登陆注册
2813000000008

第8章 动物皮毛上的斑纹的数学特征

在动物园或者电视上,我们常常看到许多身上有美丽斑点和条纹的动物,比如猎豹、斑马、长颈鹿、羚羊……它们身上的花纹千变万化,各具特色,可谓是大自然的杰作。

不过,在欣赏这些美丽斑点和条纹的同时,你有没有想过这些看似复杂的条纹和斑点有一定规律可循?它们又能否用数学模型来呈现呢经科学家多年的研究,猎豹、斑马、梅花鹿等动物身上的花纹或者斑点虽然各不相同,但很可能有着相同的数学模型。

早在1952年,英国科学家阿兰·图灵就提出了将一种反应扩散方程组作为生物形态的基本化学反应模型。图灵发现,动物的斑纹中,存在着令人意想不到的一致性:所有斑纹都可以用同一类型的方程式来产生。这类方程被称作是反应扩散方程,是在描述了当不同的化学物品放在一起产生的反应、扩散到表面的情况。

通常认为生物成长是一种复杂的化学反应过程,其中可能有几十上百甚至更多的化学物质参加反应。但是在生物体某一局部(像器官、组织,甚至细胞)的反应,可能主要就是少数几种化学成分起决定性作用。

假设只有两种化学物质参加反应,它们做扩散然后相互反应,所以这个方程式就在描述这个化学物质怎么扩散、怎么反应。由于它是非线性的,所以数学家也没办法把它解出来。只有靠巨型计算机一步步去制造,去把它解出来,算出每一个时间,这两种化学物质的浓度的分布是怎么样的。最后当它到达稳定的时候,再把它的浓度分布画出来,呈现出最后的图案。

台湾中兴大学的物理系教授廖思善、牛津大学数学系教授菲利普麦尼、中兴大学博士生刘瑞堂等人,利用图灵方程式,在计算机中仿真出美洲豹从小到大毛皮图案的变化,进一步证实了半个世纪前图灵提出的数学想法。

生物的演化可以用方程式来解释,这个发现震撼了科学界。换句话说,这项研究也从一定程度上说明,自然界许多生物包括人类,其外在形态比如斑纹之所以能够世代相传,可能是来自于数学定律,而非单纯的基因遗传。

同类推荐
  • 小猪弗莱迪:空中大历险

    小猪弗莱迪:空中大历险

    《小猪弗莱迪》系列童话故事书每册都是一个精彩独立的故事。或是迷案重重、悬疑跌宕的侦探故事,或是意外横生、步步惊心的冒险故事;或是斗智斗勇、充满惊险的间谍之战;或是想像奇特、笑料十足的太空旅行……
  • 史海沉钩(走进科学)

    史海沉钩(走进科学)

    本套书全面而系统地介绍了当今世界各种各样的难解之谜和科学技术,集知识性、趣味性、新奇性、疑问性与科普性于一体,深入浅出,生动可读,通俗易懂,目的是使广大读者在兴味盎然地领略世界难解之谜和科学技术的同时,能够加深思考,启迪智慧,开阔视野,增加知识,能够正确了解和认识这个世界,激发求知的欲望和探索的精神,激起热爱科学和追求科学的热情,不断掌握开启人类世界的金钥匙,不断推动人类社会向前发展,使我们真正成为人类社会的主人。
  • 海外童话:范多尔瑟老奶奶和鹳鸟一家

    海外童话:范多尔瑟老奶奶和鹳鸟一家

    本书是刘兴诗爷爷在海外居留期间,根据所见所闻有感而发的一些文学童话作品。其中有的曾经用英文写作,翻译为荷兰文后,首先在海外发表,以后再自己翻译为中文出口转内销。每篇文末均注明写作地点和环境,有别于伪冒海外作品。其中:《谢谢您,施耐尔太太》获1998年陈伯吹儿童文学奖优秀作品奖,并列入《天使在人间》童话卷,中国少年儿童出版社,以及其他一些选集;《没法举行的宴会》是大陆作家的作品唯一选入台湾小学教材者;《圣诞老人之歌》选入王泉根主编《中国最美的童话》,重庆出版社;《泰莎和小金鱼》最早在荷兰发表,并加编者按,指出这是一位中国教授的作品;《星孩子》列入1983年全国红领巾读书读报奖章活动推荐书。
  • 奇趣生物探谜

    奇趣生物探谜

    每个人都知道物种是通过不断进化才远离了大自然的淘汰,地球上的生物数不胜数,其中不乏一些奇特而有趣味的生物进化故事。在人类所拥有的生活方式以外的生物又是如何进行自己的生活以及进化呢?生命究竟是什么?恐龙为什么会灭绝……一连串的问题在人们的脑海中萦绕。本书将带你走进生物的丛林,一起感受其中的奇特和趣味,探索与解读更为诡谲的生物奥秘。
  • 白棉花

    白棉花

    黄蓓佳2010年最新倾心力作“五个八岁”长篇儿童小说系列中的第二部。作品从一个八岁乡村男孩克俭的视角。描绘出抗日战争这幅宏大历史图卷中的一个片段。1944年,抗日战争胜利前夕,一段战火连天的岁月,一朵从天而降的“白棉花”,一位叫“夹克”的美军飞行员,一个懵懵懂懂的八岁少年,一群淳朴善良的乡邻。寻找、呵护、相识、相知、别离还有以生命为代价的援救和保护。一段时而紧张激烈时而催人落泪的故事,彰显了人性的光辉,谱写了历史的悲歌
热门推荐
  • 明天晴

    明天晴

    希望明天晴,一直晴。“什么是幸福?”“幸福?”她歪着头想了一会,回答道,“以前我一直认为,所谓的幸福就是有一间大房子,里面住着一航,他当我是孩子,会把我高高地抱起,会给我买很多的零食,会陪我去任何地方……”“那现在呢?”“现在?”她微笑,“对于我来说,可以没有大房子,没有吃的,没有玩的,只要有一航,那就是我的幸福。”
  • 化身博士:斯蒂文森中短篇小说选

    化身博士:斯蒂文森中短篇小说选

    《化身博士》是一篇独特的作品,同时也是斯蒂文森的得意之作。在这篇作品中,作者充分发挥想象力,让一个白天是绅士的人,晚上变成一个恶魔,释放身上的邪恶。这部作品被称为心理小说的先驱,书中“Jekyll and Hyde”一词甚至成为心理学中“双重人格”的代称,影响力可见一斑。本书选取的另一篇小说《自杀俱乐部》描述了一个复仇的故事,也充满奇特的想象,十分精彩。斯蒂文森的作品虽然写于一百多年前,但是仍然符合当前读者的阅读口味。故事通俗却不流于俗套,行文严肃却不失幽默,在通俗类小说作品中,是非常少见的。
  • 妾本倾城

    妾本倾城

    她,南宫汐雪,倾国又倾城,却倾倒不了心中的那个男人?他在死人堆里救起她,给了她新的名字,新的生命,新的开始,陪伴她走过生命中最孤苦的岁月。她倾心于他,愿意给他全部的生命,她的爱,从来不加掩饰!可是他一心权术,他的爱,沉默隐忍,冰冷刻骨,充满伤害,为了权力不惜一次又一次把她推向别人,甚至嫁做人妻!她嫁的那个王爷可一点也不比他差,虽然他是个傻子,可是却有全天下最纯澈最温暖的心。他就不怕她变心吗?*沈墨,靖王府的少爷,冷漠,英俊,残忍,野心勃勃,对女人来说,他是用来膜拜的。他曾失手杀死心爱的女人,被指为蓄意谋杀,愧疚缠绕他数十年,直到另一个人慢慢打开他的心扉…他却已无力爱她。慕容颜,南王府的继承人,他们在荷花池边相遇,命运的齿轮便开始流转。他灿烂,明媚,温暖人心,是傻子却也不是傻子,在她最需要他的时候,毅然站出来承担了一直逃避的生活…颜笙,聪明坚定的皇宫侍卫统领,一直默默守护着她,沉着,冷静,稳重,只要他在,事情总是会有挽回的余地,只要他在,她就很安心…*《倾城》的视频做好了。。哈哈,是未央爱妃和袖子一起做的,挺漂亮的```那首歌也是我超喜欢的来着。亲们有空去看看。?pstyle=0————倾城入了原创大赛复赛,谢谢大家的支持~~推荐自己的新文。《狐戏红尘》
  • 潇洒江湖行

    潇洒江湖行

    她扮成小混混玩转皇宫江湖,过的无比潇洒!
  • 恋爱玛奇朵

    恋爱玛奇朵

    古灵精怪的黎妃雪在父亲的安排下,以一个新的身份转入当地的贵族学校——枫林学园。然而鬼点子层出不穷的她不甘现状,乔装成一个其貌不扬的丑小鸭进入枫林学园。岂料在进入枫林学园的第一天,因误闯禁地,在那片残阳如火的枫林中,她遇见了两个命中注定的少年……故事的背后,冥冥中,究竟是谁的安排?谁的算计?
  • 80婚姻:花落知多少

    80婚姻:花落知多少

    婚姻是一本书,第一章写下诗篇,其余则是平淡的散文。          与一个好女人结婚,你是在暴风雨中找到了避风港;和一个坏女人结婚,你是在港中遇到了暴风雨——一个女人与三个男人之间的爱恨纠葛……     
  • 剑装

    剑装

    不老的世界,等级制度森严,每个人的生命上限早已经注定,爵位越高才能活的越久,所有人都唯有斩杀不死族,提升爵位获得生命刻度,才能够做到真正的不老不死。 性格坚韧不拔,拥有卓越天赋,但是却因为出生在世界最底层,连武技都接触不到的少年,突然收到了一份来自死人的遗物和遗嘱。 “那个人一定是疯了,留给我一支连剑都没有的空剑匣,竟然就要我去打败这个世界上最伟大的存在?”白苍东一脸古怪的看着那支并不怎么起眼的剑匣。 PS:写作热血篇,读作福利篇。
  • 无敌大小姐

    无敌大小姐

    当现代阴狠毒辣,手段极多的火家大小姐火无情,穿越到一个好色如命,花痴草包大小姐身上,会发生怎样的化学反应?火无情一醒过来就发现,自己竟然在众目睽睽之下上演脱衣秀。周围还有一群围观者。这一发现,让她极为不爽。刚刚穿好衣服,便看到一个声称是自家老头的老不死气势汹汹的跑来问罪。刚上来,就要打她。这还得了?她火无情从生自死,都是王者。敢动她的人,都在和阎王喝茶。于是,她一怒之下,打了老爹。众人皆道:火家小姐阴狠毒辣,竟然连老爹都不放在眼里。就这样,她的罪名又多了一条。蛇蝎美人。穿越后,火无情的麻烦不断。第一天,打了爹。第二天,毁了姐姐的容。第三天,骂了二娘。第四天,当众轻薄了天下第一公子。第五天,火家贴出招亲启事:但凡愿意娶火家大小姐者,皆可去火府报名。来者不限。不怕死,不想活的,欢迎前来。警示:但凡来此,生死皆与火家无关。若有残病者火家一律不负法律责任。本以为无人敢到,岂料是桃花朵朵。美男个个很妖娆一号美人:火无炎。火家大少爷。为人不清楚,手段不清楚。容貌不清楚。唯一清楚的是,他有钱。有多多的钱。火无情语录:钱是好东西。娶了。(此美男,由美瞳掩饰不了你眼神的空洞领养。)火老爷一气之下,昏了过去。家门不幸,家门不幸啊。二号美人:竹清月。江湖人称天上神仙,地上无月。大国师一枚。美得惊天动地。火无情语录:美人好,尤其是自带嫁妆又会预测未来的美人,娶了。(此美男,由东de琳琳领养)三号美人:轩辕子玉。当朝七皇子,游历四国。一张可爱无敌的脸。单纯至极。火无情语录:可爱的孩子好,可爱又乖巧的孩子更好。可爱乖巧又不用给钱的孩子,娶了。(此美男,由刘千绮领养)皇帝听闻,两眼一抹黑。他的儿啊。怎么就这么不争气呢。四号美人:天下第一美男。性格不详,籍贯不详。火无情语录:谜一样的美人,她喜欢。每天都有新鲜感。娶了。(此美男,由告别的爱情li领养。)五号美人:天下第一名伶。火无情语录:解风情的美男,如果没钱花把他卖了都不用调教。娶了。(此美男由伊眸领养。)六号美男:解忧楼楼主。相貌不详,身世不详。爱好杀人。火无情语录:凶恶的美人,她喜欢。娶了。(此美男由陈铭铭领养)七号美男:琴圣。貌如谪仙,琴音杀人。冷清眸子中,百转千回,说尽风流。(此美男由伊眸领养)夜杀:天下第一杀手。(此美男由静寂之夜领养)
  • 总裁的兔子妻

    总裁的兔子妻

    倒霉的兔子。又是一个风和日丽的午后,早已习惯被扔在月桂树下的小玉兔不禁又打起了呵欠。这都什么日子啊!多少年了,用自己的四个小蹄子来回数个千百遍,都数不清……话说,谁说嫦娥那娘么清心寡欲了,自打自己修炼有了意识,就发现嫦娥常常和对面的吴刚眉来眼去的。现在不是,说了一句,“兔兔乖,姐姐和吴刚刚去那边聊天去了,你在这里帮姐姐把风,好处少不了你的。”想起嫦娥那YD的……
  • 我们三个都是穿越来的

    我们三个都是穿越来的

    我是因为看了很多的穿越小说,也很想穿越。谁想我想想就能穿越,穿越就穿越吧,居然穿成怀孕九月的待产产妇,开玩笑嘛!人家在二十一世纪还是黄花一枚呢。这也可以接受,可是明明是丞相之女,堂堂四皇子的正牌王妃怎么会居住在这么一个几十平米得破落小院子里,她怎么混的,亏她还一身绝世武功,再是医毒双绝。哎。没关系,既然让我继承了这么多优越条件,一个王爷算得了什么?生下一对龙凤胎,居然都是穿过来的,神啊,你对我太好了吧?且看我们母子三人在古代风生水起笑料百出的古代生活吧。片段一在我走出大门时,突然转身对着轩辕心安说道:“王爷,若是哪天不幸你爱上了我,我定会让你生不如死的。”然后魅惑地一笑,潇洒地走了出去。片段二当我对着铜镜里的美人自恋地哼出不着调地歌时。“别哼了,难听死了。”一个清脆的声音响起。~~~接着一声尖叫紧跟着另一声尖叫。我用上轻功躲进了被子里.~~~"我和你一样是二十一世纪来的。”“你好,娘亲,哥哥,以后要多多指教。”来自两个婴儿的嘴里,我摸摸额头,没高烧啊。片段三“小鱼儿,我可是你孩子的爹,况且我没有写休书,你还是我的王妃。我会对你好的。”安王爷霸道地说道。“你们认识他吗?他说是你们的爹?”我问着脚边的两个孩子。“不认识,”女孩说道。“我们的爹不是埋在土里了吗?怎么他一点也不脏?”男孩问道。那个男人满头黑线。“对不起,我们不认识你。”说完拉着孩子转身就走。片段四“爹爹,这是我娘,你看漂亮吧?”南宫心乐拉着一个白衣帅哥进来问道。我无语中。“爹爹,你看我娘亲厉害吧?“南宫心馨拉着另外一个妖精似地男人走了进来。我想晕。“这才是我们的爹。”“才不是呢,这个才是”两人开始吵起来了。“我才是你们的爹。”安王爷气急地吼道。“滚一边去。”两个小孩同时说道。屋里顿时混乱之中。转头,回屋睡觉去了。推荐完结文《别哭黛玉》完结文《穿越之无泪潇湘》新文,《极品花痴》