانید از طریق آدرس تلگرامی یا ایمیل استفاده کنید.
اشتراک در خبرنامه
برای اطلاع از آخرین خبرهای تبریز امروز در کانال تلگرام ما عضو شوید.
