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隐藏在生物学图案中的数学密码

科学探索万象经验2023-05-08

斑马是什么颜色的?黑色基底白色条纹?或者白色基底黑色条纹?答案是黑色基底白色条纹,我们之所以知道这些是因为有些斑马生来就没有条纹。这可能会让你想知道,为什么斑马会开始产生条纹?生物学家可能会这样回答这个问题:条纹有助于伪装。但这个答案只是告诉我们条纹的作用,并没有告诉我们条纹来自哪里,为什么会出现这样的图案?

大多数人都知道艾伦·图灵是战时著名的密码破解者,也是现代计算机之父。但你可能不知道,他一生中最让他着迷的许多问题都与生命有关:关于生物学。但是,为什么数学家会对生物学感兴趣呢?我认为很多数学家对生物学感兴趣的原因是它太复杂了,而且我们不知道的东西太多了。

生物学中最难观察的事情之一是生物如何生长和形成形状的微妙过程,艾伦·图灵将这个过程称为“形态发生”。1952年,图灵发表了一篇名为“形态发生的化学基础”的论文,其中有一系列方程式,描述了复杂形状是如何从简单的初始条件中自发产生的。