반 고흐의 대표작 <별이 빛나는 밤에>는 단순한 감성 표현을 넘어, 물리학에서 난제로 꼽히는 ‘난류’를 시각적으로 구현한 회화라는 분석이 있다.
이 주장은 2004년 이후 과학자들 사이에서도 실제로 검증되기 시작했고, 놀랍게도 반 고흐가 그린 소용돌이의 패턴은 유체역학에서 정의하는 난류의 통계와 유사한 분포를 따른다.
예술과 물리학이 만나는 이 흥미로운 교차점은, 우리가 고흐의 작품을 ‘정신적 고통의 결과물’로만 해석해왔던 기존 시선을 다시 보게 만든다.
이번 글에서는 <별이 빛나는 밤에> 속 난류의 특징을 과학적·예술적 관점으로 분석해본다.
1.고흐의 소용돌이는 단순한 감정이 아니었다
별이 빛나는 밤에는 고흐가 생레미 요양원에 머무르던 시기, 창 밖의 밤하늘을 상상으로 그려낸 작품이다. 하늘에는 거대한 소용돌이, 별 주변의 파동, 달의 번짐이 흐르고, 화면 전체가 흘러가는 듯한 유동적 질감으로 구성되어 있다.
전통적인 회화에서는 찾아보기 어려운 이 구성은, 많은 예술사가들에게 불안정한 내면의 표출로 해석돼 왔다.
하지만 2004년, 멕시코 대학교의 교수팀은 고흐의 그림을 디지털 이미지로 분석해, 그 안의 소용돌이 패턴이 통계역학에서 난류 흐름과 유사한 구조를 가진다는 사실을 발견했다.
이들은 그림 속 픽셀의 색상 밝기와 방향성을 데이터화하여, ‘에너지 분산 그래프’로 변환했고, 그 결과는 놀랍게도 과학자 콜모고로프가 정의한 난류 스펙트럼과 일치했다.
이 발견은 예술이 단지 감정의 결과물이 아니라, 지각과 손의 반복에 의해 자연 질서를 무의식적으로 재현할 수 있다는 가능성을 보여준다. 고흐는 그 순간 자기 자신도 모르게 물리학이 아직 공식화하지 못한 개념을 시각적으로 그려낸 셈이었다.
2.난류란 무엇인가-예측 불가능한 질서
난류는 유체역학에서 가장 풀기 어려운 문제 중 하나다. 수학적으로는 비선형 편미분방정식에 의해 정의되지만, 아직 완전히 해석되지 못한 미해결 문제이기도 하다.
난류는 단순히 혼란스러운 흐름이 아니라, 불규칙하면서도 통계적으로 일관된 에너지 분산 구조를 갖는 복잡한 물리 현상이다.
예를 들어 하늘을 가르는 구름, 연기, 물결, 대기 중 바람이 부는 방식 등은 모두 난류의 일종이다.
이런 흐름의 특징은 다음과 같다:
작은 소용돌이들이 큰 흐름 속에서 계속 생겨나고 사라진다.
전체적인 질서는 없지만, 통계적으로는 일정한 에너지 분포를 보인다.
불규칙하지만 자기유사성을 가진다.
고흐의 별이 빛나는 밤에 속 소용돌이들은 바로 이 자기유사성의 시각적 결과물로 보인다.
각기 다른 크기의 회전 구조가 하나의 큰 흐름 속에 흡수되고 분산되는 패턴은, 마치 하늘에 유체 시뮬레이션을 그려넣은 듯한 자연스러운 흐름을 만든다.
3.고흐는 어떻게 난류를 느꼈을까
고흐는 정규 과학 교육을 받지 않았다. 그는 평생 정신적 고통에 시달렸고, 그림은 그의 감정 해소 수단이었다.
하지만 그는 본능적으로 시각적 반복 훈련을 통해 자연 현상의 미묘한 패턴을 체득하고 있었다. 그의 편지에서 나는 하늘의 바람이 보인다고 느꼈다는 말이 여러 차례 등장한다.
그의 전작들 론강의 별이 빛나는 밤,까마귀가 나는 밀밭,올리브밭에서 에도 비슷한 흐름이 등장하는데, 특히 붓의 빠른 회전과 곡선, 겹겹의 스트로크를 통해 운동감과 질감을 쌓아간다.
이는 단지 스타일이라기보다, 자연 현상의 시각화다.
시선 추적 실험에서도 관람자들은 고흐의 그림을 볼 때 시선을 빠르게 움직이며, 소용돌이 패턴을 쫓는 경향을 보인다. 이는 고흐의 붓질이 시각적 흐름의 순서를 미세하게 유도하고 있었다는 의미이며, 그가 체화한 리듬이 물리적으로 일어나는 흐름의 구조와 자연스럽게 일치했을 가능성을 보여준다.
4.예술이 과학보다 앞섰던 순간
별이 빛나는 밤에는 1889년에 그려졌고, 난류의 수학적 스펙트럼은 1941년 콜모고로프에 의해 정립되었다.
즉, 고흐는 이론적으로 정의되기 반세기 전에 시각적으로 난류의 구조를 예측한 셈이다. 이는 과학적 도구 없이도 예술가의 감각과 직관이 자연 질서를 포착할 수 있다는 것을 증명하는 사례다.
고흐 외에도 칸딘스키의 추상화, 몬드리안의 격자 패턴, 모네의 시계 흐림 효과 등이 현대 물리학·인지심리학의 개념과 겹친다는 연구가 진행되고 있다.
하지만 고흐의 난류 표현은 그중에서도 가장 물리적으로 정량화 가능한 사례이며, 오늘날에는 데이터 아트나 기후 시각화에 응용되기도 한다.
이러한 관점에서 볼 때 별이 빛나는 밤에는 단순한 감정의 표출이 아닌, 물리적 세계와 감각적 세계의 경계를 넘나든 회화적 실험이다.
그리고 그것은 미술사뿐 아니라 자연과학의 탐구 방식마저 뒤흔드는 상상력의 증거가 된다.
반 고흐의 별이 빛나는 밤에는 더 이상 단지 아름다운 별과 감성적인 밤하늘만을 담은 그림이 아니다.
그것은 자연의 복잡성과 흐름, 인간의 지각이 어떻게 세계를 해석하는지를 보여주는 회화적 공식이다.
그는 수학자가 아니었지만, 그 붓끝에는 자연 법칙이 농축된 시각 언어가 담겨 있었다.
그림은 보이는 것을 그리는 것이 아니라, 느껴지는 질서를 기록하는 행위다
그 말을 고흐는 누구보다 정확하게 실천했고, 그 결과물은 오늘날에도 과학자와 예술가 모두를 멈춰 세우는 그림 한 점으로 남아 있다.