Dünyanın En Ünlü Kod Yazıcısı Doğadaki Güzelliğin Sırlarını Nasıl Açtı?

Bilim İtfaiye çağırmaya gerek yok. rokopix / Shutterstock

Doğaya girmek bir matematik sınıfından uzakta bir dünya gibi görünebilir. Ancak bizi çevreleyen güzellik düzendedir - ve dünyanın en iyi kod kırıcılarından biri kilidini açmanın anahtarıydı.

Alan Turing, enigma makineleri tarafından II. Dünya Savaşı sırasında yaratılan Alman mesajlarının şifresini çözme konusunda en iyi bilinen olabilir. Fakat etkili bilim adamı 1954'taki zamansız ölümünden önce doğa ile matematik arasındaki etkileşimi derinlemesine düşündüm. Aslında, onun en son yayınlanan makale türlerin populasyon değişikliklerinden kanserli tümörlerin büyümesine kadar onları tanımlayan denklemler bularak doğanın mekanizmalarının nasıl çalıştığını anlamaya odaklanan bir konu olan matematiksel biyolojinin kurucu teorilerinden biri haline geldi.

Bilim Özellikle büyüleyici Turing paternli bir mbu kirpi balığı. Dennis Jacobsen / Shutterstock

Turing, biyolojik olarak öngörülen şekilde hareket eden ve birbirleriyle reaksiyona giren iki biyolojik kimyasalın doğadaki şekilleri ve kalıpları açıklayabileceğini öne sürdü. Örneğin, çita paltosunun kimyasal “yangınlar” çıkaran kuru bir orman olduğunu hayal edin. Aynı zamanda, ikinci tipte bir yangınla mücadele kimyasalları tüylü manzarada kömürleşmiş yamalar veya lekeler bırakarak bu yangınları çevrelemeye ve tutmaya çalışır.

Önemli olarak, yangın söndürme inhibitör kimyasalının hızı, oluşturulacak desenler için nokta oluşturucu aktivatör kimyasalın hızından daha hızlı olmalıdır. Çok yavaş ve aktivatör kimyasalı hakim olacak ve aynı renge yol açacak.

Turing, iki kimyasalın konsantrasyonu ve dağılma hızı değiştikçe ne tür kalıpların üretileceğini modelleyen iki denklem buldu. Bununla birlikte, bu karmaşık denklemleri o zamanki ilkel hesaplama makineleriyle çözmek inanılmaz derecede zordu. Turing, özenli görevi bir kez üstlendi ve bir ineğin derisine benzeyen benekli bir desen üretti.

Modern bilgisayarların yardımıyla, bilim adamları, Turing'in denklemlerinin doğal dünyada görülen sayısız iki boyutlu modeli taklit etmek için kullanılabileceğini göstermiştir. parmak izi ve hayvan katları için yarı kurak manzaralar.

Kimyasalların reaksiyonlarının ve hareketlerinin aslında doğanın düzenlerinin yaratılmasının gerisinde olduğunu göstermek zordu. Örneğin, çita lekelerinin rahimde nasıl geliştiğini izleyemiyoruz. Büyüyen melek balıklarının dikkat çekici desenlerini gözlemlemek bile geliştikçe değişim gençlik aşamasından yetişkinliğe kadar, iki aktivatör inhibitör kimyasalının dansının iş başında olduğunun kanıtı değildir.

Son zamanlarda, Turing kalıpları in saç kökleri, tavuk tüyleri, ve diş benzeri köpekbalığı “ölçekler” hepsinin doğrudan bir aktivatör ve bir inhibitör kimyasal madde arasındaki etkileşimle üretildiği gösterilmiştir.

Tabii ki, doğa, izolasyonla etkileşime giren iki kimyasal kadar nadiren basittir. Bilim adamları, şimdi Turing'in teorisini, örneğin midye yataklarıBüyük bir Turing düzeninde yüzlerce metre boyunca uzanan ve daha küçük bir ölçekte tamamen farklı bir desen türü gösteren. Teorinin dört kimyasal versiyonu aynı zamanda sırtların oluşumu Bir omurgalı ağzında.

İlginçtir ki, Turing'in çalışmasını görsel olmayan tüm biçimlere uygulayabiliriz. Örneğin, benim araştırma onları hayvanların bölge modellerini modellemek için nasıl kullandığımızı araştırıyor. Kimyasallar arasındaki konsantrasyon ve reaksiyonları tanımlamak yerine, bireylerin konumlarını ve her birey ile çevresi arasındaki etkileşimi açıklamak için benzer denklemleri kullandık.

Tahmin edebileceğiniz gibi, denklemler genellikle oldukça karmaşıktır. çoklu faktörler bir hayvanın hareketini etkileyen koku izleri ve diğer hayvanların avlanma yerlerine ve hatta hafızaya fiziksel olarak sahip olmaları.

Fakat bu faktörleri modelleyen denklemlerle öngörülen hareket kalıpları şaşırtıcı derecede iyi Bir bölgedeki hayvanların gerçek hareketine. Kendi içinde büyüleyici olmasının yanı sıra, böyle bir araştırma yapabilir anlamamıza yardım et Bir türün habitatındaki değişikliklerin daha geniş ekosistemleri nasıl etkilediği - yok olma ikliminin bozulması tehdidi göz önüne alındığında çok önemli olabilecek bu durum, yüz binlerce türe neden olabilir.

Bu bölge kalıplarını modelleme yöntemi insan nüfusuna bile genişletilebilir. Örneğin, tek bir araştırma parçası gösterdi Los Angeles çete üyelerinin hareketi, çetelerinin merkezi konumunu ve diğer çetelerin grafiti etiketlerini modelleyen denklemlerle doğru bir şekilde tahmin edilebilir.

Belki de Turing bile, seminal makalesinin ne kadar doğanın güzel sırrının açılacağını hayal bile edemezdi. Ve tanımlayıcı bir katkı yaptığı sadece matematiksel biyoloji değil. çok daha fazla. Sağol Alan.Konuşma

Yazar Hakkında

Natasha Ellison, Doktora Araştırmacısı, University of Sheffield

Bu makale şu adresten yeniden yayınlandı: Konuşma Creative Commons lisansı altında. Okumak Orijinal makale.

İlgili Kitaplar

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

InnerSelf'i takip et

facebook simgesitwitter simgesiyoutube simgesiinstagram simgesipintrest simgesirss simgesi

 E-posta ile son alın

Haftalık Dergi Günlük İlham

SON VİDEOLAR

Büyük İklim Göçü Başladı
Büyük İklim Göçü Başladı
by Super User
İklim krizi, evleri giderek daha fazla yaşanmaz hale geldikçe dünyanın dört bir yanında binlerce kişiyi kaçmaya zorluyor.
Son Buz Devri bize 2 Temperature Sıcaklık Değişimi Hakkında Neden Bakım Yapmamız Gerektiğini Anlatıyor
Son Buz Devri bize 2 Temperature Sıcaklık Değişimi Hakkında Neden Bakım Yapmamız Gerektiğini Anlatıyor
by Alan N Williams ve diğ.
Hükümetler Arası İklim Değişikliği Paneli (IPCC) tarafından yapılan son raporda, önemli bir düşüş olmadan ...
Dünya Milyarlarca Yıl Yaşanabilir Kaldı - Tam Olarak Ne Kadar Şanslı Olduk?
Dünya Milyarlarca Yıl Yaşanabilir Kaldı - Tam Olarak Ne Kadar Şanslı Olduk?
by Toby Tyrrell
Homo sapiens'i üretmek evrimin 3-4 milyar yılını aldı. Eğer iklim bunda bir kez tamamen çökmüş olsaydı ...
12,000 Yıl Önce Hava Durumunun Haritasını Çıkarmak İklim Değişikliğinin Gelecekteki Tahminine Nasıl Yardımcı Olabilir
12,000 Yıl Önce Hava Durumunun Haritasını Çıkarmak İklim Değişikliğinin Gelecekteki Tahminine Nasıl Yardımcı Olabilir
by Brice Bölgesi
Yaklaşık 12,000 yıl önceki son buzul çağının sonu, Younger Dryas adı verilen son bir soğuk evre ile karakterize edildi.
Hazar Denizi Bu Yüzyılda 9 Metre Veya Daha Fazla Düşecek
Hazar Denizi Bu Yüzyılda 9 Metre Veya Daha Fazla Düşecek
by Frank Wesselingh ve Matteo Lattuada
Kıyıda, denize baktığınızı hayal edin. Önünüzde 100 metrelik çorak kum yatıyor ki ...
Venüs Bir Kez Daha Dünya Benziyordu, Ama İklim Değişikliği Onu Yaşanmaz Hale Getirdi
Venüs Bir Kez Daha Dünya Benziyordu, Ama İklim Değişikliği Onu Yaşanmaz Hale Getirdi
by Richard Ernst
Kardeş gezegenimiz Venüs'ten iklim değişikliği hakkında çok şey öğrenebiliriz. Venüs'ün şu anda yüzey sıcaklığı ...
Beş İklim İnançsızlığı: İklim Yanlış Bilgisinde Çarpışma Kursu
Beş İklim İnancı: İklim Yanlış Bilgilendirmesinde Çarpışma Kursu
by John Cook
Bu video, gerçeklerle ilgili şüphe uyandırmak için kullanılan temel argümanları özetleyen, iklimle ilgili yanlış bilgi üzerine yoğun bir kurstur ...
Kuzey Kutbu 3 Milyon Yıldır Bu Kadar Sıcak Değil ve Bu Gezegen İçin Büyük Değişiklikler Demektir
Kuzey Kutbu 3 Milyon Yıldır Bu Kadar Sıcak Değil ve Bu Gezegen İçin Büyük Değişiklikler Demektir
by Julie Brigham-Grette ve Steve Petsch
Her yıl Arktik Okyanusu'ndaki deniz buzu örtüsü eylül ayının ortasında alçak bir noktaya iniyor. Bu yıl sadece 1.44 ...

EN SON MAKALELER

yeşil enerji2 3
Orta Batı için Dört Yeşil Hidrojen Fırsatı
by Hıristiyan Tae
Bir iklim krizini önlemek için, ülkenin geri kalanı gibi Ortabatı'nın da ekonomisini tamamen karbondan arındırması gerekecek…
ug83qrfw
Tepki Talebinin Önündeki Büyük Engelin Sona Ermesi Gerekiyor
by John Moore, Yeryüzünde
Federal düzenleyiciler doğru olanı yaparsa, Ortabatı'daki elektrik müşterileri yakında para kazanabilirken…
iklim için dikilecek ağaçlar2
Şehir Hayatını İyileştirmek İçin Bu Ağaçları Dikin
by Mike Williams-Rice
Yeni bir araştırma, şehirleri güzelleştirmeye yardımcı olacak 17 "süper ağaç" arasında canlı meşeler ve Amerikan çınarlarını şampiyon yapıyor...
kuzey denizi deniz yatağı
Rüzgarlardan Yararlanmak İçin Deniz Dibi Jeolojisini Neden Anlamalıyız?
by Natasha Barlow, Leeds Üniversitesi Kuvaterner Çevresel Değişim Doçenti
Sığ ve rüzgarlı Kuzey Denizi'ne kolay erişimle kutsanmış herhangi bir ülke için, açık deniz rüzgarı, ağlarla buluşmanın anahtarı olacaktır…
Dixie Fire, tarihi Greenville, California'yı yok ederken orman kasabaları için 3 orman yangını dersi
Dixie Fire, tarihi Greenville, California'yı yok ederken orman kasabaları için 3 orman yangını dersi
by Bart Johnson, Peyzaj Mimarlığı Profesörü, Oregon Üniversitesi
Sıcak, kuru dağ ormanlarında yanan bir orman yangını, 4 Ağustos'ta California, Greenville'deki Gold Rush kasabasını süpürdü.
Çin, Kömür Gücünü Sınırlandıran Enerji ve İklim Hedeflerini Karşılayabilir
Çin, Kömür Gücünü Sınırlandıran Enerji ve İklim Hedeflerini Karşılayabilir
by Alvin Lin
Nisan ayında Liderin İklim Zirvesi'nde Xi Jinping, Çin'in “kömür yakıtlı enerjiyi sıkı bir şekilde kontrol edeceğini…
Ölü beyaz çimenlerle çevrili mavi su
Harita, ABD genelinde 30 yıllık aşırı kar erimesini takip ediyor
by Mikayla Mace-Arizona
Son 30 yıldaki aşırı kar erimesi olaylarının yeni haritası, hızlı erimeyi sağlayan süreçleri netleştiriyor.
Bir yol boyunca park etmiş itfaiyeciler turuncu gökyüzüne bakarken bir uçak orman yangınına kırmızı yangın geciktirici damlatıyor
Model, 10 yıllık orman yangını patlamasını ve ardından kademeli düşüşü öngörüyor
by Hannah Hickey-U. Washington
Orman yangınlarının uzun vadeli geleceğine bir bakış, başlangıçta kabaca on yıllık bir orman yangını faaliyeti patlamasını öngörüyor,…

 E-posta ile son alın

Haftalık Dergi Günlük İlham

Yeni Tutumlar - Yeni Olanaklar

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | İç Pazar
Copyright © 1985 - 2021 Innerself Yayınları. Her hakkı saklıdır.