Jinsi ya Uvumbuzi wa Kitaifa Zaidi ya Ulimwengu kufunguliwa Siri za Uzuri wa Hali

sayansi Hakuna haja ya kupigia brigade ya moto. rokopix / shutterstock

Kuingia katika asili inaweza kuonekana kuwa mbali mbali na darasa la maths. Lakini uzuri unaozunguka kwetu una amri - na moja ya wachunguzi wa maandishi bora duniani yalikuwa ufunguo wa kuufungua.

Alan Turing inaweza kujulikana kwa kutangaza ujumbe wa Kijerumani uliotengenezwa na mashine yao ya nguvu katika Vita Kuu ya II. Lakini mwanasayansi mwenye ushawishi alifikiri juu ya mwingiliano kati ya asili na hisabati kwa kina kirefu kabla ya kifo chake cha ghafla katika 1954. Kwa kweli, yake karatasi iliyochapishwa mwisho akawa moja ya nadharia za mwanzilishi wa biolojia ya hisabati, suala ambalo lilijitolea kuelewa jinsi utaratibu wa asili unavyofanya kazi kwa kutafuta usawa unaowaelezea, kutokana na mabadiliko ya idadi ya watu kwa njia ya tumor ya kansa kukua.

sayansi Pufferfish iliyovaa mfano mzuri wa Turing. Dennis Jacobsen / Shutterstock

Turing alipendekeza kuwa kemikali mbili za kibaiolojia zinazohamia na kuitiana kwa njia ya hisabati inaweza kuelezea maumbo na mwelekeo katika asili. Kwa mfano, fikiria kwamba kanzu ya cheta ni msitu kavu na "moto" wa kemikali huvunja pande zote. Wakati huo huo, kemikali za moto za aina ya pili zinafanya kazi kuzunguka na zina moto huu, na kuacha majambazi - au matangazo - katika mazingira ya furry.

Muhimu, kasi ya kemikali ya kuzuia moto inapaswa kuwa kasi zaidi kuliko ile ya kemikali ya activator kemikali ili kuundwa. Kina polepole, na kemikali ya activator itatawala, na kusababisha rangi ya sare.

Turing ilikuja na equations mbili ambazo ni mfano wa aina gani za mifumo zitazalishwa kama mkusanyiko wa kemikali mbili na kasi ambayo zinaenea mabadiliko. Hata hivyo, ilikuwa vigumu sana kutatua hesabu hizi ngumu na mashine ya kompyuta ya kale karibu wakati huo. Turing alifanya kazi ya kuchochea hata ingawa, akizalisha mfano wa dappled ambao ulifanana na ngozi ya ng'ombe.

Kusaidiwa na kompyuta za kisasa, wanasayansi wameonyesha kuwa equations ya Turing inaweza kutumika kutekeleza mifumo isiyo na miwili ya mwelekeo inayoonekana katika ulimwengu wa asili, kutoka vidole na nguo za wanyama kwa Mandhari ya nusu.

Kuonyesha kwamba athari na harakati za kemikali ni kweli nyuma ya uumbaji wa mifumo ya asili ilikuwa ngumu zaidi. Kwa mfano, hatuwezi kuangalia jinsi matangazo ya cheetah yanavyoendelea tumboni. Hata kuchunguza mifumo ya ajabu ya samaki ya malaika mabadiliko kama wanavyoendelea kutoka hatua ya vijana hadi watu wazima haitoi uthibitisho kwamba ngoma ya kemikali mbili za kuzuia anti-activator inafanya kazi.

Hivi karibuni, Turing ruwaza in follicles nywele, manyoya ya kuku, na meno-kama shark "mizani" wote wameonyeshwa moja kwa moja kuwa yanazalishwa na ushirikiano kati ya activator na kemikali ya kuzuia.

Bila shaka, asili ni mara chache kama rahisi kama kemikali mbili zinazoingiliana katika kutengwa. Wanasayansi sasa wameongeza nadharia ya Turing kuelezea mifumo ngumu zaidi kama vile vitanda vya misuli, ambayo huongeza kwa mamia ya mita katika muundo mkuu wa Turing, na kuonyesha aina tofauti kabisa ya muundo kwa kiwango kidogo. Toleo la nne la kemikali ya nadharia pia inaonyesha usahihi malezi ya miji katika mdomo wa vertebrate.

Kushangaza, tunaweza pia kutumia kazi ya Turing kwa aina mbalimbali za mifumo isiyo ya kuona. Kwa mfano, utafiti wangu inachunguza jinsi tunavyotumia kuiga ruwaza za wanyama wa wilaya. Badala ya kuelezea ukolezi na athari kati ya kemikali, tumekuwa na usawa sawa na kuelezea uwezekano wa eneo la watu binafsi, na ushirikiano kati ya kila mtu na mazingira yake.

Kama unavyoweza kufikiria, equations mara nyingi ni ngumu sana, kama sababu nyingi kushawishi harakati za wanyama, kutoka kwa alama za harufu na uwepo wa kimwili wa wanyama wengine kwa eneo la mawindo na hata kumbukumbu.

Lakini mwelekeo wa harakati ulitabiriwa na equations ambazo hufanya mambo haya kulinganisha kushangaza vizuri kwa harakati halisi ya wanyama katika eneo. Pamoja na kujifurahisha yenyewe, utafiti kama huu unaweza tusaidie kuelewa jinsi mabadiliko katika mazingira ya aina huathiri mazingira ya pana - ambayo inaweza kuwa muhimu sana kwa kuzingatia tishio la kutoweka kwa hali ya hewa husababisha mamia ya maelfu ya aina.

Njia hii ya kuiga mfano wa wilaya inaweza hata kupanuliwa kwa watu. Kwa mfano, sehemu moja ya utafiti ilionyesha kwamba harakati za wanachama wa kundi la Los Angeles zinaweza kutabiriwa kwa usahihi na equation ambazo zinaonyesha sehemu kuu ya kundi lao na vitambulisho vya graffiti vya makundi mengine.

Labda hata Turing ingefikiria jinsi siri nyingi za asili ya karatasi yake ya seminal ingefungua. Na si tu biolojia ya hisabati ambayo alifanya mchango wa kufafanua - tuna akili yake ya kushukuru kwa mengi zaidi. Asante Alan.Mazungumzo

Kuhusu Mwandishi

Natasha Ellison, Mtafiti wa PhD, Chuo Kikuu cha Sheffield

Makala hii imechapishwa tena kutoka Mazungumzo chini ya leseni ya Creative Commons. Soma awali ya makala.

Vitabu kuhusiana

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

kufuata ndaniKuweka juu

icon ya facebookikoni ya twitterikoni ya youtubeikoni ya instagramikoni ya pintrestikoni ya rss

 Pata barua pepe ya hivi karibuni

Jarida la kila wiki Uhamasishaji wa Kila siku

VIDEOS LATEST

Uhamiaji Mkubwa wa Hali ya Hewa Umeanza
Uhamiaji Mkubwa wa Hali ya Hewa Umeanza
by Super mtumiaji
Mgogoro wa hali ya hewa unalazimisha maelfu ulimwenguni kukimbia kwani nyumba zao zinazidi kukosa makazi.
Umri wa Ice wa Mwisho Unatuambia Kwa Nini Tunahitaji Kujali Mabadiliko ya 2 ℃ Mabadiliko ya joto
Umri wa Ice wa Mwisho Unatuambia Kwa Nini Tunahitaji Kujali Mabadiliko ya 2 ℃ Mabadiliko ya joto
by Alan N Williams, na wenzake
Ripoti ya hivi karibuni kutoka kwa Jopo la Serikali za Mitaa kuhusu Mabadiliko ya Tabianchi (IPCC) inasema kwamba bila kupungua kwa kiasi kikubwa…
Dunia Imekaa Kwa Tabia Kwa Mabilioni Ya Miaka - Hasa Tulipata Bahati Gani?
Dunia Imekaa Kwa Tabia Kwa Mabilioni Ya Miaka - Hasa Tulipata Bahati Gani?
by Toby Tyrrell
Ilichukua mageuzi miaka 3 au 4 bilioni kutoa Homo sapiens. Ikiwa hali ya hewa ingeshindwa kabisa mara moja tu katika hiyo…
Jinsi Ramani ya Hali ya Hewa Miaka 12,000 Iliyopita Inaweza Kusaidia Kutabiri Mabadiliko ya Tabianchi ya Baadaye
Jinsi Ramani ya Hali ya Hewa Miaka 12,000 Iliyopita Inaweza Kusaidia Kutabiri Mabadiliko ya Tabianchi ya Baadaye
by Brice Rea
Mwisho wa zama za mwisho za barafu, karibu miaka 12,000 iliyopita, ilikuwa na sehemu ya mwisho ya baridi inayoitwa Younger Dryas.
Bahari ya Caspian Imewekwa Kuanguka Kwa Mita 9 au Zaidi Karne hii
Bahari ya Caspian Imewekwa Kuanguka Kwa Mita 9 au Zaidi Karne hii
by Frank Wesselingh na Matteo Lattuada
Fikiria uko pwani, ukiangalia baharini. Mbele yako kuna mita 100 za mchanga tasa unaofanana na…
Zuhura mara nyingine alikuwa kama wa Dunia, lakini Mabadiliko ya hali ya hewa yalifanya isiwe na makazi
Zuhura mara nyingine alikuwa kama wa Dunia, lakini Mabadiliko ya hali ya hewa yalifanya isiwe na makazi
by Richard Ernst
Tunaweza kujifunza mengi juu ya mabadiliko ya hali ya hewa kutoka kwa Zuhura, sayari dada yetu. Venus kwa sasa ina joto la uso la…
Kutokuamini kwa Tabianchi tano: Kozi ya Ajali Katika Taarifa potofu za hali ya hewa
Kutokuamini kwa Tabianchi tano: Kozi ya Ajali Katika Taarifa potofu za hali ya hewa
by John Cook
Video hii ni kozi ya ajali katika habari potofu za hali ya hewa, ikitoa muhtasari wa hoja muhimu zinazotumika kutilia shaka ukweli ...
Arctic haijawahi Kuwa Joto Hii Kwa Miaka Milioni 3 na Hiyo Inamaanisha Mabadiliko Kubwa Kwa Sayari
Arctic haijawahi Kuwa Joto Hii Kwa Miaka Milioni 3 na Hiyo Inamaanisha Mabadiliko Kubwa Kwa Sayari
by Julie Brigham-Grette na Steve Petsch
Kila mwaka, kifuniko cha barafu la bahari katika Bahari ya Aktiki hupungua hadi kiwango cha chini katikati ya Septemba. Mwaka huu inachukua 1.44 tu…

MAKALA LATEST

nishati ya kijani 2
Fursa Nne za Hidrojeni za Kijani kwa Midwest
by Tae ya Kikristo
Ili kuepusha mzozo wa hali ya hewa, Magharibi mwa Magharibi, kama nchi nyingine, itahitaji kupunguza kikamilifu uchumi wake kwa…
ug83qrfw
Kizuizi Kikubwa cha Mwitikio wa Mahitaji Kinahitaji Kuisha
by John Moore, Duniani
Ikiwa wasimamizi wa shirikisho watafanya jambo sahihi, wateja wa umeme katika eneo la Kati Magharibi wanaweza hivi karibuni kupata pesa huku...
miti ya kupanda kwa ajili ya hali ya hewa2
Panda Miti Hii Ili Kuboresha Maisha ya Jiji
by Mike Williams-Rice
Utafiti mpya unaanzisha mialoni hai na mikuyu ya Amerika kama mabingwa kati ya "miti mikubwa" 17 ambayo itasaidia kufanya miji…
kitanda cha bahari ya kaskazini
Kwa Nini Ni Lazima Tuelewe Jiolojia ya Seabed Ili Kufunga Upepo
by Natasha Barlow, Profesa Mshiriki wa Mabadiliko ya Mazingira ya Quaternary, Chuo Kikuu cha Leeds
Kwa nchi yoyote iliyobarikiwa kwa ufikiaji rahisi wa Bahari ya Kaskazini yenye kina kirefu na yenye upepo, upepo wa pwani utakuwa ufunguo wa kukutana na wavu…
Masomo 3 ya moto wa porini kwa miji ya misitu kama Dixie Fire inaharibu kihistoria Greenville, California
Masomo 3 ya moto wa porini kwa miji ya misitu kama Dixie Fire inaharibu kihistoria Greenville, California
by Bart Johnson, Profesa wa Usanifu wa Mazingira, Chuo Kikuu cha Oregon
Moto wa mwituni uliowaka katika msitu wa moto na kavu wa mlima ulipitia mji wa Gold Rush wa Greenville, California, mnamo Agosti 4,…
China Inaweza Kutimiza Nishati na Malengo ya Hali ya Hewa Kuweka Nguvu ya Makaa ya mawe
China Inaweza Kutimiza Nishati na Malengo ya Hali ya Hewa Kuweka Nguvu ya Makaa ya mawe
by Alvin Lin
Katika Mkutano wa Kilele wa Hali ya Hewa wa Kiongozi mwezi Aprili, Xi Jinping aliahidi kwamba China "itadhibiti kabisa nguvu inayotumia makaa ya mawe ...
Maji ya samawati yaliyozungukwa na nyasi nyeupe iliyokufa
Ramani hufuata miaka 30 ya theluji kali huko Amerika
by Mikayla Mace-Arizona
Ramani mpya ya hafla kali za theluji katika miaka 30 iliyopita inafafanua michakato ambayo inasababisha kuyeyuka haraka.
Ndege ikidondosha moto nyekundu kwenye moto wa msitu wakati wazima moto wameegesha kando ya barabara wakiangalia angani la machungwa
Mfano unatabiri kupasuka kwa moto wa mwitu kwa miaka 10, kisha kupungua polepole
by Hannah Hickey-U. Washington
Kuangalia mustakabali wa muda mrefu wa moto wa porini unatabiri mwanzoni mwa shughuli za moto wa mwitu takriban muongo mmoja,…

 Pata barua pepe ya hivi karibuni

Jarida la kila wiki Uhamasishaji wa Kila siku

New Attitudes - New Uwezekano

InnerSelf.comHali ya Hewa ImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | SiasaPolitics.com | Soko la ndani
Copyright © 1985 - 2021 InnerSelf Publications. Haki zote zimehifadhiwa.