PNAS证实天才图灵的生物学理论

　　阿兰•图灵（Alan Turing）在计算机科学领域的成就广为人知，不过很少有人知道他对生物学和化学所做的贡献。在他唯一的一篇生物学论文中，图灵提出了一个形态发生理论，力图解释同样的细胞如何分化成为拥有头、四肢和尾部的生物体。

　　在图灵逝世六十年后的今天，Brandeis大学和Pittsburgh大学的研究人员通过类细胞结构，首次为图灵的理论提供了实验证据，验证了他提出的模型。这一研究于三月十日发表在美国国家科学院院刊PNAS杂志上。

　　图灵是英国著名的数学家和逻辑学家，被称为计算机科学之父、人工智能之父，是计算机逻辑的奠基者，提出了“图灵机”和“图灵测试”等重要概念。

　　图灵是第一个通过简单化学来解释形态发生的人。他认为，同样的生物学细胞能够通过一个被称为细胞间反应扩散（intercellular reaction-diffusion）的过程，发生分化、改变形状并形成特定的细胞模式。

　　在 这一模型中，一系列化学物质发生了相互作用，并且在一定的空间内扩散开来（即胚胎中的细胞之间）。这样的化学反应需要一个抑制反应的抑制因子，和一个激活 反应的刺激因子。当这种化学反应在胚胎中扩散开时，就会使出现化学差异性的细胞形成特定的模式。据图灵预测，这样的模型将会形成六种不同的细胞模式。

　　物理学教授Seth Fraden和化学教授Irv Epstein按照图灵的理论，合成了具有激活和抑制性化学反应的类细胞结构，并对图灵的模型进行了测试。他们观察到了图灵所预测的六种模式，还另外发现了一种未被预测到的模式。

　　正如图灵所言，研究显示由于渗透作用导致的化学差异，曾经完全相同的类细胞结构也开始改变自身的大小。

　　这项研究不仅会对生物发育研究产生重要影响，也将推动材料科学的发展。举例来说，图灵的模型可以帮助人们开发拥有特定模式和形状的柔性机器人。

　　研究再一次表明，图灵是一位跨多个不同领域的重要先驱。在破解德军密码（Enigma），加快盟军在二战中的胜利之后，图灵因为自己的同性恋倾向受到了英国当局的迫害。他被宣布犯下了“明显的猥亵和性颠倒行为”罪，并被处以化学阉割的刑罚。在这次审判后不久，图灵即发表了这篇《形态发生的化学基础》。不到两年后（即1954年），图灵食用浸过氰化物溶液的苹果，结束了自己年轻的生命，享年41岁。