Bagaimana Codebreaker Paling Terkenal di Dunia Membuka Rahasia Kecantikan Alam

ilmu Tidak perlu memanggil pemadam kebakaran. rokopix / Shutterstock

Keluar ke alam mungkin tampak seperti dunia yang jauh dari ruang kelas matematika. Tetapi keindahan yang mengelilingi kita memiliki keteraturan - dan salah satu pemecah kode terbaik di dunia adalah kunci untuk membukanya.

Alan Turing mungkin terkenal karena mendekripsi pesan-pesan Jerman yang dibuat oleh mesin teka-teki mereka dalam Perang Dunia II. Tetapi ilmuwan berpengaruh berpikir tentang interaksi antara alam dan matematika sebelum kematiannya di 1954. Bahkan, miliknya makalah yang terakhir diterbitkan menjadi salah satu teori dasar biologi matematika, subjek yang ditujukan untuk memahami bagaimana mekanisme alam bekerja dengan menemukan persamaan yang menggambarkannya, dari perubahan populasi spesies hingga cara tumor kanker tumbuh.

ilmu Ikan buntal mbu mengenakan pola Turing yang sangat memukau. Dennis Jacobsen / Shutterstock

Turing mengusulkan bahwa dua bahan kimia biologis yang bergerak dan bereaksi satu sama lain dengan cara yang dapat diprediksi secara matematis dapat menjelaskan bentuk dan pola di seluruh alam. Misalnya, bayangkan mantel cheetah adalah hutan kering dengan "api" kimia pecah di mana-mana. Bersamaan dengan itu, bahan kimia pemadam kebakaran dari pekerjaan tipe kedua mengelilingi dan mengandung api ini, meninggalkan bercak-bercak hangus - atau bintik-bintik - di lanskap berbulu.

Yang penting, kecepatan bahan kimia pemadam kebakaran harus lebih cepat daripada bahan kimia aktivator pencipta tempat untuk pola yang akan dibuat. Terlalu lambat, dan bahan kimia aktivator akan mendominasi, menyebabkan warna seragam.

Turing menghasilkan dua persamaan yang memodelkan jenis pola apa yang akan dihasilkan, baik sebagai konsentrasi dari kedua bahan kimia dan kecepatan di mana mereka meredakan perubahan. Namun, itu sangat sulit untuk menyelesaikan persamaan kompleks ini dengan mesin komputasi primitif di sekitar pada saat itu. Turing memang melakukan tugas melelahkan sekali, menghasilkan pola belang-belang yang menyerupai kulit sapi.

Dibantu oleh komputer modern, para ilmuwan telah menunjukkan bahwa persamaan Turing dapat digunakan untuk meniru pola dua dimensi yang tak terhitung jumlahnya terlihat di dunia alami, dari sidik jari dan mantel binatang untuk lanskap semi-kering.

Menunjukkan bahwa reaksi dan pergerakan bahan kimia sebenarnya di balik penciptaan pola alam lebih sulit. Sebagai contoh, kita tidak bisa melihat bagaimana bintik-bintik cheetah berkembang di dalam rahim. Bahkan mengamati pola luar biasa ikan malaikat yang tumbuh berubah saat mereka berkembang dari tahap remaja hingga dewasa tidak memberikan bukti bahwa tarian dari dua bahan kimia aktivator inhibitor sedang bekerja.

Namun baru-baru ini, Pola turing in folikel rambut, bulu ayam, dan "sisik" hiu seperti gigi semuanya secara langsung terbukti dihasilkan oleh interaksi antara aktivator dan bahan kimia penghambat.

Tentu saja, alam jarang sesederhana dua bahan kimia yang berinteraksi secara terpisah. Para ilmuwan sekarang telah memperluas teori Turing untuk menjelaskan sistem yang lebih kompleks seperti tempat tidur kerang, yang memanjang hingga ratusan meter dalam pola Turing besar, dan menampilkan jenis pola yang sama sekali berbeda pada skala yang lebih kecil. Versi empat-kimia dari teori juga secara akurat memodelkan pembentukan punggung bukit di mulut vertebrata.

Menariknya, kita juga bisa menerapkan karya Turing ke seluruh jajaran pola non-visual. Sebagai contoh, penelitian saya mengeksplorasi bagaimana kita menggunakannya untuk memodelkan pola wilayah hewan. Alih-alih menggambarkan konsentrasi dan reaksi antara bahan kimia, kami menggunakan persamaan yang sama untuk menggambarkan probabilitas lokasi individu, dan interaksi antara setiap individu dan lingkungannya.

Seperti yang dapat Anda bayangkan, persamaan seringkali sangat kompleks beberapa faktor mempengaruhi gerakan binatang, dari tanda aroma dan kehadiran fisik hewan lain ke lokasi mangsa dan bahkan memori.

Tetapi pola pergerakan diprediksi oleh persamaan yang memodelkan faktor-faktor ini membandingkan secara mengejutkan baik untuk pergerakan hewan yang sebenarnya di suatu daerah. Selain menarik dalam dirinya sendiri, penelitian seperti ini dapat dilakukan bantu kami mengerti bagaimana perubahan dalam habitat suatu spesies mempengaruhi ekosistem yang lebih luas - yang bisa menjadi sangat penting mengingat ancaman kerusakan akibat kepunahan iklim menjadi ratusan ribu spesies.

Metode pemodelan pola wilayah ini bahkan dapat diperluas ke populasi manusia. Sebagai contoh, satu penelitian menunjukkan bahwa pergerakan anggota geng Los Angeles dapat diprediksi secara akurat dengan persamaan yang memodelkan lokasi pusat geng mereka dan label grafiti geng lain.

Mungkin bahkan Turing tidak akan membayangkan betapa banyak rahasia alam yang indah yang akan dibuka oleh kertas mani miliknya. Dan bukan hanya biologi matematika yang dia berikan kontribusi yang menentukan - kita harus berterima kasih kepada kejeniusannya jauh lebih banyak. Terima kasih, Alan.Percakapan

tentang Penulis

Natasha Ellison, Peneliti PhD, University of Sheffield

Artikel ini diterbitkan kembali dari Percakapan di bawah lisensi Creative Commons. Membaca Artikel asli.

Buku terkait

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

ikuti InnerSelf di

ikon facebookikon twitterikon youtubeikon instagramikon pintrestikon rss

 Dapatkan Terbaru Dengan Email

Majalah Mingguan Inspirasi Harian

VIDEO TERBARU

Migrasi Iklim Besar Telah Dimulai
Migrasi Iklim Besar Telah Dimulai
by super User
Krisis iklim memaksa ribuan orang di seluruh dunia mengungsi karena rumah mereka semakin tidak bisa dihuni.
Zaman Es Terakhir Memberitahu Kita Mengapa Kita Perlu Peduli Tentang Perubahan Suhu 2 ℃
Zaman Es Terakhir Memberitahu Kita Mengapa Kita Perlu Peduli Tentang Perubahan Suhu 2 ℃
by Alan N Williams, dkk
Laporan terbaru dari Panel Antarpemerintah tentang Perubahan Iklim (IPCC) menyatakan bahwa tanpa penurunan yang substansial ...
Bumi Telah Dapat Dihuni Selama Miliaran Tahun - Seberapa Beruntungkah Kita?
Bumi Telah Dapat Dihuni Selama Miliaran Tahun - Seberapa Beruntungkah Kita?
by Toby Tyrrell
Evolusi membutuhkan 3 atau 4 miliar tahun untuk menghasilkan Homo sapiens. Jika iklim benar-benar gagal hanya sekali ...
Bagaimana Pemetaan Cuaca 12,000 Tahun Lalu Dapat Membantu Memprediksi Perubahan Iklim di Masa Mendatang
Bagaimana Pemetaan Cuaca 12,000 Tahun Lalu Dapat Membantu Memprediksi Perubahan Iklim di Masa Mendatang
by Brice Rea
Berakhirnya zaman es terakhir, sekitar 12,000 tahun yang lalu, ditandai dengan fase dingin terakhir yang disebut Younger Dryas.…
Laut Kaspia Akan Turun 9 Meter Atau Lebih Abad Ini
Laut Kaspia Akan Turun 9 Meter Atau Lebih Abad Ini
by Frank Wesselingh dan Matteo Lattuada
Bayangkan Anda sedang berada di pantai, melihat ke laut. Di depan Anda terhampar pasir tandus setinggi 100 meter yang terlihat seperti…
Venus Dulu Lebih Seperti Bumi, Tetapi Perubahan Iklim Membuatnya Tidak Dapat Dihuni
Venus Dulu Lebih Seperti Bumi, Tetapi Perubahan Iklim Membuatnya Tidak Dapat Dihuni
by Richard Ernst
Kita bisa belajar banyak tentang perubahan iklim dari Venus, planet saudara kita. Venus saat ini memiliki suhu permukaan…
Lima Ketidakpercayaan Iklim: Kursus Singkat dalam Misinformasi Iklim
Lima Ketidakpercayaan Iklim: Kursus Singkat dalam Misinformasi Iklim
by John Cook
Video ini adalah kursus kilat tentang misinformasi iklim, meringkas argumen utama yang digunakan untuk meragukan kenyataan…
Kutub Utara Belum Sedingin Ini Selama 3 Juta Tahun dan Itu Berarti Perubahan Besar Bagi Planet Ini
Kutub Utara Belum Sedingin Ini Selama 3 Juta Tahun dan Itu Berarti Perubahan Besar Bagi Planet Ini
by Julie Brigham-Grette dan Steve Petsch
Setiap tahun, lapisan es laut di Samudra Arktik menyusut ke titik terendah pada pertengahan September. Tahun ini hanya mengukur 1.44…

ARTIKEL TERBARU

energi hijau2 3
Empat Peluang Hidrogen Hijau untuk Midwest
by Christian Tae
Untuk mencegah krisis iklim, Midwest, seperti bagian negara lainnya, perlu sepenuhnya menghilangkan karbon dari ekonominya dengan…
ug83qrfw
Hambatan Utama terhadap Respon Permintaan Harus Diakhiri
by John Moore, Di Bumi
Jika regulator federal melakukan hal yang benar, pelanggan listrik di seluruh Midwest mungkin segera dapat memperoleh uang sambil…
pohon untuk ditanam untuk iklim2
Tanam Pohon Ini Untuk Meningkatkan Kehidupan Kota
by Mike Williams-Beras
Sebuah studi baru menetapkan pohon ek hidup dan sycamore Amerika sebagai juara di antara 17 "pohon super" yang akan membantu membuat kota…
dasar laut laut utara
Mengapa Kita Harus Memahami Geologi Dasar Laut Untuk Memanfaatkan Angin
by Natasha Barlow, Associate Professor Perubahan Lingkungan Kuarter, Universitas Leeds
Untuk negara mana pun yang diberkati dengan akses mudah ke Laut Utara yang dangkal dan berangin, angin lepas pantai akan menjadi kunci…
3 pelajaran kebakaran hutan untuk kota-kota hutan saat Dixie Fire menghancurkan Greenville, California yang bersejarah
3 pelajaran kebakaran hutan untuk kota-kota hutan saat Dixie Fire menghancurkan Greenville, California yang bersejarah
by Bart Johnson, Profesor Arsitektur Lansekap, Universitas Oregon
Kebakaran hutan yang membakar di hutan pegunungan yang panas dan kering menyapu kota Gold Rush di Greenville, California, pada 4 Agustus,…
China Dapat Memenuhi Tujuan Energi dan Iklim Membatasi Tenaga Batubara
China Dapat Memenuhi Tujuan Energi dan Iklim Membatasi Tenaga Batubara
by Alvin Lin
Pada KTT Iklim Pemimpin pada bulan April, Xi Jinping berjanji bahwa China akan “mengendalikan secara ketat pembangkit listrik tenaga batu bara…
Air biru dikelilingi oleh rumput putih yang mati
Peta melacak 30 tahun pencairan salju ekstrem di AS
by Mikayla Mace-Arizona
Peta baru peristiwa pencairan salju ekstrem selama 30 tahun terakhir mengklarifikasi proses yang mendorong pencairan cepat.
Sebuah pesawat menjatuhkan penghambat api merah ke kebakaran hutan saat petugas pemadam kebakaran yang diparkir di sepanjang jalan melihat ke langit oranye
Model memprediksi ledakan api 10 tahun, kemudian menurun secara bertahap
by Hannah Hickey-U. Washington
Melihat masa depan kebakaran hutan jangka panjang memprediksi ledakan awal aktivitas kebakaran hutan selama kira-kira satu dekade,…

 Dapatkan Terbaru Dengan Email

Majalah Mingguan Inspirasi Harian

Sikap Baru - Kemungkinan Baru

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | Innerself Pasar
Copyright © 1985 - 2021 Innerself Publikasi. Seluruh hak cipta.