Menschen sind visuelle Wesen. Objekte, die wir "schön" oder "ästhetisch" nennen, sind ein entscheidender Teil unserer Menschlichkeit. Sogar die ältesten bekannten Beispiele für Fels- und Höhlenkunst dienten eher der Ästhetik als der Nützlichkeit. Obwohl Ästhetik oft als eine unklare Eigenschaft angesehen wird, verwenden Forschergruppen wie meine ausgefeilte Techniken, um sie zu quantifizieren - und ihren Einfluss auf den Betrachter.
Wir stellen fest, dass ästhetische Bilder erstaunliche Veränderungen am Körper hervorrufen können, einschließlich einer radikalen Verringerung des Stressniveaus des Betrachters. Allein der Stress am Arbeitsplatz kostet amerikanische Unternehmen jährlich schätzungsweise viele Milliarden US-Dollar. Das Studium der Ästhetik birgt also ein großes gesellschaftliches Potenzial.
Die Forscher entwirren, was bestimmte Kunstwerke oder Naturszenen visuell ansprechend und stressabbauend macht - und ein entscheidender Faktor ist das Vorhandensein der sich wiederholenden Muster, die als Fraktale bezeichnet werden.
Sind Fraktale der Schlüssel, warum Pollocks Arbeit fasziniert? (AP Foto / LM Otero) Angenehme Muster, in der Kunst und in der Natur
Wer kann in Sachen Ästhetik besser studieren als berühmte Künstler? Sie sind schließlich die visuellen Experten. Diese Herangehensweise verfolgte meine Forschungsgruppe mit Jackson Pollock, der Ende der 1940er Jahre den Höhepunkt der modernen Kunst erreichte, indem er Farbe direkt aus einer Dose auf horizontale Leinwände auf seinem Studioboden goss. Obwohl unter Pollock-Gelehrten Kämpfe um die Bedeutung seiner bespritzten Muster tobten, waren sich viele einig, dass sie ein organisches, natürliches Gefühl hatten.
Meine wissenschaftliche Neugierde wurde geweckt, als ich erfuhr, dass viele Objekte der Natur fraktal sind und Muster aufweisen, die sich in immer feineren Vergrößerungen wiederholen. Denken Sie zum Beispiel an einen Baum. Zuerst sehen Sie die großen Äste, die aus dem Stamm herauswachsen. Dann sehen Sie kleinere Versionen, die aus jedem großen Zweig herauswachsen. Wenn Sie weiter hineinzoomen, erscheinen immer feinere Zweige, bis hinunter zu den kleinsten Zweigen. Andere Beispiele für Fraktale in der Natur sind Wolken, Flüsse, Küsten und Berge.
1999 verwendete meine Gruppe Computermusteranalysetechniken, um zu zeigen, dass Pollocks Gemälde genauso fraktal sind wie Muster in natürlichen Landschaften. Seitdem haben mehr als 10 verschiedene Gruppen verschiedene Formen der Fraktalanalyse an seinen Gemälden durchgeführt. Pollocks Fähigkeit, die fraktale Ästhetik der Natur auszudrücken, erklärt die anhaltende Popularität seiner Arbeit.
Die Wirkung der Naturästhetik ist überraschend stark. In den 1980er Jahren stellten die Architekten fest, dass sich die Patienten schneller von der Operation erholten, wenn sie Krankenzimmer mit Fenstern bekamen, die auf die Natur blickten. Andere Studien haben seitdem gezeigt, dass das Betrachten von Bildern natürlicher Szenen die Art und Weise verändern kann, wie das autonome Nervensystem einer Person auf Stress reagiert.
Sind Fraktale das Geheimnis einiger beruhigender Naturszenen? (Ronan, CC BY-NC-ND) Für mich wirft dies die gleiche Frage auf, die ich Pollock gestellt hatte: Sind Fraktale verantwortlich? In Zusammenarbeit mit Psychologen und Neurowissenschaftlern haben wir die Reaktionen der Menschen auf Fraktale in der Natur (mit Fotos von natürlichen Szenen), in der Kunst (Pollocks Gemälde) und in der Mathematik (computergenerierte Bilder) gemessen und einen universellen Effekt entdeckt, den wir als „fraktale Fließfähigkeit“ bezeichnet haben.
Durch die Exposition gegenüber der fraktalen Landschaft der Natur haben sich die visuellen Systeme der Menschen angepasst, um Fraktale mit Leichtigkeit effizient zu verarbeiten. Wir fanden heraus, dass diese Anpassung in vielen Stadien des visuellen Systems stattfindet, von der Art und Weise, wie sich unsere Augen bewegen, bis zu welchen Regionen des Gehirns sie aktiviert werden. Diese Geläufigkeit bringt uns in eine Komfortzone und so genießen wir es, Fraktale zu betrachten. Entscheidend ist, dass wir das EEG zur Erfassung der elektrischen Aktivität des Gehirns und der Hautleitfähigkeitstechniken verwendeten, um zu zeigen, dass dieses ästhetische Erlebnis mit einer Stressreduzierung von 60 Prozent einhergeht - ein überraschend großer Effekt für eine nichtmedizinische Behandlung. Diese physiologische Veränderung beschleunigt sogar die postoperativen Genesungsraten.
Künstler verstehen die Anziehungskraft von Fraktalen
Es ist daher nicht verwunderlich, dass Künstler als visuelle Experten im Laufe der Jahrhunderte und in vielen Kulturen fraktale Muster in ihre Werke eingebettet haben. Fraktale sind zum Beispiel in römischen, ägyptischen, aztekischen, Inka- und Maya-Werken zu finden. Zu meinen bevorzugten Beispielen fraktaler Kunst aus jüngerer Zeit zählen da Vincis Turbulenz (1500), Hokusais Große Welle (1830), MC Eschers Kreisserie (1950er Jahre) und natürlich Pollocks gegossene Gemälde.
Obwohl in der Kunst weit verbreitet, ist die fraktale Wiederholung von Mustern eine künstlerische Herausforderung. Zum Beispiel haben viele Leute versucht, Pollocks Fraktale zu fälschen und sind gescheitert. In der Tat hat unsere Fraktalanalyse geholfen, gefälschte Pollocks in hochkarätigen Fällen zu identifizieren. Jüngste Studien von anderen zeigen, dass die Fraktalanalyse dazu beitragen kann, echte von gefälschten Pollocks mit einer Erfolgsrate von 93 Prozent zu unterscheiden.
Wie Künstler ihre Fraktale kreieren, treibt die Debatte zwischen Natur und Kultur in der Kunst an: Inwieweit wird die Ästhetik durch automatische unbewusste Mechanismen bestimmt, die der Biologie des Künstlers im Gegensatz zu ihren intellektuellen und kulturellen Belangen innewohnen? In Pollocks Fall ergab sich seine fraktale Ästhetik aus einer faszinierenden Mischung aus beiden. Seine fraktalen Muster sind auf seine Körperbewegungen zurückzuführen (insbesondere ein automatischer Prozess im Zusammenhang mit dem Gleichgewicht, der als fraktal bekannt ist). 10 Jahre lang hat er seine Gießtechnik bewusst verfeinert, um die visuelle Komplexität dieser fraktalen Muster zu erhöhen.
Der Rorschach-Inkblot-Test basiert auf dem, was Sie in das Bild eingelesen haben. (Hermann Rorschach) Fraktale Komplexität
Pollocks Motivation, die Komplexität seiner fraktalen Muster kontinuierlich zu erhöhen, wurde kürzlich deutlich, als ich die fraktalen Eigenschaften von Rorschach-Tintenklecksen untersuchte. Diese abstrakten Flecken sind berühmt, weil Menschen in ihnen imaginäre Formen (Figuren und Tiere) sehen. Ich habe diesen Prozess anhand des fraktalen Fluency-Effekts erklärt, der die Mustererkennungsprozesse der Menschen verbessert. Aufgrund der geringen Komplexität der fraktalen Inkblots war dieser Prozess auslöserfreundlich und brachte den Betrachter dazu, Bilder zu sehen, die nicht vorhanden sind.
Pollock mochte es nicht, dass die Betrachter seiner Bilder von solchen imaginären Figuren abgelenkt wurden, die er als „Extraladung“ bezeichnete. Er erhöhte intuitiv die Komplexität seiner Arbeiten, um dieses Phänomen zu verhindern.
Auch Pollocks abstrakter expressionistischer Kollege Willem De Kooning malte Fraktale. Als bei ihm Demenz diagnostiziert wurde, forderten einige Kunstwissenschaftler seinen Ruhestand, weil sie befürchteten, dass dies die Ernährungskomponente seiner Arbeit verringern würde. Obwohl sie eine Verschlechterung seiner Gemälde vorhersagten, vermittelten seine späteren Arbeiten eine Ruhe, die in seinen früheren Stücken fehlte. In letzter Zeit hat sich gezeigt, dass die fraktale Komplexität seiner Bilder stetig abnimmt, wenn er dement wird. Die Studie konzentrierte sich auf sieben Künstler mit unterschiedlichen neurologischen Erkrankungen und hob das Potenzial der Verwendung von Kunstwerken als neues Instrument zur Erforschung dieser Krankheiten hervor. Für mich ist die inspirierendste Botschaft, dass Künstler im Kampf gegen diese Krankheiten immer noch wunderschöne Kunstwerke schaffen können.
Das Erkennen, wie das Betrachten von Fraktalen Stress reduziert, bedeutet, dass es möglich ist, Netzhautimplantate zu erstellen, die den Mechanismus nachahmen. (Nautilus-Bild über www.shutterstock.com) Meine Hauptforschung konzentriert sich auf die Entwicklung von Netzhautimplantaten, um das Sehvermögen von Opfern von Netzhauterkrankungen wiederherzustellen. Dieses Ziel scheint auf den ersten Blick weit von Pollocks Kunst entfernt zu sein. Es war jedoch seine Arbeit, die mir den ersten Hinweis auf die fraktale Fließfähigkeit und die Rolle gab, die die Fraktale der Natur bei der Kontrolle des Stressniveaus der Menschen spielen können. Um sicherzustellen, dass meine bioinspirierten Implantate beim Betrachten der Fraktale in der Natur den gleichen Stressabbau bewirken wie normale Augen, ahmen sie das Design der Netzhaut sehr genau nach.
Als ich mit meiner Pollock-Forschung begann, hätte ich nie gedacht, dass sie künstliche Augendesigns beeinflussen würde. Dies ist jedoch die Kraft interdisziplinärer Bemühungen - „out of the box“ -Denken führt zu unerwarteten, aber möglicherweise revolutionären Ideen.
Dieser Artikel wurde ursprünglich auf The Conversation veröffentlicht.
Richard Taylor, Direktor des Materials Science Institute und Professor für Physik an der University of Oregon
