梵高《星月夜》中隐藏的湍流

湍流天空常激发艺术家灵感，尤以文森特·梵高《星月夜》中标志性的漩涡为甚。长期以来，关于这幅杰作中的流动图案是否遵循 Kolmogorov 湍流理论争议不断。与先前仅考察该画作部分区域的研究不同，本工作依据 Richardson-Kolmogorov 湍流级联图像，将画中全部且仅有漩涡/涡束纳入考量。由此，亮度的傅里叶功率谱自发呈现出特征的 $-5/3$ 类 Kolmogorov 幂律。该结果表明梵高对真实流动观察极为细致，以致《星月夜》中漩涡/涡束的大小及其相对距离与强度均遵循支配湍流的物理定律。此外，在最小漩涡尺度以下的频谱中持续存在“$-1$”类幂律，暗示具有高 Schmidt 数的 Batchelor 型标量湍流。我们的研究由此揭示了《星月夜》中捕捉到的隐藏湍流。