인간의 뇌에서 가장 놀라울 만한 것 중 하나는 패턴(규칙)을 인식하고 이를 표현하는 점입니다. 지금까지 우리가 이해해보려고 시도한 가장 어려운 패턴은 유체 동역학에서의 난류 개념이라고 합니다.

독일의 물리학자인 워너 하이젠버그는 "내가 신을 만나면 두 가지 질문을 할 겁니다. 왜 상대성과 난기류입니까? 신이 처음으로 그 답을 해 줄거라 믿어요." 라고 말했을 정도로 난류 개념은 굉장히 이해하기 어려운 개념입니다. 난류를 수학적으로 이해하는 것은 어렵지만, 화가들은 미술로 이를 표현하는 방법을 찾아냈습니다. 빈센트 반 고흐는 1889년 생레미드프로방스의 정신병원에서 방 창문으로 보이는 일출 직전의 풍경을 그렸으며, 그 그림이 「별이 빛나는 밤에」입니다. 「별이 빛나는 밤에」의 원형 붓놀림은 이전 화가들과는 다른 방식의 기법이었고, 빛을 더 생동감 넘치게 표현하였습니다. 이는 캔버스 위의 색들 중에서 빛의 강렬함을 나타내는 기법이었습니다.

60년 후 러시아의 수학자 앤드리 코르모고로브는 난류의 수학적인 이해를 발전시켰습니다. 그는 길이가 R인 난류 내의 에너지는 R의 5분의 3제곱 만큼 비례하여 증가한다고 제시하였습니다. 여러 실험들로 그의 식이 난류가 일어나는 원리와 매우 가까웠음을 보여주었습니다. 정리하여, 큰 소용돌이의 힘이 작은 소용돌이로 바뀐다면 크기만 다르지 닮아있을 것입니다. 이것의 예로는 목성의 빨간 점, 구름형성 등을 들 수 있습니다. 우리는 화가의 그림에서도 이렇게 수학을 찾아낼 수 있습니다. 「별이 빛나는 밤에」 그림 외에도 여러 그림에서도 수학을 찾아볼 수 있을 것이라고 생각합니다.

그럼 여기서 퀴즈 내겠습니다~!

_______을/를 예술적으로 표현한 대표적인 그림은 「별이 빛나는 밤에」입니다. 여기서 _______은/는 무엇일까요?

1. 난기류

2. 정기류

3. 정류장

4. 교류

5. 직류

우리가 예술적으로만 바라보던 그림에도 수학이 녹아 있다는 사실을 알게 되어 다른 분들께도 알려드리고 싶어 이 기사를 작성하게 되었습니다. 이 기사를 읽으시고 많은 도움이 되셨기를 바랍니다.

대표 이미지 출처는 네이버 카페입니다.