Er wordt wel geschreven dat opvallend veel beta’s zelf vaak muziek spelen of kunst maken, en dat beta’s van patronen/regelmaat houden. Dat zou kunnen. Maar logischer lijkt me dat alfa en gamma mensen dat kunstige op de een of andere manier niet verwachten van beta’s, en dan als speciaal opvatten. Maar omgekeerd, ook in kunst en muziek zitten veel patronen, tot aan de jazz toe. Iedereen die jazz hoort, weet dat het jazz is. Ook die vrije vorm van muziek is simpel te classificeren.

Wat in ieder geval speelt bij wiskundigen is dat uit een soort van beroepsdeformatie wel dingen met een patroon erin meteen opvallen. Of juist een onderbreken van een patroon: een lange rij lantaarnpalen allemaal op gelijke afstand, op 1 na. Of helemaal geen patroon, dat kan je ook definiëren en beschrijven: brownse beweging bijvoorbeeld. Van die dingen.

1 van de patroondingen die via reclame zijn weg heeft gevonden in de kunst en de wiskunde is het zogeheten Droste-effect.

De beroemde voorkant van een pak Droste cacao en de beroemde illustratie Prentententoonstelling van M.C. Escher.

Het Droste-effect is vernoemd naar de wereldberoemde afbeelding op de blikken van Droste cacao, ontworpen door Jan Musset in 1904.

Het Droste-effect moet je zien. Het zijn afbeeldingen die een verkleinde versie van zichzelf bevatten. Die verkleinde versie bevat ook weer een nog kleinere versie van zichzelf, et cetera. Op papier houdt het een keer op, vanwege de resolutie. Maar waar een patroon is, daar kan de wiskunde helpen. Wiskundig gaat het Droste-effect altijd maar door; gewoon inzoomen op de verkleinde versie, en herhaal.

Op de cacaoblikken van Droste is ook nu nog steeds diezelfde verpleegster afgebeeld. Op het dienblad dat ze draagt staat een plaatje van hetzelfde cacaoblik, maar dan kleiner. En er staat een afbeelding van een verpleegster op een koffiekopje. Het Droste effect 2 keer in 1 afbeelding.

Wiskunde kent de term fractaal, bedacht door Benoît Mandelbrot in 1975. Een fractaal is een figuur opgebouwd uit delen die elk een gelijkenis vertonen met de figuur zelf. Bekend bij een groter publiek zijn de computer-gegenereerde kleurenplaatjes van Mandelbrot fractalen [1]. Kijk je op fractaal niveau, dan heeft ineens niet alles een eindige omtrek. Zo heeft Nederland een landsgrens van 1027 kilometer en is de kustlijn 451 kilometer lang, bijvoorbeeld te meten op een grote landkaart met grenslijnen. Maar die getallen hangen wel af van hoe je meet. Als je op het niveau van zandkorrels gaat meten – welke hoort dan tot land en welke hoort bij de zee – dan is die ineens grillige grens veel langer.

Het Droste-effect is een speciale vorm van een fractaal. Het komt bij elke vergroting van de afbeelding weer naar voren. Het herhaalt zich, en die herhaling, recursie geheten, is een belangrijke eigenschap van fractalen. Met een belangrijk verschil. Die vaak mooi gekleurde fractaalplaatjes worden gegenereerd vanuit verrassend simpele formules. Het Droste-effect was en is in essentie eerst kunst, waarbij een hele afbeelding wordt herhaald, zonder dat wiskunde nodig was.

Maar waar een patroon wordt geobserveerd, daar duiken wiskundigen op en dan volgen de beschrijvende formules. In dit geval van de handen van de Nederlandse wiskundigen Smit en Lenstra, 99 jaar na het maken van de kunst op het cacaoblik. En wel voor het beroemde werk van M.C. Escher, Prentententoonstelling [2], uit 1956. Dat werk is een van de ingewikkeldste dingen die Escher ooit heeft gemaakt, en was raar, zo meldde hij zelf.

Prentententoonstelling bevat een draaikolk-beweging kromme. Het bevat ook een persoon in een prentengalerij die – heel apart – naar zichzelf kijkt, door die draaikolk. In het midden van de draaikolk zit een verdwijnpunt. Escher wist echter niet hoe hij dat punt precies moest tekenen, want in het midden is een wit vlak, waar hij, heel slim, zijn handtekening heeft gezet. Op een vel papier kan je ook niet eindeloos blijven inzoomen. Smit en Lenstra hebben de wiskundige formules achterhaalt die de draaikolk beschrijven [3]. En daardoor konden zij wel blijven inzoomen, waar je dan door een animatie [4] kan zien dat de tekening zich echt elke keer herhaalt.

Geniale kunst van Escher, later pas gecomplementeerd met formules door 2 wiskundigen.

Daar past een recept met cacao bij, van Droste en het Droste effect. Cacao-vanille koekjes.

Nog niet opeten

• 150 gram zelfrijzend bakmeel
• 40 gram kristalsuiker
• 40 gram ongezouten roomboter
• 1 ei
• 1 afgestreken eetlepel cacaopoeder
• 1 theelepel vanille-extract

Aan het werk

Smelt de boter in een koekenpan op laag vuur en laat deze weer afkoelen.

Zet een zeef op een grote kom en zeef het bakmeel en de cacaopoeder in de kom.

Meng er de vanille-extract en de suiker doorheen. Klop het ei los en meng deze erdoorheen. Meng daarna de afgekoelde boter erdoorheen.

Goed kneden tot het van de wanden loskomt en 1 geheel vormt. Daarna een half uurtje in huishoudfolie in de koelkast laten rusten.

Verwarm de elektrische oven voor op 175°C. Leg bakpapier op een bakplaat. Intussen het deeg uit de koelkast op kamertemperatuur laten komen.

Bebloem een werkblad en een deegroller. Rol het deeg uit tot een dunne vierkante lap.

Snij er vierkanten uit en leg die op de bakplaat.

Bakken voor 18 minuten in de oven.

Resultaat

Net uit de oven.

Lekkere koekjes, maar door niet teveel cacao en vanille-extract te gebruiken, mild van smaak. Brosse koekjes ook.

Referenties

1. Mandelbrotverzamelingen, op wikipedia.
2. J.L. Locher, De Wereld van M.C. Escher, Meulonhoff, 1971.
3. B. D. Smit & H. Lenstra, The Mathematical Structure of Escher’s Print Gallery. In: Notices of the AMS, volume 50, number 4, pages 446 -457, 2003.
4. Animatie van het Droste effect van Prentententoonstelling.