人間は視覚的な生き物です。 私たちが「美しい」または「美的」と呼ぶ物体は私たちの人間性の重要な部分です。 岩石や洞窟の芸術の最も古い知られている例でさえ、功利主義的な役割よりも美学に役立った。 美学はしばしば不明確な質と見なされますが、私のような研究グループは、それを定量化するために洗練された技術を使用しています-そして、それが観察者に与える影響。
美的イメージは、観察者のストレスレベルの根本的な低下を含め、身体に驚異的な変化を引き起こす可能性があることを発見しています。 仕事のストレスだけでも、アメリカの企業に年間数十億ドルの費用がかかると推定されているため、美学を勉強することは、社会に大きな潜在的な利益をもたらします。
研究者は、特定の芸術作品や自然のシーンを視覚的に魅力的でストレスを和らげる要因を解き明かしています。重要な要素の1つは、フラクタルと呼ばれる繰り返しパターンの存在です。
ポロックの作品が魅了される理由の鍵はフラクタルですか？ （AP Photo / LM Otero） アートと自然の中で楽しいパターン
美学に関しては、有名な芸術家よりも勉強した方がいいですか？ 結局のところ、彼らは視覚の専門家です。 私の研究グループは、ジャクソン・ポロックとこのアプローチを取りました。ジャクソン・ポロックは、1940年代後半に彼のスタジオの床に置かれた水平のキャンバスに缶から直接塗料を注ぐことで現代美術の頂点に達しました。 飛び散ったパターンの意味に関してポロック学者の間で戦いが激しさを増したが、多くの人が彼らに有機的で自然な感触があることに同意した。
自然のオブジェクトの多くがフラクタルであり、ますます微細な倍率で繰り返されるパターンを特徴とすることを知ったとき、私の科学的な好奇心がかき立てられました。 たとえば、ツリーを考えてください。 まず、幹から大きな枝が成長しているのが見えます。 次に、各大きなブランチから小さなバージョンが成長するのを確認します。 ズームインを続けると、細かな枝が表示されます。 自然のフラクタルの他の例には、雲、川、海岸線、山が含まれます。
1999年、私のグループはコンピューターパターン分析技術を使用して、ポロックの絵画が自然の風景に見られるパターンと同じくらいフラクタルであることを示しました。 それ以来、10を超えるさまざまなグループが彼の絵画に対してさまざまな形のフラクタル分析を行ってきました。 自然のフラクタル美学を表現するポロックの能力は、彼の作品の永続的な人気を説明するのに役立ちます。
自然の美学の影響は驚くほど強力です。 1980年代、建築家は、窓から自然を眺めることができる病室を指定すると、患者が手術からより早く回復することを発見しました。 その後のその他の研究では、自然の景色の写真を見るだけで、人の自律神経系がストレスに反応する方法が変わることが示されています。
フラクタルは、なだめるような自然なシーンの秘密ですか？ （ロナン、CC BY-NC-ND） 私にとって、これは私がポロックに尋ねたのと同じ質問を提起します：フラクタルは責任がありますか？ 心理学者や神経科学者と協力して、自然（自然のシーンの写真を使用）、アート（ポロックの絵画）、数学（コンピューター生成画像）で見つかったフラクタルに対する人々の反応を測定し、「フラクタル流ency性」と名付けた普遍的な効果を発見しました。
自然のフラクタル風景にさらされることで、人々の視覚システムはフラクタルを簡単に効率的に処理するようになりました。 この適応は、視覚システムの多くの段階で発生し、目が動く方法から脳のどの領域が活性化されるかがわかりました。 この流encyさは私たちを快適なゾーンに入れてくれるので、フラクタルを見て楽しむことができます。 脳の電気的活動と皮膚コンダクタンスのテクニックを記録するために脳波を使用して、この審美的な経験が60％のストレスの軽減を伴うことを示すことが重要です。これは、非医学的治療にとって驚くほど大きな効果です。 この生理学的変化は、術後の回復率をさらに加速します。
アーティストはフラクタルの魅力を直観します
したがって、視覚の専門家として、アーティストが何世紀にもわたり多くの文化に渡って作品にフラクタルパターンを埋め込んでいることを知ることは驚くことではありません。 フラクタルは、たとえば、ローマ、エジプト、アステカ、インカ、マヤの作品に見られます。 最近の私のお気に入りのフラクタルアートの例には、ダヴィンチの乱流（1500）、北斎の大波（1830）、MCエッシャーのサークルシリーズ（1950年代）、そしてもちろんポロックの流し絵があります。
アートでは一般的ですが、パターンのフラクタルな繰り返しは芸術的な挑戦を表しています。 たとえば、多くの人々がポロックのフラクタルを偽造しようとして失敗しました。 実際、私たちのフラクタル分析は、有名なケースで偽のポロックを識別するのに役立ちました。 他の人による最近の研究は、フラクタル分析が成功率93％で本物のポロックと本物のポロックを区別するのに役立つことを示しています。
アーティストがフラクタルを作成する方法は、芸術における自然と養育の議論を促進します：美学は、知的および文化的な懸念とは対照的に、アーティストの生物学に固有の自動無意識メカニズムによってどの程度決定されますか？ ポロックの場合、彼のフラクタル美学は両方の興味深い混合物から生じました。 彼のフラクタルパターンは、身体の動き（特に、フラクタルであることが知られているバランスに関連する自動プロセス）から生じました。 しかし、彼は10年かけて意識的に注ぐテクニックを洗練し、これらのフラクタルパターンの視覚的な複雑さを増しました。
ロールシャッハインクブロットテストは、画像の読み取り内容に依存します。 （ハーマンロールシャッハ） フラクタルの複雑さ
彼のフラクタルパターンの複雑さを継続的に増加させるポロックの動機は、ロールシャッハインクブロットのフラクタル特性を研究したときに最近明らかになりました。 これらの抽象的なしみは、人々が想像上の形（図や動物）を見るので有名です。 このプロセスを、人々のパターン認識プロセスを強化するフラクタル流flu性効果の観点から説明しました。 複雑さの低いフラクタルインクブロットにより、このプロセスはトリガーハッピーになり、観察者を欺いて、そこにない画像を見るようになりました。
ポロックは、「余分な貨物」と呼ばれる想像上の人物に彼の絵画の視聴者が気を取られるという考えを嫌いました。彼は、この現象を防ぐために直感的に作品の複雑さを増しました。
ポロックの抽象的な表現主義の同僚、ウィレム・デ・クーニングもフラクタルを描いた。 彼が認知症と診断されたとき、一部の芸術学者は彼の仕事の養育要素を減らすだろうという懸念の中で彼の退職を求めました。 それでも、彼らは彼の絵画の劣化を予測しましたが、彼の晩年の作品は、彼の初期の作品に欠けている平和を伝えました。 最近、彼の絵のフラクタルの複雑さは、彼が認知症に陥ったときに着実に低下することが示されました。 この研究は、神経学的条件の異なる7人の芸術家に焦点を当て、これらの病気を研究するための新しいツールとして芸術作品を使用する可能性を強調しました。 私にとって最も刺激的なメッセージは、これらの病気と戦うとき、芸術家はまだ美しい作品を作成できるということです。
フラクタルを見るとストレスがどのように減少するかを認識することは、メカニズムを模倣した網膜インプラントを作成できることを意味します。 （www.shutterstock.com経由のNautilus画像） 私の主な研究は、網膜疾患の被害者の視力を回復するための網膜インプラントの開発に焦点を当てています。 一見したところ、この目標はポロックの芸術からは遠いようです。 しかし、フラクタルの流fluさと、人々のストレスレベルを抑えるために自然のフラクタルが果たすことができる役割の最初の手がかりを与えたのは彼の仕事でした。 自然のフラクタルを見るときに、通常の目と同じように、バイオに着想を得たインプラントが同じストレス軽減を確実に引き起こすために、網膜のデザインによく似ています。
Pollockの研究を始めたとき、人工眼のデザインに役立つとは想像もしていませんでした。 しかし、これは学際的な努力の力です。「箱から出して」と考えると、予想外であるが潜在的に革命的なアイデアにつながります。
この記事はもともとThe Conversationで公開されました。
リチャード・テイラー、材料科学研究所所長、オレゴン大学物理学教授
