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发帖数: 600 | 1 以前还不知道，他跟生物学还有点关系啊
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同学，不要以为只有你们计算机系的学生才谈得图灵话题，我们化学系的还有其他生物
系的，一样有崇拜他的理由。
下面我要讲的就是另一则足以让图灵不朽的科学功绩。
1952年，他发表了一篇《形态形成的化学基础》，里面提到一个看上去有点神奇的化学
反应模型，可以用来说明某些生物体表面的花纹是怎样形成的。模型设想了一种生物分
子，被称为“形态子”，它会和其它分子发生反应，并在生物体内随机扩散。通过数学
计算，图灵指出“形态子”的分布均匀度会被逐步打破，渐渐出现一种对称性破缺的周
期结构，如果它和周围环境的颜色差异较为明显，就将自然出现清晰可辨的空间图案，
诸如老虎豹子蝴蝶等动物那般的花纹斑点。
图灵提出了这一神来之笔的构想之后，也就过了两年，便咬了氰苹果，从而也无法继续
捯饬这一堪称伟大的科学发现。但兄弟学科却是着实被启发了。那个从均匀走向破缺的
过程被称为图灵失稳或者图灵分岔，而最终出现的图案则被命名为图灵斑，图灵斑的美
貌吸引了许多研究者，投身其中的规律探索。
半个多世纪以来，化学家致力于寻找可以产生结构的反应体系，生物学家的努力则集中
在寻找所谓的形态发生素或抑制因子。《形态形成的化学基础》发表10多年后，普里高
津（1977年诺贝尔化学奖得主）团队对耗散结构的研究证实了图灵斑有可能存在，20多
年后，德国马普生物发展研究所的两位科学家在实验室中完美地演绎了图灵失稳，通过
一个使用显色剂的反应-扩散体系得到一些类似于动物表皮的条状花纹。后来，美国德
州大学和法国波尔多大学的科学家们在此基础上开发出了迄今最好的次氯酸盐-碘化物-
丙二酸体系用以实现图灵斑。在生物学领域，一切工作却可说近几年内才刚刚起步，甚
至有人也担忧地认为“图灵导致生物学家误入歧途”，因为尽管该模型在数学和物理层
面表达正确，但他毕竟是在现代分子遗传学建立之前就完成了他的工作，有很多当时还
未开启的学科知识没有涉及。好在进展的消息也一直传来，有的听上去就非常令人激动
：威斯康星大学麦迪逊分校的发育和进化生物学家肖恩·卡罗尔团队发现了一种果蝇身
上的无翼蛋白系统；西雅图华盛顿大学的大卫·帕里奇团队找到了一种能够控制斑马鱼
身上色素细胞的蛋白；而在最近，英国伦敦国王学院的杰里米·格林团队又发现一种特
定成形素，能够指导小鼠上颚的褶皱图案依循图灵方程所预测的方式变化。
倘若图灵泉下有知，不知会对这些后世的成就加以什么样的锦上添花？
很多时候，我觉得，一些人是彷徨无助地来到这个世界的，但ta们身上会带着类似于磷
的特质，擦出一个火，就足以点亮或许与他无关的某些区域。图灵显然是其中的一个。 | d********m
发帖数: 3662 | 2 图灵那篇文章是系统生物学的奠基之作啊，里面数学很简单，但是那里面的思想实在是
50年一出的奇才。 | p*****n
发帖数: 981 | 3 能想到用数学研究这个本身就是天才中的天才
【在 d********m 的大作中提到】
: 图灵那篇文章是系统生物学的奠基之作啊，里面数学很简单，但是那里面的思想实在是
: 50年一出的奇才。
| l**********1
发帖数: 5204 | 4 without AJ Lotka 1910/1920 papers also Volterra 1926, Prigogine 1947 papers
no Turing that 1952 paper.
Here i mean can not deny that Alan Turing got some hints from below papers for
his pattern formation equation.
Please refer:
//www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22086125
>Between 1947 and 1967, Prigogine and co-workers in Brussels attempted to extend
non-equilibrium
thermodynamics to situations far from equilibrium.
Initially, they focussed on hydrodynamic instabilities
like the Rayleigh– Bérnard convection.
full text link:
//www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3234355/pdf/427_2011_Article_378.pdf
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Lotka AJ
(1) Lotka, A.J., "Contribution to the Theory of Periodic Reaction", J. Phys. Chem., 14, pp 271–
(1910)
(2) Lotka, A.J., Undamped oscillations derived from the law of mass action. JACS 42:1595– (1920)
full text:
//campus.usal.es/~licesio/Biofisica/Lotka_1920.pdf
>For details regarding this feature the reader is referred to a previous publication by the writer( 1 ),
Rhythmic phenomena are of particular interest in connection with
biological systems (e. g., heart-beat). An extension of the method here
set forth, in its application to certain biological systems, will appear in
a forthcoming issue of the Proceedings of the National Academy of Sciences.
(3) Lotka, A.J., Elements of Physical Biology, Williams and Wilkins, (1925)
(4) Volterra, V., “Variazioni e fluttuazioni del numero d’individui in specie animali conviventi”, Mem. Acad.
Lincei Roma, 2, 31-113, (1926)
(5) Volterra, V., Theory of functionals and of integral and integro-differential equations. Blackie & Son.
(1930)
(6) Prigogine I (1947) Etude thermodynamique des phénomènes irrèver- sibles. Desoer, Liège
【在 p*****n 的大作中提到】
: 能想到用数学研究这个本身就是天才中的天才
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发帖数: 5204 | 5 Alan tuling just brought PDE instead of AJ Lokta ODE for his pattern formation reaction function parts,
then borrowed Volterra integro-differential equations for his diffusion and delay parts.
【在 d********m 的大作中提到】
: 图灵那篇文章是系统生物学的奠基之作啊，里面数学很简单，但是那里面的思想实在是
: 50年一出的奇才。
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