Авангард глазами ученых
На рубеже XIX—XX вв.еков в искусстве зародилось новаторское экспериментальное направление — авангард. Художники периода авангарда стремились создать принципиально новую форму живописи и потому экспериментировали с материалами и техниками, делали ставку на цвет и геометрию композиции, отвергали устоявшиеся нормы реалистичного изображения. Абстрактное искусство, в отличие от фигуративного, которое изображает обычные объекты, непривычно для восприятия. Авангардные картины открыты для интерпретации. «Научный Петербург» решил взглянуть на авангард через призму науки — с позиций биологии, физики и исследований в области искусственного интеллекта. Картины Родченко, Розановой и Древина анализировали трое ученых: научный сотрудник Центра биоэлектрических интерфейсов НИУ ВШЭ Дарья Клеева, сотрудник лаборатории зрительных систем Института проблем передачи информации РАН Егор Ершов и физик Александра Кутузова.
О физике цвета
Пожалуй, главный символ авангарда — черный супрематический квадрат. Впервые квадрат Малевича увидел свет в декабре 1915 года на выставке «Последняя футуристическая выставка картин „0,10”». Квадратное полотно, словно икона в старинных домах, висело в «красном углу» помещения, на холсте — черный прямоугольник, обрамленный белой каймой. Художественный критик Александр Бенуа так охарактеризовал картину в своей заметке в газете:
«…в углу, высоко под самым потолком, на месте святом, повешено „произведение“ г. Малевича, изображающее черный квадрат в белом обрамлении. Несомненно, это и есть та „икона“, которую футуристы предлагают взамен мадонн и бесстыжих венер, это и есть то „господство над формами натуры“.»
Александр Бенуа
Художественный критик
Чёрный супрематический квадрат. Казимир Малевич. 1915
Известный философ того времени Михаил Осипович Гершензон тоже сравнивал работы Малевича с иконами. В воспоминаниях Андрея Белого рассказано, как Михаил Осипович стоял перед квадратами, точно молясь им, а затем объяснял, что в черном и красном квадратах он видит падение старого мира: «Вы посмотрите-ка: рушится все».
В черном квадрате заметен основной авангардный переход от деталей к формам и цветовым впечатлениям. На картинах Родченко, Розановой и Древина — упрощенные формы и предметы: примитивно очерченные вещицы из шкатулки, плоский кувшин на фоне плоской стены, геометричный портрет беженки, молнии, круги и причудливо расположенные эллипсы. На зрителя с полотен «прыгают» кристаллизованные форма и цвет. Может быть, ключ к пониманию картин — в физике цвета или нейробиологии его восприятия?
Красный кувшин. Древин Александр Давидович. 1915
— Первостепенно восприятие цвета определяется тем, что человеческий глаз распознает отраженный от наблюдаемого предмета свет, который, в свою очередь, имеет определенную длину волны, — рассказывает Александра Кутузова. — Видимый для человека спектр излучения — от фиолетового до красного, в то время как белый цвет является смесью всех видимых длин волн света. Если предмет сам по себе не является источником света, то его цвет обусловлен взаимодействием с цветом освещения. Так, в работах Александра Древина (и других художников) используются масляные краски, которые содержат пигменты разного молекулярного состава. Пигменты отражают или рассеивают определенные длины волн света и поглощают остальные.

На уровне пигментов и преломления световых волн существует физический способ анализа произведений авангарда.

— Современная оптика может дать инструменты для анализа полотен, — продолжает Александра Кутузова. — Для измерения цветовых координат, анализа контрастности, интенсивности света используют колориметрию и спектрофотометрию. Цифровые изображения произведений авангарда можно анализировать на пиксельном уровне.
Зачастую происходит обратная ситуация: художники используют законы оптической физики, чтобы создать ощущение объема и глубины картины.

— Тени и полутени делают живопись более объемной, глубокой. При этом менее интенсивные полупрозрачные слои, наоборот, дают ощущение легкости и воздушности. У Древина глубина живописи ярко демонстрируется в работе «Красный кувшин», где центральный предмет совершенно плоский, а эффект многоплановости создается выступом, который отбрасывает тень на стену.
Беженка. Древин Александр Давидович. 1917
В картине «Беженка» выделяются передний и задний планы: главная героиня написана плотными цветами, у нее ярко выделены линии носа, глаз. Своими руками она перекрывает линии домов на заднем плане. Кроме того, задний план написан холодными белым и серым цветами. Дома еле различимы, их контуры размыты, от чего появляется ощущение, что они находятся вдали. Это во многом повторяет то, что происходит в естественных условиях: в реальности глубина пространства определяется атмосферой, которая отделяет наблюдателя от объекта. Свет, проходя через воздух, рассеивается на частичках пыли, воды, поэтому цвета становятся более тусклыми. При этом «холодные» синие, фиолетовые цвета обладают более короткими длинами волн и рассеиваются сильнее, чем «теплые»: оранжевые, красные. Поэтому удаленные предметы мы видим бледными и холодными.
Но после того как световая волна преломилась о пигменты, выбранные художником, и попала на сетчатку, оптическая физика уступает место биологии — физиологии зрения и психофизике.

— Психофизика зрения и восприятия помогает понять, как зритель воспринимает цвет, форму, глубину, прозрачность, за счет проведения оценки визуальной нагрузки, способности различать цвета и времени реакции зрителя на цветовые сигналы, — объясняет Александра Кутузова.

— Например, модели восприятия цвета (CIECAM02, HDR, LAB и др.) помогут смоделировать то, как мозг интерпретирует цвета в разных условиях освещения.
Авангард в голове
После того как световая волна преломилась о пигменты на холсте и попала на сетчатку глаза, физика уступает место биологии и нейрофизиологии.

— Например, если цвета контрастны, как в абстракции Древина, то при попытке сфокусироваться на одном цвете в сетчатке глаза происходит адаптация фоторецепторов, снижается чувствительность и цвет начинает гаснуть, терять интенсивность и насыщенность, — говорит о роли биологии в восприятии искусства Александра Кутузова. — Кроме того, мы называем одни цвета «теплыми», а другие «холодными» как в силу индивидуального опыта, психологии и эмоциональных ассоциаций, так и с учетом физиологических особенностей. Красные, желтые, оранжевые цвета ассоциируются у нас с огнем, солнцем и воспринимаются теплыми, в отличие от синих, зеленых, фиолетовых цветов, которые напоминают морскую пучину или сочную листву и кажутся холодными. При этом человеческий мозг воспринимает свет с определенной длины волны и посылает ассоциативный сигнал на основе жизненного опыта. В работах Древина мы наблюдаем преобладание теплых кадмиевых оттенков. Картина «Красный кувшин» написана в одной цветовой палитре, художником используются белый, сиена жженая, английская красная, охра золотистая жженая. Эта картина кажется нам теплой, мягкой, уютной. Работа «Живописная композиция» 1921 года уже выглядит темнее, контрастнее, грубее, хотя даже здесь автор не использует черный цвет, а усиливает холодный тон добавлением синих, фиолетовых цветов. В работе «Беженка» художник уводит фон в серый подтон, условно понижая температуру картины. Беженка одета все еще в теплый коричневый и охристый, но холодный белый делает картину более тревожной по восприятию.
Живописная композиция. Древин Александр Давидович. 1921
— Но все же представление о том, что минимальные визуальные средства (форма, линия, цветовое пятно) вызывают у зрителя сильные эмоциональные ассоциации, нуждается в уточнении. Сами по себе эти элементы не несут фиксированного эмоционального содержания. Их восприятие и возможный аффективный отклик зависят от контекста, композиции, предшествующего опыта и установки зрителя, — объясняет Дарья Клеева. — Зрительная система человека чувствительна к цвету, направлению, симметрии и другим базовым свойствам изображения. Но реакции на них не универсальны: красный цвет не всегда вызывает тревогу, а диагональ не всегда равноценна напряжению. Поэтому было бы корректнее сказать, что минимальные средства (то есть цвет или форма) создают условия, при которых зритель может пережить эмоциональный аффект в зависимости от своей вовлеченности. Именно поэтому свежие исследования в сфере нейроэстетики отказываются от идеи эстетической «истины» или «универсальности» и вместо этого двигаются в сторону ответа на вопрос о причинах различий в реакциях разных зрителей на одно и то же изображение. В частности, некоторые авторы (Durkin et al., 2025), продвигают идею «beholder's share» — вклада зрителя в структуру восприятия искусства.

— Этот сдвиг акцента от универсальной реакции к индивидуальной находит подтверждение и в экспериментах, — продолжает Дарья. — В одном из исследований (Ponce et al., 2019) c помощью специального алгоритма подбирались изображения, вызывающие максимальный отклик у нейронов зрительной коры обезьяны. Полученные стимулы выглядели абстрактно, но нередко напоминали что-то из личного окружения животного — например лицо лаборанта или элементы клетки. Это указывает на то, что даже если изображение не содержит узнаваемого объекта, мозг может реагировать на него как на значимое в зависимости от своего опыта. Интересно, что в экспериментах, где сравнивали восприятие различных типов изображений (абстрактных, фигуративных и промежуточных), фигуративные картины чаще вызывали более интенсивные, быстрые и согласованные реакции, связанные с узнаваемостью объектов. А при восприятии абстрактного искусства нейронные паттерны различаются сильнее между разными людьми, чем при восприятии фигуративных изображений, что интерпретируется как более высокая степень индивидуализации восприятия (Durkin et al., 2025). Авангард — это очень индивидуальный опыт. Один и тот же зрительный стимул может вызывать у одного зрителя эстетический восторг, у другого — раздражение, у третьего — озадаченность, а у иного — скуку.
И тут открывается еще один способ взглянуть на искусство авангарда — интерпретация интерпретаций. Речь о том, как человек пытается проанализировать авангардные картины. А следом можно посмотреть, способен ли на такую интерпретацию искусственный интеллект.
Искусство интерпретации
— В ряде случаев зритель может просто фиксировать элементарные перцептивные свойства (форму, направление, цвет, ритм) без попытки уловить скрытое содержание картины, — говорит Дарья Клеева. — Такие режимы восприятия ближе к чистой сенсорной обработке и опираются на работу первичных зрительных областей. Мозгу требуется очень немного времени (порядка 100–300 мс), чтобы обработать основные зрительные признаки композиции: форму, контраст, цвет, пространственные отношения. Эта быстрая обработка опирается на упомянутые выше автоматические восходящие (bottom-up) процессы, работающие по принципу «что я вижу?». Но все же восприятие абстрактного изображения часто запускает процесс интерпретации. Если рассматривать восприятие абстрактной композиции в свете интерпретации, то в когнитивных терминах она ближе всего оказывается к задаче на распознавание паттерна (узора) в условиях неопределенности. В этом случае ее можно рассмотреть через результаты исследований перцептивной неоднозначности: тех экспериментов, в которых изучают восприятие двусмысленных изображений, таких как куб Неккера или иллюзия «утка–кролик».
В этих случаях зритель сталкивается с визуальным стимулом, допускающим несколько конкурирующих интерпретаций, и мозг вынужден переключаться между ними.
В ряде исследований на неоднозначность восприятия (например, Kornmeier & Bach, 2012) переключение между разными версиями сопровождается изменением электрической активности мозга. За несколько миллисекунд до того, как человек осознает смену восприятия двоякого изображения, в мозге происходят изменения в ритмической активности нейронов — это переключение можно заметить на ЭЭГ.
Композиция 66 (86). Плотность и вес. Родченко Александр Михайлович. 1919
— Хотя абстрактное искусство не всегда задает четкие альтернативы, как в случае с двоякими изображениями, можно предположить, что его восприятие провоцирует схожую активность, особенно при попытке «нащупать» интерпретацию в условиях минимальных входных данных, — заключает Дарья.
Зрителю поначалу остается только гадать, что изображено на картинах Родченко. «Композиция 64 (84)» — это две лодки в отражении воды или раздвоившийся зрачок радужки кошачьего глаза? «Композиция 66 (86)» — это циферблат часов или молния, сверкнувшая на фоне свинцовой тучи? «Беспредметная композиция 56 (76)» — это и правда всего лишь два раскрашенных круга? Или причудливо изображенные персики или редис?
Ошибка предсказания
Из-за неопределенности того, что изображено на картине, мозг начинает гадать, что же перед ним, цепляться за ассоциации.
— В этой ситуации особенно интересна гипотеза о том, что эстетическое переживание может возникать на грани предсказуемости в момент «оптимальной ошибки предсказания». В соответствии с этой гипотезой (Van de Cruys & Wagemans, 2011) эстетическое восприятие искусства возможно моделировать через предиктивное кодирование (predictive coding) — подход, согласно которому мозг постоянно предсказывает, что еще увидит, услышит или почувствует иным образом.
— Он все время старается уточнить свои предсказания и минимизировать ошибки, — говорит Дарья. — Авторы гипотезы утверждают, что художник формирует у зрителя ожидания через узнаваемые структуры, композицию, ритм, а затем нарушает их, создавая ошибку предсказания, вызывающую легкий дискомфорт. Затем зритель восстанавливает смысл или предсказуемость того, что видит. Если зрителю удается разрешить ошибку, то возникает резкий переход от негативных к позитивным эмоциям, что и ощущается как эстетическое удовольствие сродни «ага-моменту», инсайту. Поэтому авангардное искусство можно рассматривать как игровой способ минимизации ошибок восприятия: художник намеренно провоцирует рассогласование, а зритель получает удовольствие, восстанавливая предсказуемость мира.
Эффект ошибки предсказания может, например, сработать, если зритель сначала сформирует свой ассоциативный ряд к картинам, а затем прочтет название. И если композиция с номером рассогласования не вызывает, то приписанное через точку дополнение может ломать предсказуемость. Так, «Композиция 64 (84)» сопровождается подписью «Обесцвечивание». Как разрешить противоречие того, что предсказал в изображении мозг, с тем, что предлагает подпись? Разглядеть то, что написано.
Композиция 64 (84). Родченко Александр Михайлович. 1918
— Название произведения задает направление интерпретации и помогает зрителю сузить пространство возможных гипотез, тем самым снижая неопределенность и минимизируя ошибку предсказания на семантическом уровне, — рассказывает Дарья. — Это пример эффекта прайминга — когнитивного феномена, в котором предварительное воздействие (в данном случае — текстовое) влияет на последующую обработку информации. Зная название, зритель словно «заражается» определенной концепцией и автоматически ищет в изображении подтверждение заданной идеи. Так, при прочтении названия «Обесцвечивание» иному зрителю может начать видеться процесс исчезновения, гашения света и затмения.
Можно разглядеть и обратную последовательность обесцвечивания: как иссиня-черная форма теряет цвет до темно-серого, а затем — до бледно-серого, почти не отличимого от фона. Вместе с цветом она теряет плотность и увеличивает объем: чем темнее форма, тем она компактнее и тяжеловеснее на холсте, но по мере утраты цвета форма, напоминающая зрачок кошки, раздувается в невесомый круглобокий воздушный шар. Дополнительная подпись у циферблата-молнии на «Композиции 66 (86)» — «Плотность и вес» — может сменить интерпретацию картины: возможно, первая ассоциация была ошибочной, и то, что напоминает циферблат часов, на самом деле — весы с круглой шкалой?
— С точки зрения работы мозга такие эффекты вполне объяснимы. Интерпретация зрительного образа в мозге происходит через взаимодействие двух направлений обработки: снизу вверх (bottom-up), когда информация поступает от сетчатки глаза и проходит через зрительные центры к более высоким областям, и сверху вниз (top-down), когда на восприятие влияют ожидания, память, контекст и внимание, — замечает Дарья Клеева. — Мы не просто «видим» объект, а постоянно сопоставляем входящий сигнал с внутренними шаблонами и гипотезами. Таким образом, поступающие извне праймы могут «сверху вниз» менять фильтры, через которые мозг обрабатывает изображение.
По мнению Егора Ершова, такая интерпретация (рассмотрение картины «сверху вниз») — то, что отличает человека от ИИ:
— Основное различие между человеком и машиной заключается в том, что при просмотре изображения у нас с вами включается образное мышление, в то время как ИИ оперировать образами не умеет. Человек привязывает силуэты и объемы к образам предметов, которые ему знакомы. Любое пятно мы пытаемся наделить смыслом — функцией, эмоцией, ощущением. ИИ же смотрит не на картину целиком, а на отдельные кусочки изображения. Так, например, генеративный ИИ легко может нарисовать палец, но часто испытывает трудности, когда пытается изобразить реалистичную кисть, ошибаясь в количестве пальцев на одной руке. Человек же, видя части изображения, достраивает в голове цельный образ и дорисовывает изображение в соответствии с ним. Например, в работе Розановой «Парфюмерный магазин» образное мышление позволяет нам сопоставить название и картину, опираясь на цветные силуэты и упрощенные изображения предметов. Мы видим зеркало, расчески, транспарант, цветы. Это рождает у нас в голове образ провинциального парфюмерного магазина. Несмотря на то, что на транспаранте мы видим всего 6–8 букв, интуиция подсказывает, что на нем написано «тройной одеколон». Все это недоступно ИИ, так как у него нет образного мышления.
Шиворот-навыворот
Увидев картину Родченко, Древина или Розановой, первое, на что обратит внимание человек, — крупный узор: основные формы и цвета, контрасты, симметрии и асимметрии. И лишь затем человек начнет вглядываться в детали: что написано на лентах в композиции «Парфюмерный магазин», как отбрасывает тень выступ на стене на картине «Красный кувшин», как лежат мазки в композициях Родченко. Эта последовательная обработка — сначала поймать крупные впечатления, а затем уделить внимание деталям — кажется самым очевидным и интуитивно-понятным способом осознавать изображения. Тем любопытнее, что восприятие изображений искусственным интеллектом происходит иногда шиворот-навыворот: восприятие деталей дается легче, чем композиции в целом.
Парфюмерный магазин. Розанова Ольга Владимировна. 1915
— Авангардисты, в том числе Розанова, намеренно проявляли композиционные ритмы и симметрии в своих картинах, чтобы исследовать восприятие зрителя. На представленных картинах эти структуры достаточно хорошо заметны человеку — виден четкий ритм из прямоугольников, они все ориентированы либо по диагонали, либо горизонтально, — говорит Егор Ершов. — Скорее всего, Розанова намеренно заложила узор (паттерн) из прямоугольников в свои произведения. И хотя классические алгоритмы компьютерного зрения отлично выделяют на изображениях повторяющиеся структуры — прямоугольные и диагональные формы, ориентированные в разных направлениях, — нейросети, напротив, в первую очередь ориентируются на текстуру и мелкие детали формы. Детали малого размера, например направления и особенности мазков, нейросети видят намного лучше — способ восприятия изображений алгоритмами похож на изучение картины под микроскопом. Чтобы нейросеть «увидела» крупные структуры в изображении, требуется действительно большое количество вычислительных ресурсов. К счастью, в наше время есть компании, которые готовы потратить ресурсы на обучение таких моделей. Например, Qwen 3 Max уже способна качественно детектировать крупные ритмы. Обучение нейросетей способности воспринимать основы композиции сильно напоминает классический pattern recognition — узнавание узора (паттерна). Например, одним из классических алгоритмов является алгоритм Хафа, который ищет прямые линии и окружности на изображении. Однако этого мало для анализа целой картины. В задачах pattern recognition нас обычно интересуют очень конкретные вещи — наличие машины на дороге, количество яблок, расположение детали и так далее. Но в анализе картины очень важно представлять, какие чувства хотел передать автор, то есть нас интересуют очень абстрактные вещи, а не узор или композиция.
Рабочая шкатулка. Розанова Ольга Владимировна. 1915
Команда
Ольга Ремнёва
Куратор проекта, специалист по art&science, арт-консультант, кандидат культурологии, искусствовед
Мария Пази
Автор лонгрида, научный журналист и преподаватель научной журналистики в магистратуре Университета ИТМО, редактор научно-популярного издания N + 1
Арина Ускова
Менеджер проекта, научный коммуникатор, бакалавр культурных исследований, сотрудник лаборатории «Цифровые технологии в общественном здоровье» Университета ИТМО
Контакты
scicomm@itmo.ru
Санкт-Петербург, Кронверский, 49
Проект реализуется при поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации в рамках Десятилетия науки и технологий