تصور کنید می توانید یک کره تو خالی را کاملاً به داخل برگردانید - بدون ایجاد سوراخ، بدون برش دادن به مواد، و بدون ایجاد چین و چروک.
اگر شما اصلاً بتوانید چنین کاری انجام دهید، این امر به یک رشته از ریاضیات موسوم به توپولوژی متکی است.
نمایشگاه Kate Scardifileld Soft Topologies در گالری UTS نمونه ای از هنرمندان بود که از استعاره توپولوژی برای ساختن آثار هنری و توصیف عملکرد خود استفاده می کردند. رسانه های اصلی Scardifield منسوجات بودند، اگر چه این نمایشگاه همچنین مجموعه ای از "مجسمه های سازگار" بود که توسط هنرمند و یک تیم چند رشته ای منتخب تغییر شکل می یافت.
این، قدرت کنجکاوی را به دانشمند یاد آوری می کند.این نمایشگاه هنر رقص آرایی پارچه های منسوج رنگی جذاب Scardifield بود که از طریق فضایی مانند حرکات رها شده، اقدام می نمودند به پاشیدن، بال بال زدن، وزیدن، با پارچه مزین کردن، آویزان شدن و مچاله کردن. این فرم ها فقط نسخه ای از نصب و راه اندازی بودند، که با حالت استاتیک مناسب برای مشاهده گالری محدود می شدند.
دیوار دور نمایشگاه توسط یک شبکه نوار زرد در برابر آبی روشن پوشانده شده بود. این یک بیان نسبتاً سفت و سخت از فضا بود که پویایی و پیچیدگی پارچه های پراکنده در اتاق را خنثی می کرد.
تصویر: نصب شبکه دیوار کار برای Topologies Soft در گالریUTS . 2018 کیت اسکاردیفیلد، نویسنده ارائه داده است (بدون حق استفاده مجدد)
توپولوژی چیست؟
ریشه های توپولوژی در زمینه هندسه است، جایی که برای درک "اشیاء هندسی ای که هنگام خم شدن یا کشش تغییر نمی کنند" از آن استفاده می شود.از توپولوژی در ترکیب با هندسه جبری، جبر انتزاعی، معادلات دیفرانسیل و احتمالات، در بسیاری از شاخه های فیزیک برای درک "حالات عجیب و غریب ماده" استفاده می شود - یعنی حالاتی از مواد که جامد، مایع یا گاز نیستند و مشخصه های فیزیکی بسیار غیر معمول دارند.
اما توپولوژی اخیراً از یک رشته مطالعاتی انحصاری ریاضیات به موضوعی تبدیل شده است که بیشتر در تحلیل و ایجاد پدیده های فرهنگی و اجتماعی مورد استفاده قرار می گیرد. حتی برخی از محققان ادعا می کنند که فرهنگ به عنوان یک کل در حال "توپولوژیک شدن" است.
نمایشگاه Scardifield نمونه ای از روش استفاده عملی پزشکان از رشته های مختلف از ایده هایی بود که از زمینه های بسیار متفاوت تحصیلی نشأت می گیرند.
استعاره های جعلی در یک رشته با خوشحالی در میان دیگران پخش می شود. به عنوان اصلاً مثال "سلول" اصطلاحی معماری بود که سپس در علوم زیستی، مطالعه پدیده های اجتماعی (سلول های تروریستی) و فناوری تلفن همراه (یا cell phone) رایج و تأثیر گذار شد. "مصونیت" (یا Immunity) اصطلاحی است که در اصل کار بردهای حقوقی به معنای "استثنا از مسئولیت" داشته است که امروزه بیشتر با دارو در ارتباط است.
دانشمندان به عنوان یک مجرای تحقیق برای این هنرمند عمل کردند.
توضیح روابط
توپولوژی یک درک متفاوت از روابط بین چیزها را امکان پذیر می کند.فیلسوف ایان هکینگ پیشنهاد می کند که استعاره توپولوژیکی یک منیفولد، بهبود استعاره نوری یک طیف یا بیناب برای به دست آوردن آگاهی فعلی ما از اوتیسم است. یک طیف "به گونه ای گمراه کننده یک بعد واحد را از شدید تا پر کار برد نشان می دهد" در حالی که منیفولدها، مانند انواع اوتیسم، "به هر تعداد ابعادی وجود دارند".
استعاره های توپولوژیک همچنین برای تفکر متفاوت در مورد روابط دیگری که به طور متعارف به عنوان طیف تصور می شوند مفید هستند: مثل جنبش سیاسی چپ و راست، یا جنسیت زن و مرد.
به عنوان مثال، توپولوژیک فکر کردن این فهم را مقدور می سازد که طرف داران سبزها و ملی گرایان، که معمولاً تصور می کنند در انتهای مخالف طیف سیاسی قرار دارند، می توانند در مورد برخی موضوعات همسو باشند، از جمله مواردی که در جنگ با معادن زغال سنگ در زمین های مزرعه انجام می شود.
تصویر: مجسمه سازگار در یک تنوع. پارچه اسپینکر پلیسه دار آکاردئونی، بافته های بادبان. رابین هیرفیلد، نویسنده ارائه داده است.
توپولوژی در منسوجات
تمرین Scardifield مستلزم تا کردن و پیچ دادن به پارچه به گونه ای است که انواع مختلفی از شگفتی را به خود بگیرد. او (یعنی Scardifield) بر رابطه بین تغییر و تداوم فرم از طریق عملیات بافت، تا شوندگی، کشیدن، چین و لایه بندی متمرکز بود. این موارد، مشابهِ دست کاری ها و حدس های انتزاعی است که یاد آور حوزه ریاضی توپولوژی است.یک تکه پارچه تخت یک فضای کلاسیک و دو بعدی است. وقتی Scardifield به عمد پارچه را در چین جمع می کند، یک فضای سه بعدی با ماهیتی پیچیده تر ایجاد می شود.
با اجازه دادن به پارچه که به بیان فرم های سایر اشیاء (با پارچه پوشاندن) یا نیروهای جاذبه و کشش (آویزانی) بپردازد چین هایی با یک تنوع تصادفی تر در نمایشگاه ایجاد می شدند. اَشکال جدید ایجاد شده در این فرایندها از هم جدا و در عین حال ادامه پارچه های اصلی بودند.
تصویر: پارچه ارگانزای پلی استر چین دار و تنظیم شده برای گرما، نخ پنبه ای، تورمالین سیاه. 185x120cm انبساط کامل. فرم سازگار، متغیر ابعاد. پروژه های کیت Scardifield وALASKA ، نویسنده ارائه داده است.
وقتی هنرمندان و دانشمندان دور هم جمع می شوند، جرقه های خلاقانه می توانند پرواز کنند. استیون کانر، نویسنده و دانشگاهی، پیشنهاد می کند که "فرم واسط تغییر شکل یافتنی پارچه"، استعاره مادی بهتری برای درک "دنیای معاصر ارتباطات و اطلاعات" نسبت به گزینه های قبلی استحکام یا سیالیت فراهم می آورد.
منسوجات همزمان انعطاف پذیر و منسجم هستند و از این لحاظ بر انگیزنده تصور فرم هایی هستند که با نوسانات ظریف در طول زمان می رقصند.
بیان فضا و فرم بر حسب تداوم و تغییر در اشیاء منفرد در Top Topologies و طراحی کلی نمایشگاه مهم بود. Scardifield عمداً این نمایشگاه را به عنوان فضایی پویا طراحی کرد، و در آن چندین شرکت کننده از رشته های مختلف حضور داشتند که کارهای وی را برای مدت زمان نمایش دو باره تنظیم می کردند و منسوجات او را از طریق رسانه های دیگر مانند فیلم و عکس بیان می نمودند.
رد پای کار او در رسانه های مختلف مانند رد پای باقی مانده از چین هایی است که اسکاردیفیلد در پارچه و کاغذ ایجاد می کند تا فرم های جدید ایجاد کند.
Scardifield از ریاضیات توپولوژیک در نمایشگاه خود استفاده نمی کرد. با این حال، این یک نمونه عالی از توپولوژی بود که می تواند فرصت های مختلفی را برای تصور و تجزیه و تحلیل به وجود آورد.
تعامل هنر و علم
تصویر: نویسندگان در یک پروژه تحقیقاتی قطب جنوب بر روی تحقیق روی کریستال های کوچک یخ و نقش آنها در آب و هوا همکاری کرده اند. Gabby O'Connor's Studio Antarctica / Johanna Mechem، CC BY-ND
وقتی هنرمندان و دانشمندان دور هم جمع می شوند، جرقه های خلاقانه می توانند پرواز کنند. پروژه های هنری علمی مشترک به طور فزاینده ای محبوبیت دارند و یکی از مزایای بارز آن، دیده شدن بیشتر تحقیقات از طریق کارهای هنرمندانه است.
پروژه ما جنبه های علمی و هنری بلورهای یخ قطب جنوب را کاوش کرد.
اما این کار چه فایده ای برای دانشمندان دارد؟ این یک کنجکاوی در مورد سیستم را دو باره زنده می کند و یک دیدگاه خارجی را به وجود می آورد - اما دیدگاهی که در مشاهده تخصص دارد.
با نگاهی متفاوت
ما با همکاری 6 ساله بررسی می کنیم که علم از استقبال از دیدگاه وسیع تری در مورد خلاقیت چه سودهایی می برد. پروژه مشترک ما با یک رویداد دوست یابی سریع و هنری، با هدف ایجاد تیم های مشترک آغاز شد.منسوجات همزمان انعطاف پذیر و منسجم هستند و از این لحاظ بر انگیزنده تصور فرم هایی هستند که با نوسانات ظریف در طول زمان می رقصند.ارتباطات ما حول یک پروژه تحقیقاتی قطب جنوب در مورد بررسی شکل گیری یخ پلاکت است که نقش مهمی در چرخه رشد سالانه یخ دریا در اطراف قاره قطب جنوب دارد. به طور خاص، این علم به چگونگی تأثیر بلورهای کوچک یخ بر فرایندهای آب و هوایی بسیار بزرگ تر می پردازد.
تصویر: کریگ استیونز در قطب جنوب: بلورهای کوچک یخ به توضیح چگونگی رشد و پوسیدگی یخ های دریایی اطراف قاره کمک می کند. برت گرانت ، CC BY-ND
ما توانستیم جذابیتی ذاتی در مردم به قطب جنوب و علاقه به علم اقلیم را ایجاد کنیم. دانشمندان به عنوان یک مجرای تحقیق برای این هنرمند عمل کردند. این، لایه دیگری از معنا به آثار هنری و نقطه ورود دیگری بر مکالمات پیرامون فرایندهای اقیانوس قطب جنوب و تغییرات آب و هوایی افزود. به نظر می رسد که این حلقه تحقیق به طور متفاوتی در همکاری های هنری و علمی اتفاق می افتد.
گسترش خلاقیت
همکاری ما از نمایش های اسلایدی روی صندلی، از طریق مشارکت بین رشته ای و اعزام های قطب جنوب، به مرحله نهایی که شامل تکثیر ایده های پیرامون هنر، آموزش و علوم است، تکامل یافته است.بیان مزایای آن برای علم دشوار است اما مهمترین آنها یاد آوری اهمیت اکتشاف آزاد است. مورد دیگر این است که کسی از تو سؤالاتی بپرسد که حتی بیشتر از خود دانشمندان وقت صرفاً روی بررسی موضوع تحقیق علمی گذاشته باشد.
مرحله اول پروژه ما یافتن یک کاتالیزور برای ارتباط دادن افراد خلاق مشتاق بود. مرحله دوم با تیمی علمی آمد که اجزای اساسی یک اثر هنری (یک مجسمه بزرگ کاغذی) را با خود به قطب جنوب برد و آنها را همان طور که صلاح دیدند مونتاژ کرد، درست مثل یک قطعه از تجهیزات علمی. این، تأثیر داشت، اما احتمالاً برای توازن قدرت در این همکاری مضر بود، زیرا کنترل هر دوی دانش و هنر را بر عهده دانشمندان قرار داد. معلوم شد که دانشمندان از دستور العمل ها پیروی نکرده اند و در عوض به محدودیت های محیط کار پاسخ داده اند - دقیقاً مانند عمل هنری.
تصویر: گابی اوکانر هنرمند ساعت ها به تصویربرداری از یخ پلاکت های باز یابی شده از زیر یخ های دریای قطب جنوب پرداخت. استودیوی قطب جنوب گابی اوکانر / کریگ استیونز ، CC BY-ND
توپولوژی یک درک متفاوت از روابط بین چیزها را امکان پذیر می کند.گام بعدی شامل رساندن هنرمند به قطب جنوب، که در آن علم جا سازی شده است بود. این باید به دقت پیمایش می شد برای اطمینان از این که هنر اولویت خود را حفظ می کند و همچنین به جای این که به سادگی فقط با آن هم مکان شود با علم همکاری می کند.
سنگ بنای این خواسته این بود که هنرمند باید اندازه گیری های علمی انجام دهد و با این کار، بعد جدیدی را اضافه کند که در آن یک چشم انداز هنری از روند علمی واقعی وجود داشته باشد.
تاریخچه همکاری علمی-هنری
در گذشته، هنرمندان غالباً صرفاً برای مستند سازی علم درگیر تحقیق بودند. کاپیتان جیمز کوک، نقاش ویلیام هاجز را به آن جا منتقل کرد که در آن جا مناظر دریایی قطب جنوب را به تصرف خود در آورد. وقتی نقاشی ها برای نمایشگاهی در سال 2004 آماده شدند، با رادیوگرافی X نمای متفاوت و ناتمام کوه های یخ در دریای مواج آشکار شد.ادوارد ویلسون، پزشک و هنرمند، رابرت فالکون اسکات را تا قطب و فراتر از آن همراهی کرد. از برخی جهات، این افراد به عنوان تخته های صدایی بی طرفانه برای کاوشگران و دانشمندان در آن زمان عمل می کردند. سهولت دست یابی به عکاسی امروز نیاز به این نقش را کاهش داده است، اما آیا چیزی در این راه گم شده است؟
در باره این که چگونه واقعیت ها مردم را قانع نمی کند، مطالب زیادی نوشته شده است. یک رویکرد جانبی که از دیدگاه هنری کاملاً متفاوتی ناشی می شود، ممکن است، در نتیجه، شانس نفوذ به مرزهای تعیین شده را داشته باشد.
هنر ارتباطات علم
تصویر: یخ پلاکت. گابی اوکانر ، CC BY-ND
جایی که زمانی علم دامنه خاص خود را داشت، دیگر چنین نیست. پیامدهای یافته های تحقیق باید با مخاطبان گسترده تری ارتباط برقرار کند. اما چگونه می توان چیزی را که به سختی خودت درک می کنی برای عموم مردم توضیح داد؟
نمایشگاه Scardifield نمونه ای از روش استفاده عملی پزشکان از رشته های مختلف از ایده هایی بود که از زمینه های بسیار متفاوت تحصیلی نشأت می گیرند.آنالوگ ها با فرهنگ عامه می توانند این شکاف را برطرف کنند. با حدود 90٪ از مردم نیوزیلند و حتی بیشتر استرالیایی ها که مشغول هنر هستند، این یک مجرای مفید برای علم است.
همکاری ما در ابتدا تا حد زیادی فاقد بودجه بود و به عنوان یک کنجکاوی بی ربط تلقی می شد. با این حال، پشتیبانی به سرعت فراهم شد، تا جایی که از این پروژه برای افتتاحیه کنفرانس ملی علوم قطب جنوب استفاده شد.
در تمام مراحل کار، ما با جوانان ارتباط برقرار کردیم. ما برای ایجاد کارگاه ها و فعالیت های فوق برنامه برای مدارس از معلمان پشتیبانی کافی داشتیم و موضوع آب و هوا این قسمت از تعامل ما را مؤثرتر کرد.
تصویر: یخ پلاکت در زیر یخ دریا جمع می شود و باید از سوراخ های یخ که به دقت ذوب شده اند، نمونه برداری کرد. گابی اوکانر ، CC BY-ND
این برای دانش چه در بر دارد؟
کاملاً معلوم شد که این، قدرت کنجکاوی را به دانشمند یاد آوری می کند، چیزی که می تواند در زمان تحقیقات هدفمند از بین برود. هنرمند همچنین بر اساس ساعت ها و ساعت ها مشاهده سیستم موجود، سؤال می کند. تا حدودی غیر منتظره در مورد ما، هنرمند، به روش هایی یک مستند سازِ کار شد که ما قبلاً به آن نرسیده بودیم.مزایای اضافه شده در نسل بعدی دانشمندان جا سازی شده است که با سرعت بیشتری شکاف را پوشش می دهند، تا حدی که ممکن است دیگر چیزی از شکافی که قبلاً وجود داشته ندانند. همچنین، بخشی از گروه علمی آینده ممکن است صرفاً به دلیل الهامی که در هنر وجود دارد و با علم ارتباط دارد، وجود داشته باشد.
ریشه های توپولوژی در زمینه هندسه است، جایی که برای درک "اشیاء هندسی ای که هنگام خم شدن یا کشش تغییر نمی کنند" از آن استفاده می شود.ما در دوره ای هستیم که کل دانش جمعی از گونه های ما با یک ضربه نوک انگشت در دسترس قرار می گیرد. پرش از بین رشته ها برای تولید ایده های جدید، ممکن و حتی ضروری می شود.
منبع: تام لی، University of Technology Sydney، کریگ استیونز، National Institute of Water and Atmospheric Research، گابی اوکانر، University of Auckland
