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複雜現象背後的簡單規律
                  ——记分子系统中心第九期“未来科学沙龙”

  2018629日,由中國科學院遗传与发育生物学研究所分子系统生物学研究中心主办的“未来科学沙龙”第九期于研究所职工之家顺利举行。本场沙龙以“Cellular automata: from simple rules to great complexity”爲題,介紹了元胞自動機(Cellular automata)的研究曆史、基本原理及其在生物學中的應用,同時引導師生們對于複雜生命現象背後所存在的簡單規律進行開放式的探討。分子系統生物學研究中心的屠強研究員、錢文峰研究員和王秀傑研究員出席了本次活動,所內各研究組職工、博士後、研究生共四十余人參加了本場沙龍,現場師生交流踴躍。 

 

  本場沙龍由王秀傑研究組戴敏同學擔任報告人。戴敏同學從生物多姿多彩的形態、人類早期胚胎發育和鳥群遷徙等自然現象講起,引出了關于大自然美麗而又複雜的現象背後是否存在簡單規律的問題,並以元胞自動機爲例,表明極爲簡單的規則也能産生出複雜現象。戴敏同學首先介紹了元胞自動機的研究曆史並概括出其核心特征,同時展現了元胞自動機基于極爲簡單的規則,卻能産生出非常豐富的行爲。然後,戴敏同學將研究所英文名稱縮寫“IGDB”作为初始状态进行演化,展示了二维元胞自动机的演化过程,给听众留下直观、深刻的印象。在谈及应用时,戴敏同学介绍了元胞自动机在寻找素数、进行逻辑运算等方面的应用,以及如何应用于模拟肿瘤生长和动物表皮图案形成等生物学现象。此外,他还谈及了元胞自动机的局限性及其适用范围。报告结束后,参与沙龙的老师和同学围绕早期胚胎形态建成和植物叶片生长等生物学问题进行了热烈的讨论。本次沙龙不仅介绍了元胞自动机在极为简单规则下所具有的丰富性质和行为,而且提示生命科学研究者可以开拓学科思路,尝试用新的范式来研究熟悉的问题,从而发现複雜現象背後的簡單規律。 

 

  未來科學沙龍作爲分子系統生物學研究中心定期舉行的學術活動,將陸續由老師和學生提出議題。希望通過沙龍的舉行,拓展大家的知識面與視野,增進彼此間的交流與合作,爲師生的課題研究提供新的思路,推動創新性成果的産生。未來科學沙龍非常歡迎研究所其它中心師生的參與。