PNAS證實天才圖靈的生物學理論

　　阿蘭?圖靈（Alan Turing）在計算機科學領域的成就廣為人知，不過很少有人知道他對生物學和化學所做的貢獻。在他唯一的一篇生物學論文中，圖靈提出了一個形態發生理論，力圖解釋同樣的細胞如何分化成為擁有頭、四肢和尾部的生物體。

　　在圖靈逝世六十年后的今天，Brandeis大學和Pittsburgh大學的研究人員通過類細胞結構，首次為圖靈的理論提供了實驗證據，驗證了他提出的模型。這一研究于三月十日發表在美國國家科學院院刊PNAS雜志上。

　　圖靈是英國著名的數學家和邏輯學家，被稱為計算機科學之父、人工智能之父，是計算機邏輯的奠基者，提出了“圖靈機”和“圖靈測試”等重要概念。

　　圖靈是第一個通過簡單化學來解釋形態發生的人。他認為，同樣的生物學細胞能夠通過一個被稱為細胞間反應擴散（intercellular reaction-diffusion）的過程，發生分化、改變形狀并形成特定的細胞模式。

　　在 這一模型中，一系列化學物質發生了相互作用，并且在一定的空間內擴散開來（即胚胎中的細胞之間）。這樣的化學反應需要一個抑制反應的抑制因子，和一個激活 反應的刺激因子。當這種化學反應在胚胎中擴散開時，就會使出現化學差異性的細胞形成特定的模式。據圖靈預測，這樣的模型將會形成六種不同的細胞模式。

　　物理學教授Seth Fraden和化學教授Irv Epstein按照圖靈的理論，合成了具有激活和抑制性化學反應的類細胞結構，并對圖靈的模型進行了測試。他們觀察到了圖靈所預測的六種模式，還另外發現了一種未被預測到的模式。

　　正如圖靈所言，研究顯示由于滲透作用導致的化學差異，曾經完全相同的類細胞結構也開始改變自身的大小。

　　這項研究不僅會對生物發育研究產生重要影響，也將推動材料科學的發展。舉例來說，圖靈的模型可以幫助人們開發擁有特定模式和形狀的柔性機器人。

　　研究再一次表明，圖靈是一位跨多個不同領域的重要先驅。在破解德軍密碼（Enigma），加快盟軍在二戰中的勝利之后，圖靈因為自己的同性戀傾向受到了英國當局的迫害。他被宣布犯下了“明顯的猥褻和性顛倒行為”罪，并被處以化學閹割的刑罰。在這次審判后不久，圖靈即發表了這篇《形態發生的化學基礎》。不到兩年后（即1954年），圖靈食用浸過氰化物溶液的蘋果，結束了自己年輕的生命，享年41歲。