反应扩散系统中的图灵斑图动力学介绍——非线性科学专题之十

1 图灵斑图 1952年,被后人称为计算机科学之父的著名英国数学家阿兰·图灵(Alan Turing)把他的目光转向生物学领域。在他的一篇著名论文《形态形成的化学基础》中,图灵用一个反应扩散模型成功地说明了某些生物体表面所显示的图纹,如斑马身上的斑图是怎样产生的。想象在生物胚胎发育的某个阶段,生物体内某些被称为'形态子'的生物大分子与其他反应物发生生物化学反应,同时在机体内随机扩散。图灵表明在适当的条件下,这些原来浓度均匀分布的'形态子'会在空间自发的组织成一些周期性的结构。