科學家們認為，梵谷大膽的筆觸似乎經過了精心計算，他考慮到了「不穩定氣流」（turbulance，亦譯為湍流），會導致夜空視覺上的變化。更神奇的是，據報導，他是在一個沒有窗戶的工作室裡，在白天完成了這幅生動的作品。
最近，發表在《流體物理學》的研究人員，識別出他們所描述的梵谷畫作中的「隱藏湍流」。研究作者黃永祥（Yongxiang Huang，音譯）認為，這位藝術家似乎早了100年就體悟到流體動力學原理，「筆觸的大小發揮至關重要的作用。透過高分辨率的數字圖像，我們能夠精確測量筆觸的典型大小，並將其與湍流理論預期的大小進行比較」。
甚至在此之外，2019年的一項研究還建議，梵谷不僅考慮了大氣層內的不穩定氣流，還考慮了來自光年之外的恆星湍流。
研究人員針對他在類似環境下不同類型的筆觸，例如風中飄動的樹葉，以此分類風的形狀與能量等大氣條件，他們還研究了不同顏色的亮度與運動能量之間的關係。
透過這些實驗，尤其是對《星夜》中14個旋轉形狀的分析，研究人員發現梵谷與自然界的土地與天空運動，有著非凡的連結，「這揭示出他對自然現象深刻而直觀的理解，梵谷對湍流的精確表現，可能源於他對雲朵與大氣運動的研究，或者是他天生能夠捕捉天空動態的能力」。
空間結構與刻意的亮度與大氣運動能量的實際變化保持一致，這在科學上被稱為1940年提出的科爾莫戈羅夫定律（ Kolmogorov’s law ）。
從學術角度來看，《星夜》因其亮度在畫面中的擴散以及大氣湍流的微妙呈現而脫穎而出。現在，研究團隊正在重新審視梵谷的畫作，試圖重新思考我們對氣流及相關「現象」的認知。
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