كشفت تجربة بذور الشيا أن نموذج آلان تورينج الرياضي الشهير كان صحيحًا طوال الوقت
ربما تم التأكيد أخيرًا على نموذج رياضي اقترحه ألان تورينج قبل 71 عامًا – من خلال نبت بذور الشيا في المختبر.
قد يشرح النموذج الكيمياء الكامنة وراء كيفية حصول الحمار الوحشي على خطوطه ولماذا تنمو الحشائش على شكل بقع.
تورينج كان عالم رياضيات بريطانيًا ربما اشتهر بتكسير رمز إنجما الألماني خلال الحرب العالمية الثانية التي ساعدت في تحقيق انتصار الحلفاء على ألمانيا النازية.
في عام 1952 ، اقترح ظهور أنماط في الطبيعة بسبب تفاعل كيميائي بين مادتين متجانستين ، الذي وصفه في ورقته الوحيدة المنشورة (يفتح في علامة تبويب جديدة)، صاغ أثناء العمل في جامعة مانشستر ، المملكة المتحدة يمكن رؤية هذه الأنماط عبر العديد من الأنواع النباتية والحيوانية ، من خطوط الحمار الوحشي الأسود والأبيض إلى التلال على الصبار.
الصيف الماضي بريندان دي أكوينو (يفتح في علامة تبويب جديدة)، وهو طالب جامعي في علوم الكمبيوتر في جامعة نورث إيسترن في بوسطن ، وعمل معه فلافيو فينتون (يفتح في علامة تبويب جديدة)، أستاذ الفيزياء في Georgia Tech ، في مختبره كجزء من تدريب صيفي لاختبار نظرية تورينج.
متعلق ب: تم اكتشاف بلاط “أينشتاين” المكتشف حديثًا وهو عبارة عن شكل من 13 جانبًا يحل مشكلة رياضية عمرها عقود
قدموا النتائج التي توصلوا إليها في 7 مارس الجمعية الفيزيائية الأمريكية (يفتح في علامة تبويب جديدة) اجتماع في لاس فيغاس. (لم تتم مراجعة البحث من قبل الزملاء).
قام الباحثون بتوزيع بذور الشيا بالتساوي في ثمانية صواني منفصلة باستخدام طرق زراعة مختلفة وسقيها يوميًا.
قال فينتون لموقع Live Science: “لقد تأكدنا من نشر البذور في كل مكان في الصواني ، لذا كانت متجانسة تمامًا”.
كما قاموا بتطبيق ثلاث معايير مختلفة للنمو على البذور.
قال D’Aquino لـ Live Science: “قمنا بتغيير كمية المياه التي حصلنا عليها في كل صينية ومستويات التبخر لكل صينية من خلال تغطية نصفها بلفائف ساران وترك الباقي مفتوحًا”. “لقد زرعنا البذور أيضًا في أنواع مختلفة من الركيزة ، بما في ذلك ألياف جوز الهند السميكة التي تمثل انتشارًا منخفضًا ، حيث يصعب على الماء التحرك ، والمناشف الورقية حيث يمكن أن ينتشر الماء بشكل أسرع.”
ثم تركوا الطبيعة تقوم بالباقي.
في غضون أسبوع ، بدأوا في رؤية أنماط تظهر تشبه تلك الموجودة في البيئات الطبيعية ، مثل حقول النباتات أو مطبوعة على فرو حيوان.
وجد الباحثون أن كمية الماء والتبخر أثرت في تكوين الأنماط ومدى ظهورها.
قال D’Aquino “كانت هناك بعض البقع الحلوة”. “إذا كان لديك القليل من المياه ، فلن تحصل على نباتات ، ولكن إذا كان لديك الكثير من الماء ، فستحصل على غابة.”
ما كانوا يشاهدونه كان مشابهًا لمحاكاة الكمبيوتر التي قاموا بإنشائها باستخدام نموذج تورينج ، ولكن مع الغطاء النباتي.
قال D’Aquino “أردنا أن نرى ما إذا كانت الأنماط قد ظهرت بالفعل”. “رؤية ذلك يحدث جسديًا هو أمر رائع حقًا.”
وجد الباحثون أيضًا أن كمية الماء والتبخر أثرت في تكوين الأنماط ومدى ظهورها.
وأضاف فينتون: “ظهرت الأنماط بسبب هذا الانتشار والنمو”.
ناتاشا إليسون (يفتح في علامة تبويب جديدة)قال عالم البيئة الرياضي وزميل ما بعد الدكتوراه في جامعة ولاية ميسيسيبي ، والذي لم يشارك في التجربة ، إن أنماط تورينج موجودة في كل مكان حولنا في الطبيعة وتحتاج فقط إلى معرفة مكان البحث.
قال إليسون لـ Live Science في رسالة بريد إلكتروني: “تُرى أنماط تورينج في الغطاء النباتي في جميع أنحاء العالم. إنه لأمر رائع أن نرى هذه النماذج يتم إعادة إنشائها في إعدادات المختبر”.
وأضافت: “العلماء لا يجدون سوى مواد كيميائية وإشارات محددة داخل الأنظمة البيولوجية التي تشرح هذه الأنماط المرئية ، ومن خلال تغيير كمية المواد الكيميائية في كل من إعدادات المختبر وفي الرياضيات المقابلة ، يمكننا [to] تظهر أن هناك بعض الحقيقة في نظرية تورينج. يعد العمل الذي قام به فينتون وآخرون هنا حول أنماط بذور الشيا مثالًا رائعًا لإظهار أن آلان تورينج كان لديه حقًا عبقرية رائعة في شرح العالم الطبيعي “.
يخطط الباحثون في النهاية لتحويل تجربتهم إلى ورقة.
