Paano Pinagbubuklod ng Karamihan sa Sikat na Codebreaker ng Mundo ang Mga Lihim Ng Kagandahan ng Kalikasan

agham Hindi na kailangang tawagan ang fire brigade. rokopix / Shutterstock

Ang paglabas sa likas na katangian ay maaaring mukhang isang mundo ang layo mula sa isang silid sa matematika. Ngunit ang kagandahan na pumapaligid sa amin ay may kaayusan - at isa sa mga pinakamahusay na codebreakers sa mundo ang susi sa pag-unlock nito.

Ang Alan Turing ay maaaring pinakamahusay na kilala para sa decrypting Aleman na mensahe na nilikha ng kanilang enigma makina sa World War II. Ngunit ang maimpluwensyang siyentipiko naisip tungkol sa pakikipag-ugnayan sa pagitan ng kalikasan at matematika sa mahusay na lalim bago ang kanyang hindi pa panahon kamatayan sa 1954. Sa katunayan, ang kanyang huling nai-publish na papel naging isa sa mga founding theories of mathematical biology, isang paksa na nakatuon sa pag-unawa kung paano gumagana ang mga mekanismo ng kalikasan sa pamamagitan ng paghahanap ng mga equation na naglalarawan sa kanila, mula sa mga populasyon ng species ay nagbabago sa paraan na lumalaki ang mga kanser na tumor.

agham Ang isang mbu pufferfish na suot ng isang partikular na mesmerizing Turing pattern. Dennis Jacobsen / Shutterstock

Iminungkahi ng Turing na ang dalawang mga biological na kemikal na gumagalaw at reacted sa bawat isa sa isang mathematically predictable paraan ay maaaring ipaliwanag ang mga hugis at mga pattern sa buong kalikasan. Halimbawa, isipin na ang amerikana ng cheetah ay isang tuyo na kagubatan na may "sunog" na kemikal na nagkakalat. Sa sabay-sabay, ang mga kemikal ng sunog ng sunog sa isang pangalawang uri ng trabaho upang palibutan at maglaman ng mga apoy na ito, na nag-iiwan ng mga sunud-sunurin na patches o mga spot - sa mabalahibong tanawin.

Mahalaga, ang bilis ng kemikal na inhibitor ng firefighting ay dapat na mas mabilis kaysa sa na ng paglikha ng lugar ng kemikal na activator para sa mga pattern na malilikha. Masyadong mabagal, at ang activator ng kemikal ay mangibabaw, na humahantong sa pare-parehong kulay.

Turing ay may dalawang equation na modelo kung anong mga uri ng mga pattern ay ginawa bilang pareho ang konsentrasyon ng dalawang kemikal at ang bilis na kung saan sila nagkakalat ng mga pagbabago. Gayunpaman, napakahirap na malutas ang mga komplikadong equation na ito sa mga primitive computing machine sa panahong iyon. Turing ay ginawa ang tatagalang gawain minsan, bagaman gumagawa ng isang lagtas na pattern na katulad ng balat ng baka.

Sa tulong ng mga modernong computer, ipinakita ng mga siyentipiko na ang mga equation ng Turing ay maaaring gamitin upang gayahin ang di-mabilang na dalawang-dimensional na mga pattern na makikita sa buong mundo, mula sa fingerprint at ang mga coats ng mga hayop sa semi-tigang na landscapes.

Ipinapakita na ang mga reaksyon at paggalaw ng mga kemikal ay talagang nasa likod ng paglikha ng mga pattern ng kalikasan ay mas mahirap. Halimbawa, hindi natin mapapanood kung paano bumubuo ang mga spots ng mga cheetah sa sinapupunan. Kahit na nakikita ang kahanga-hangang mga pattern ng lumalagong mga isda ng isda baguhin habang lumalaki sila mula sa yugto ng kabataan hanggang sa adulthood ay hindi nagbibigay ng katibayan na ang isang sayaw ng dalawang mga kemikal na inhibitor sa activator ay nasa trabaho.

Bagaman kamakailan lamang, Turing mga pattern in buhok follicles, mga balahibo ng manok, at ang mga ngipin na tulad ng mga "timba" ang lahat ay direkta na ipinapakita na ginawa sa pamamagitan ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng isang activator at isang kemikal na inhibitor.

Siyempre, ang likas na katangian ay bihira kasing simple ng dalawang kemikal na nakikipag-ugnayan sa paghihiwalay. Ang mga siyentipiko ngayon ay nagpalawak ng teorya ni Turing upang ipaliwanag ang mas kumplikadong mga sistema tulad ng mussel beds, na umaabot sa daan-daang metro sa isang malaking pattern ng Turing, at nagpapakita ng isang ganap na iba't ibang uri ng pattern sa mas maliit na antas. Ang isang apat na kemikal na bersyon ng teorya ay may tumpak na mga modelo din pagbuo ng ridges sa bibig ng vertebrate.

Kapansin-pansin, maaari din nating ilapat ang trabaho ni Turing sa isang buong hanay ng mga di-visual na mga pattern. Halimbawa, aking pananaliksik explores kung paano namin ginagamit ang mga ito upang i-modelo ang mga pattern ng teritoryo ng mga hayop. Sa halip na ilarawan ang konsentrasyon at reaksyon sa pagitan ng mga kemikal, gumamit kami ng mga katulad na equation upang ilarawan ang posibilidad ng lokasyon ng mga indibidwal, at ang mga pakikipag-ugnayan sa pagitan ng bawat indibidwal at kapaligiran nito.

Tulad ng maaari mong isipin, ang mga equation ay madalas na lubos na kumplikado, tulad ng maraming mga kadahilanan impluwensiya ng kilusan ng isang hayop, mula sa mga marka ng pabango at pisikal na presensya ng iba pang mga hayop sa lokasyon ng biktima at kahit na memorya.

Ngunit ang mga pattern ng paggalaw na hinulaang ng mga equation na nagpapakita ng mga kadahilanan na ito ay naghahambing nakakagulat na rin sa aktwal na kilusan ng mga hayop sa isang lugar. Pati na rin ang kamangha-manghang sa sarili nito, tulad ng pananaliksik na ito tulungan kaming maunawaan kung paano ang mga pagbabago sa habitat ng isang species ay nakakaapekto sa mas malawak na ecosystem - na maaaring maging lubhang mahalaga na isinasaalang-alang ang pagbabanta ng pagkawasak ng klima pagkalipol poses sa daan-daang libo ng mga species.

Ang paraan ng pag-model ng mga pattern ng teritoryo ay maaari pa ring palawakin sa mga populasyon ng tao. Halimbawa, isang piraso ng pananaliksik Nagpakita na ang paggalaw ng mga miyembro ng gang ng Los Angeles ay maaaring tumpak na hinulaan ng mga equation na nagpapakita ng sentral na lokasyon ng kanilang gang at ng mga tag ng graffiti ng iba pang mga gang.

Marahil hindi kahit na naisip ni Turing kung gaano karaming mga magagandang lihim ng kalikasan ang kanyang maibukas. At ito ay hindi lamang matematiko na biology kung saan siya ay gumawa ng isang pagtukoy ng kontribusyon - mayroon kaming kanyang henyo upang pasalamatan para sa kaya marami pang iba. Salamat Alan.Ang pag-uusap

Tungkol sa Author

Natasha Ellison, PhD Researcher, University of Sheffield

Ang artikulong ito ay muling nai-publish mula sa Ang pag-uusap sa ilalim ng lisensya ng Creative Commons. Basahin ang ang orihinal na artikulo.

Mga Kaugnay Books

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

sundin ang InnerSelf sa

facebook icontwitter iconicon youtubeicon ng instagramicon ng pintresticon ng rss

 Kumuha ng Pinakabagong Sa pamamagitan ng Email

Lingguhang Magazine Daily Inspiration

LATEST VIDEO

Nagsimula na ang Great Climate Migration
Nagsimula na ang Great Climate Migration
by Super Gumagamit
Ang krisis sa klima ay nagpipilit sa libu-libo sa buong mundo na tumakas habang ang kanilang mga tahanan ay nagiging hindi na matitirahan.
Ang Huling Panahon ng Yelo ay Nagsasabi sa Amin Bakit Kailangan Nating Pangalagaan Tungkol sa Isang 2 ℃ Pagbabago sa Temperatura
Ang Huling Panahon ng Yelo ay Nagsasabi sa Amin Bakit Kailangan Nating Pangalagaan Tungkol sa Isang 2 ℃ Pagbabago sa Temperatura
by Alan N Williams, et al
Ang pinakabagong ulat mula sa Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) ay nagsasaad na walang malaking pagbawas…
Ang Lupa ay Nanatiling Habitable Sa Bilyun-Bilyong Taon - Eksakto Kung Paano Kami Nakakuha ng Suwerte?
Ang Lupa ay Nanatiling Habitable Sa Bilyun-Bilyong Taon - Eksakto Kung Paano Kami Nakakuha ng Suwerte?
by Toby Tyrrell
Tumagal ng ebolusyon ng 3 o 4 na bilyong taon upang makabuo ng Homo sapiens. Kung ang klima ay ganap na nabigo nang isang beses lamang sa…
Kung Paano Ang Pagma-map ng Panahon 12,000 Taon Nakaraan ay Maaaring Makatulong Hulaan ang Pagbabago ng Klima sa Hinaharap
Kung Paano Ang Pagma-map ng Panahon 12,000 Taon Nakaraan ay Maaaring Makatulong Hulaan ang Pagbabago ng Klima sa Hinaharap
by Brice Rea
Ang pagtatapos ng huling panahon ng yelo, mga 12,000 taon na ang nakalilipas, ay nailalarawan sa isang pangwakas na malamig na yugto na tinatawag na Younger Dryas.…
Ang Dagat Caspian ay Nakatakdang Bumagsak Ng 9 Meters O Higit Pa Sa Siglo na Ito
Ang Dagat Caspian ay Nakatakdang Bumagsak Ng 9 Meters O Higit Pa Sa Siglo na Ito
by Frank Wesselingh at Matteo Lattuada
Isipin na nasa baybayin ka, nakatingin sa dagat. Sa harap mo ay namamalagi ang 100 metro ng baog na buhangin na parang isang…
Ang Venus Ay Minsan Pa Bang Katulad ng Lupa, Ngunit Ang Pagbabago ng Klima Ay Ginawang Hindi Ito Makatira
Ang Venus Ay Minsan Pa Bang Katulad ng Lupa, Ngunit Ang Pagbabago ng Klima Ay Ginawang Hindi Ito Makatira
by Richard Ernst
Marami tayong maaaring malaman tungkol sa pagbabago ng klima mula sa Venus, ang ating kapatid na planeta. Ang Venus ay kasalukuyang mayroong temperatura sa ibabaw ng…
Five Climate Disbeliefs: Isang Crash Course Sa Maling Impormasyon sa Klima
The Five Climate Disbeliefs: Isang Crash Course Sa Maling Impormasyon sa Klima
by John Cook
Ang video na ito ay isang crash course sa maling impormasyon sa klima, na nagbubuod sa mga pangunahing argumento na ginamit upang magduda sa katotohanan...
Ang Arctic Ay Hindi Naging Ito Warm Sa 3 Milyong Taon at Iyon ay nangangahulugang Malaking Mga Pagbabago Para sa Planet
Ang Arctic Ay Hindi Naging Ito Warm Sa 3 Milyong Taon at Iyon ay nangangahulugang Malaking Mga Pagbabago Para sa Planet
by Julie Brigham-Grette at Steve Petsch
Taon-taon, ang takip ng yelo sa dagat sa Arctic Ocean ay lumiliit sa isang mababang punto sa kalagitnaan ng Setyembre. Sa taong ito sumusukat lamang ito ng 1.44…

LATEST ARTICLES

berdeng enerhiya2 3
Apat na Green Hydrogen Opportunities para sa Midwest
by Christian Tae
Upang maiwasan ang isang krisis sa klima, ang Midwest, tulad ng ibang bahagi ng bansa, ay kailangang ganap na i-decarbonize ang ekonomiya nito sa pamamagitan ng...
ug83qrfw
Ang Pangunahing Hadlang sa Pagtugon sa Demand ay Kailangang Wakasan
by John Moore, Sa Lupa
Kung gagawin ng mga pederal na regulator ang tamang bagay, ang mga customer ng kuryente sa buong Midwest ay maaaring kumita ng pera habang...
mga punong itinatanim para sa klima2
Itanim ang Mga Puno na Ito Para Umunlad ang Buhay sa Lungsod
by Mike Williams-Rice
Itinatag ng isang bagong pag-aaral ang mga live oak at American sycamore bilang mga kampeon sa 17 "super tree" na tutulong sa paggawa ng mga lungsod...
hilagang dagat sea bed
Bakit Kailangan Nating Unawain ang Seabed Geology Para Magamit ang Hangin
by Natasha Barlow, Associate Professor ng Quaternary Environmental Change, University of Leeds
Para sa anumang bansang biniyayaan ng madaling pag-access sa mababaw at mahangin na North Sea, ang hangin sa labas ng pampang ay magiging susi upang matugunan ang net…
3 mga aralin sa wildfire para sa mga bayan sa kagubatan habang sinisira ng Dixie Fire ang makasaysayang Greenville, California
3 mga aralin sa wildfire para sa mga bayan sa kagubatan habang sinisira ng Dixie Fire ang makasaysayang Greenville, California
by Bart Johnson, Propesor ng Landscape Architecture, Unibersidad ng Oregon
Isang napakalaking apoy na nagniningas sa mainit at tuyong kagubatan sa bundok ang tumagos sa bayan ng Gold Rush ng Greenville, California, noong Agosto 4,…
Matutugunan ng China ang Mga Layunin sa Enerhiya at Klima na Nililimitahan ang Coal Power
Matutugunan ng China ang Mga Layunin sa Enerhiya at Klima na Nililimitahan ang Coal Power
by Alvin Lin
Sa Leader's Climate Summit noong Abril, nangako si Xi Jinping na "mahigpit na kontrolin ng China ang coal-fired power...
Asul na tubig na napapalibutan ng patay na puting damo
Sinusubaybayan ng mapa ang 30 taon ng matinding pagtunaw ng niyebe sa buong US
by Mikayla Mace-Arizona
Ang isang bagong mapa ng matinding snowmelt na mga kaganapan sa nakalipas na 30 taon ay nilinaw ang mga prosesong nagtutulak ng mabilis na pagtunaw.
Isang eroplano ang naghulog ng red fire retardant sa isang sunog sa kagubatan habang ang mga bumbero na nakaparada sa kahabaan ng kalsada ay tumingala sa kulay kahel na kalangitan
Ang modelo ay hinuhulaan ang 10-taong pagsabog ng napakalaking apoy, pagkatapos ay unti-unting pagbaba
by Hannah Hickey-U. Washington
Ang isang pagtingin sa pangmatagalang hinaharap ng mga wildfire ay hinuhulaan ang isang paunang humigit-kumulang na dekada na pagputok ng aktibidad ng wildfire,...

 Kumuha ng Pinakabagong Sa pamamagitan ng Email

Lingguhang Magazine Daily Inspiration

New Attitudes - New Possibilities

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | InnerSelf Market
Karapatang magpalathala © 1985 - 2021 InnerSelf Lathalain. Lahat ng Mga Karapatan.