詹姆斯·莫里|科普｜自然界无处不在的图灵斑是什么？
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它巧妙而无声地跨越了数学、物理、化学、生物甚至艺术设计等各条边界 ， 想想都有点不可思议 。 一个美丽的科学问题的极致形式就应该是这样
文 | 小庄
阿兰·图灵（Alan Turing ， 1912—1954）在他去世前两年写下《形态发生的化学基础》时 ， 大概不会想到自己这篇将要发表在《英国皇家学会哲学会刊B》上的文章 ， 会成为几十年后为生物学某些领域发展提供支撑的经典论文 。
作为一名数学家 ， 图灵对这个问题的思考基本上只出于自己的数学兴趣 。 他想分析自然界中那些规律性重复图案——叶序、触手——背后的数学原理 ， 于是提出了一种反应扩散模型 。 文章通过计算表明 ， 随着两种相为抑制的化学物质（被图灵称为“形态原”）的扩散 ， 它们可以按照条纹、斑点或其他图案进行排列 。
最早把它用很通俗的方式阐释清楚的人 ， 是牛津大学数学生物学名誉教授、普林斯顿大学应用和计算数学高级学者詹姆斯·莫里（James Murray） 。 他在1988年给《科学美国人》写的解释美洲豹斑纹形成原因的文章中 ， 打了这么个比方：要想直观了解反应扩散模式如何工作 ， 可以设想一片干草地 ， 上面有大量蚱蜢 。
现在 ， 假设草地上有几个点被点燃 ， 如果没有灭火措施 ， 那么火势势必会蔓延到整场 。 但蚱蜢正好充当了灭火的角色 ， 因为它们有湿气 。 所以 ， 这时候可以把火看成活化剂 ， 把蚱蜢看成抑制剂 。 当火烧到它们面前 ， 它们就会大量出汗 ， 阻止火势蔓延到自己所在的区域 ， 通过这种方式 ， 烧焦区域将被限制在有限范围内 ， 火和蚱蜢各自的扩散系数以及其他各种反应参数 ， 将最终决定这块干草地会被烧成什么样子 。 是莫里的一系列有趣的文章 ， 让“图灵斑”终于为人所知 。
我要承认 ， 在刚刚进入科学传播领域、成为科技写作者的那个时期 ， 图灵斑几乎是我最为感兴趣的话题 。 它巧妙而无声地跨越了数学、物理、化学、生物甚至艺术设计等各条边界 ， 想想都有点不可思议 。
一个美丽的科学问题的极致形式就应该是这样 。 图灵在思考它的时候 ， 有一种本能的自觉 。 他肯定不是第一个想到这种可能性的人 ， 但是他最早把其中悬而未决的因素用事实固定下来——形态原 ， 多么坚定 ， 天才有时候只不过比别人多跨出了一步 ， 可是差异并不在这一步上 ， 而是他知道往哪里跨......
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