IELTS Planet - Học IELTS online, Luyện thi IELTS Online cùng Gia sư IELTS 8.0

Cách cha đẻ khoa học máy tính giải mã hình thái bí ẩn của tự nhiên – IP Share

9536


Trong một cuộc nghiên cứu ngắn trước khi chết vào năm 1954, Alan Turing sử dụng toán học để khám phá cách các hình thái xuất hiện và mang lại những thông tin mà nay được ứng dụng trong vấn đề như khử muối.

Nhiều người đã từng nghe đến tên Alan Turing, nhà toán học và logic học đã sáng tạo ra máy tính hiện đại vào năm 1935. Họ biết Turing, nhà mật mã học đã giải mã Đức Quốc xã Enigma và giúp nước mình chiến thắng thế chiến 2. Và họ nhớ đến Turing như một liệt sĩ đấu tranh cho quyền của những người đồng tính sau khi bị truy tố và kết án thiến hóa học, đã tự tử bằng cách ăn một trái táo tẩm xyanua vào năm 1954.

Nhưng có rất ít người nghe đến Turing như một nhà thiên nhiên học đã giải thích mẫu hình tự nhiên bằng toán học. Gần nửa thế kỷ sau khi ông xuất bản bài báo cuối cùng vào năm 1952, các nhà toán học sinh học và nhà hóa học quyết định đánh giá đúng sức mạnh công trình nghiên cứu sau cùng của ông để giải thích cho vấn đề mà họ đang giải, như làm sao mà cá ngựa vằn có vạch hay báo săn có đốm.

Gần đây nhất, trong một bài báo trên tờ Science vào thứ 3, các kỹ sư hóa học ở Trung Quốc đã dùng những tạo mẫu được miêu tả bởi Turing để giải thích một quá trình hiệu quả hơn cho việc khử muối nước, được sử dụng để cung cấp nước sạch cho việc uống và tưới tiêu những mảnh đất khô cằn.

Bài báo của Turing năm 1952 không đặc biệt giải thích việc lọc khử muối qua màng để sản xuất nước sạch. Thay vào đó, ông ấy dùng hóa học để giải thích cách các tế bào khác biệt tạo ra hình thái trong sinh vật sống.

Tại sao việc này gây hứng thú cho nhà khoa học máy tính đời trước vẫn còn chưa rõ, nhưng Turing đã từng nói với một người bạn rằng ông muốn đánh bại Argument From Design, một ý kiến cho rằng để những hình thái phức tạp tồn tại trong tự nhiên thì thứ gì đó siêu nhiên, như Chúa phải tạo ra chúng.

Là một nhà quan sát thiên nhiên từ nhỏ, Turing đã nhận ra nhiều thực vật có chứa những manh mối mà toán học có thể liên quan. Có một số đặc điểm thực vật hiện ra như số Fibonacci. Đây là một chuỗi dãy số: Mỗi chữ số bằng với tổng hai số trước. Ví dụ hoa cúc có 34,55 và 89 cánh hoa.

“Ông ấy chắc chắn không phải người vô thần,” Jonathan Swinton nói, một nhà sinh học máy tính và giáo sư dạy tạm tại Đại học Oxford người đã nghiên cứu về công việc và cuộc sống của Turing nửa đời sau.“Ông ấy chỉ nghĩ toán học rất có sức mạnh, và bạn có thể dùng nó để giải thích rất nhiều thứ – và bạn nên thử làm vậy.”

Và Turing đã thực sự cố làm vậy.

“Ông đã tạo ra một phép biểu diễn toán học cho phép các hình thức được tạo thành từ hư vô”. Dr. Swinton tuyên bố.

Trong mô hình của Turing, có hai chất hóa học mà ông gọi là morphogen tương tác trên một phạm vi trống. “Giả sử bạn có 2 thứ này, một thứ sẽ khiến da động vật đen và một thứ sẽ khiến da động vật trắng,” DR. Swinton giải thích “Nếu bạn kết hợp hai thứ này ở một phạm vi, bạn sẽ được một động vật màu xám.”

Nhưng nếu có thứ khiến cho một chất hóa học phân tán, hay lan tỏa nhanh hơn những chất khác, vậy thì mỗi chất hóa hóa học có thể tập trung ở mỗi địa điểm cục bộ cách đều nhau và cùng nhau tạo ra những điểm chấm hay sọc trắng và đen.

Điều này còn được biết đến như “Sự bất ổn Turing” và các nhà nghiên cứu người Trung, những người đã xuất bản bài báo mới xác định rằng nó có thể giải thích các hình thể xuất hiện trong màng lọc muối.

Bằng cách tạo ra những mô hình 3 chiều Turing như bong bóng và ống dẫn trong những tấm màng, các nhà nghiên cứu tăng tính thẩm thấu của nó và tạo ra những màng lọc có thể lọc muối khỏi nước tốt hơn những màng lọc truyền thống.

“Chúng ta có thể dùng một tấm màng để hoàn thành công việc của của hai hay ba cái;” Zhe Tan , một sinh viên tốt nghiệp tại đại học Zhejiang ở Trung Quốc và là tác giả đầu tiên của bài báo tuyên bố, nghĩa là tốn ít năng lượng hơn và ít tốn kém hơn nếu dùng trong vận hành khử mặn quy mô lớn trong tương lai.


Người dịch: Phan Hồ Yến Nhi

Đăng ký lộ trình Premium IELTS – Chỉ từ 159k – Tự học IELTS từ 0-8.0


    Thanh toán Internet Banking sẽ nhận được account qua Email sau 10'

Nguồn:www.nytimes.com

August 23, 2018
IELTS Planet - Học IELTS online 2019