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在中国发财植物中发现“自然算法”
研究人员在中国金钱植物中发现了 Voronoi 模式,揭示了植物如何通过局部相互作用和算法解决空间问题。
来源:Scientific Inquirer抬头看云。你看到了什么?帆船?海马?你的姑婆罗斯玛丽?作为人类,我们很容易看到实际上并不存在的模式。这种行为非常常见,因此有一个名字:apophenia。但有时,这些模式确实存在。冷泉港实验室副教授 Saket Navlakha 专门致力于寻找它们。
Voronoi 图是用于将空间划分为区域的几何图案。每个区域都包含一个给定的中心点。例如,当将一个城镇划分为学区(区域)时,沃罗诺伊图可以保证居住在一个学区内的所有学生距离该学区的学校(中心点)比距离任何其他学校更近。 “Voronoi 图已经在从城市规划到网络设计等各种应用中使用了几个世纪,”Navlakha 说。
类似 Voronoi 的图案在自然界中很常见,例如长颈鹿条纹。然而,关键词是“喜欢”。教科书上的沃罗诺伊模式与我们在自然界中看到的模式之间的区别在于,后者通常缺乏可见的“学校”。现在,纳夫拉卡和前研究生郑西西在中国金钱树Pilea peperomioides中发现了一个例外。
中国金钱树是多年生植物,原产于中国云南省和四川省。您可能收到了罗斯玛丽姨婆送给您的一份乔迁礼物。它的圆形、扁平的叶子具有突出的毛孔,称为水囊,周围有环状网状静脉,将水分和养分输送到叶子或从叶子中输送出来。通过绘制中国金钱树的毛孔和纹理,纳夫拉卡和郑发现了一种自然发生的沃罗诺伊图案。
随后,该团队求助于世界著名科学家 Przemysław Prusinkiewicz,他研究静脉图案数十年。他们共同制定了“自然算法”,用于在中国金钱树叶子的中央毛孔周围形成环形静脉。
图片来源:Navlakha 实验室/CSHL
