夜里跑出来斑驳图灵

from 科学松鼠会 http://songshuhui.net/archives/65268

本文作者:庄

松鼠苏椰(微博:http://weibo.com/skylersun)最近译完了一本《艾伦·图灵传:如谜的解题者》,这本很快就要上市的据说是“最好的图灵传记”,腰封文案如是写道:24岁发明计算机,42岁死于毒苹果。我觉得这应该属于某种特别好的悬疑设定,中间有无数环节留待填补玄机,而且重要的一点是,主角比较幸运地活在互联网还不存在的时代,于是没有一个接一个的人跳出来喊“24岁,一定有人代笔,一定有人伪造……”2011年,是他的世纪诞辰,100年前的6月23日,这位世所公认的天才出生在伦敦的一个公务员家庭,传奇一生,被人津津乐道有“因是同性恋者而被迫注射雌性激素进行治疗”这种实则非常悲惨的事实。

此人被后世膜拜,主要是因为他建立了现代计算机的逻辑运算体系,以后的一切,包括我们眼下正在使用的每个和人工智能有关的器件,都得益于此。苏椰自己是计算机系的学生,现正在微软研究院里厮混。翻译完该书以后,动辄抓人分析图灵一个小时以上,我听得害怕(主要是时间消耗不起),于是有一天严正和他申诉道,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。

【图灵和他的图领班 。图片出处:http://www.wired.com

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,嗯,就是那么些奇特的孩子。图灵显然是其中的一个,很难解释

为什么每次盯着他阴郁的脸都会涌上来一种悸栗,那是一种想交谈的冲动,却无从对接。时间不对,甚至世界都不对,他可能还有很多伟大的设计,但根本没有办法叙说。

文末图片出处:http://decodingalanturing.com

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