В задаче описать свойства узора на коже детальный подход может быть избыточен

N+1Наука

Модель Изинга описала узор на спине глазчатой ящерицы

Николай Мартыненко

Участок кожи на спине глазчатой ящерицы (сверху) и эволюция узора на нем во времени (снизу). Источник: Szabolcs Zakany, Stanislav Smirnov and Michel Milinkovitch / Physical Review Letters, 2022

Ученые применили модель Изинга (которая определяет распределение вероятностей в системе спинов через энергию их взаимодействия друг с другом и со внешним полем) для описания узора на коже глазчатой ящерицы Timon lepidus. Как сообщается в статье, опубликованной в Physical Review Letters, исследователям удалось подобрать два свободных параметра этой модели так, чтобы результат ее предсказаний согласовывался с реально наблюдаемыми узорами и прогнозами прежней модели на основе клеточных автоматов (содержащей 14 свободных параметров).

Считается, что в основе формирования узоров на коже животных на микроскопическом уровне лежат реакционно-диффузные процессы — такие, в которых химические вещества одновременно реагируют друг с другом и диффундируют в среде (тканях животного). Математические основы такого описания заложил Алан Тьюринг еще в 1952 году.

Тем не менее, когда речь идет о задаче описать свойства узора на коже только в макроскопическом масштабе, такой детальный подход может быть избыточен. Так, в 2017 году исследователи на примере ящерицы Timon lepidusпоказали, что его можно заменить упрощенными вычислениями на более крупном масштабе — в рамках эффективной модели клеточных автоматов.

Суть этого подхода в том, что каждая «клетка» — участок кожи, — имеет конечное число доступных состояний (в простейшем случае — всего два, как в игре «Жизнь») — цветов. В ходе пошаговой эволюции системы каждая «клетка» отслеживает состояние своих соседей и, в зависимости от этого, либо сохраняет состояние на следующем шаге, либо меняет его (наблюдения за взрослеющими особями ящериц показали, что подобное происходит и с окраской чешуек на их коже). В такой алгоритм достаточно заложить начальное распределение состояний и правила переходов в другие состояния — однако появляется свыше десятка свободных параметров, что мотивирует искать еще более простые подходы.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

В старой коллекции находок из Костёнок нашли три кроманьонских зуба В старой коллекции находок из Костёнок нашли три кроманьонских зуба

Ученые обнаружили три кроманьонских человеческих зуба в Костёнки-1

N+1
Как фонды собирают деньги? Как фонды собирают деньги?

Принципы, задачи и механизмы сбора средств в НКО

ПУСК
Астрономы впервые нашли пару из миллисекундного пульсара и обнаженной гелиевой звезды Астрономы впервые нашли пару из миллисекундного пульсара и обнаженной гелиевой звезды

Что приводит к возникновению систем с миллисекундными пульсарами?

N+1
Включите габариты Включите габариты

Что мешает дизайнерам шить вещи для немодельной фигуры

Vogue
Нация умных людей Нация умных людей

История израильского экономического чуда

kiozk originals
Утренняя зарядка: комплекс для пробуждения Утренняя зарядка: комплекс для пробуждения

Утренняя активность заряжает энергией, настраивает на продуктивный день

РБК
Памятка, которая нужна 99% людей: как выявить и предотвратить дефицит витамина D? Памятка, которая нужна 99% людей: как выявить и предотвратить дефицит витамина D?

Витамин D участвует в укреплении иммунитета, регулирует углеводно-жировой обмен

Популярная механика
От принцессы Дианы до Джулии Фокс: как возникло и менялось «платье мести» От принцессы Дианы до Джулии Фокс: как возникло и менялось «платье мести»

Откуда пошел термин «платье мести» и что он означает на самом деле

РБК
Археологи обнаружили во Франции останки древнейшего кроманьонца Археологи обнаружили во Франции останки древнейшего кроманьонца

Археологи нашли новый древнейший памятник Европы

N+1
Избыток углового момента при сверхбыстром размагничивании ушел к фононам Избыток углового момента при сверхбыстром размагничивании ушел к фононам

Немецкие физики разобрались с тем, куда девается угловой момент атомов никеля

N+1
7 самых смертоносных животных Австралии 7 самых смертоносных животных Австралии

Зеленый континент настолько суров, что почти любое животное может убить человека

Maxim
Как распознать хорошую консалтинговую компанию и чем она может быть полезна вашему бизнесу Как распознать хорошую консалтинговую компанию и чем она может быть полезна вашему бизнесу

Какую пользу принесет консалтинг вашему бизнесу?

Inc.
Почему мужчины возвращаются к первым женам? Почему мужчины возвращаются к первым женам?

Она – королева-мать, точка отсчёта, тихая гавань или ночной ужас…

VOICE
«Романтизация — один из инструментов для нормализации насилия» «Романтизация — один из инструментов для нормализации насилия»

Режиссер Михаил Бородин о своем фильме «Продукты 24»

Weekend
«Бабушка будет довольна»: как мультфильм «Энканто» стал манифестом бунтующих дочерей «Бабушка будет довольна»: как мультфильм «Энканто» стал манифестом бунтующих дочерей

«Энканто» — мультфильм о женщинах, отказывающихся быть идеальными

Forbes
Съесть, чтобы… Съесть, чтобы…

Мы нашли еще одну причину изменить отношение к еде

Glamour
Синдром отложенной жизни: что это и как начать жить прямо сейчас Синдром отложенной жизни: что это и как начать жить прямо сейчас

Что делать, если вы будто не живете, а лишь готовитесь к жизни

РБК
Ботнет «нового поколения» FritzFrog возобновил работу — он прячется в оперативной памяти серверов и майнит криптовалюту Ботнет «нового поколения» FritzFrog возобновил работу — он прячется в оперативной памяти серверов и майнит криптовалюту

Как узнать о заражении ботнетом и обезопасить системы на Linux

VC.RU
Запарились Запарились

Каким может быть настоящий честный лофт в московских условиях

AD
Как сжечь жир быстро и надолго: 12 работающих способов Как сжечь жир быстро и надолго: 12 работающих способов

Что делать, чтобы сброшенные килограммы не вернулись?

Cosmopolitan
Ребус без решения Ребус без решения

Как лента Пола Верховена переосмыслила наше представление о природе страсти

Robb Report
Мама, папа, я в космосе Мама, папа, я в космосе

Бывший директор Harrods Омар Файед рассказал о своих фантазиях и экспериментах

Tatler
6 спортсменов с самыми зловещими прозвищами 6 спортсменов с самыми зловещими прозвищами

Эти прозвища больше подошли бы кинозлодеям, чем спортсменам

Maxim
На Алтае нашли пещеру с каменными орудиями денисовского облика На Алтае нашли пещеру с каменными орудиями денисовского облика

Археологи провели раскопки Козьей пещеры

N+1
Выкупает бренды на Amazon и помогает им расти: разбор бизнеса Accel Club, который привлёк $170 млн Выкупает бренды на Amazon и помогает им расти: разбор бизнеса Accel Club, который привлёк $170 млн

Как стартап Accel Club выкупает бренды и что с ними делает?

VC.RU
Бренд-шеф Александр Богданов: «Самое важное – понимать, что ты востребован» Бренд-шеф Александр Богданов: «Самое важное – понимать, что ты востребован»

Бренд-шеф Александр Богданов — чем российская гастрономия отличается от западной

GQ
Что делать, если один наушник AirPods не работает? Что делать, если один наушник AirPods не работает?

Если не работает один наушник AirPods, то вы наверняка не знаете, что делать

Популярная механика
Не зовите акушера Не зовите акушера

«Будет больно»: Бен Уишоу и кровавые будни английского роддома

Weekend
Положительно заряженные: что заставляет человека оставаться оптимистом Положительно заряженные: что заставляет человека оставаться оптимистом

Ученые и философы отвечают на вопрос «Что вызывает у вас оптимизм?»

Esquire
Типичные Рыбы: всё, что нужно знать про этот знак зодиака Типичные Рыбы: всё, что нужно знать про этот знак зодиака

Рыбы — двенадцатый и последний знак зодиака

Cosmopolitan
Открыть в приложении