花豹的斑紋是怎麼來的

20170715第十二期

不得不用數學來說的故事

作者:廖思善、陳文翊

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          • 作者1簡介
            廖思善為中興大學物理系教授,現任科技部駐捷克代表處科技組組長。研究主題包括生物的斑紋,碎形,賽局理論,顆粒集體行為,腦波特性等。科普著作有《動手玩碎形》(2006,天下文化)。
          • 作者2簡介
            陳文翊現就讀於臺灣大學物理研究所。
          • 本文出處
            本文主要內容為2016 年4 月30 日廖思善在臺灣大學科學教育發展中心「秩序與複雜的華爾滋」系列講座的演講稿,並由陳文翊和本刊編輯改寫。
          • 延伸閱讀
            ◊ 廖思善〈花豹的斑紋與數學不得不說的故事〉(2016/4/30),CASE 探索《秩序與複雜的華爾滋》系列講座第四講錄影:https://youtu.be/ALpO_7VBdEk
            ◊ Marris, Emma “How a leopard changes his spots” Nature News (2006/8/4)。《自然》介紹本文講者研究的網上新聞。1988 年3月,文中提到的生物數學家莫瑞在 Scientific American 寫了一篇廣為流傳的文章”How the Leopard Gets Its Spots” ,名稱來自文中提到的吉卜林書名,只是將Got His 有意識的改成Get Its。《自然》的記者變化這個梗,提示兩階段模型的意義。
            ◊ Ball, Philip “Forging patterns and making waves from biology to geology: a commentary on Turing (1952)‘The chemical basis of morphogenesis’” Phil. Trans. Royal Soc. B 370 (2015) issue 1666。出身《自然》編輯的Ball,撰寫了許多關於大自然模式的書籍,例如他曾撰寫 Shape 、Branch 、Flow 三大冊,2009 年由牛津出版社出版。
            ◊ Stewart, Ian, Life’s Other Secret: The New Mathematics of theLiving World (1997)。臺灣譯本:史都華《生物世界的數學遊戲》(2010 改版),蔡信行譯,天下文化。
            ◊ 廖思善《動手玩碎形》(2006),天下文化。
          • 參考資料
            [1]Turing, A. M.  “The Chemical Basis of Morphogenesis” (1952). ●[斜]Philosophical Transactions of the Royal Society of London● B. 237 (641): 37–72
            [2]Liu, R.T., Liaw, S.S., Maini, P.K. “Two-stage Turing model for generating pigment patterns on the leopard and the jaguar.” (2006) ●Physical Review● E 74(1), 011914-1
            [3]Ball, Philip ●The Self-made Tapestry●(1998) Oxfors University Press.
            [4]Ball, Philip  ●Shape: Nature’s Patterns: A Tapestry in Three Parts●. (2009)  Oxfors University Press.
            [5]Kondo, Shigeru & Miura, Takashi  “Reaction-Diffusion Model as a Framework for Understanding Biological Pattern Formation” (2010) ●Science● 329.5999: 1616-1620.
            [6] Maini, P.K. , Woolley, T.E. & Baker,  R.E. “Turing’s model for biological pattern formation and the robustness problem” (2012)  ●Interface Focus● 2 (2012) 487-496.
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