کئی سالوں سے شائستہ رے سے بنی مچھلی کبھی بھی سائنس دانوں اور سمندر سے محبت کرنے والوں دونوں کو حیران کرنے سے باز نہیں آتی ہے۔
ان کی کونیی شکل کے باوجود ، وہ حیرت انگیز چستی کے ساتھ تیراکی کرتے ہیں ، محققین کو حیرت میں پڑ جاتے ہیں کہ وہ یہ کیسے کرتے ہیں۔ اور کیا بات ہے ، وہ بہت پرکشش ہیں: بولڈ ہونٹوں اور مکعب کے سائز والے جسموں کے ساتھ ، جو روشن ، چشم کشا نمونوں میں رنگے ہوئے ہیں-پولکا نقطوں ، پٹیوں اور بہت کچھ۔
سے محققین یونیورسٹی آف کولوراڈو بولڈر میں خاص طور پر آسٹریلیائی اراکانہ اورناٹا کے پینٹ جسم پر دھبوں ، دھاریوں اور ہیکساگن میں دلچسپی رکھتا ہوں۔ انہوں نے دریافت کیا کہ اس کی جلد کے ان تمام نمونوں کو گذشتہ صدی کے وسط میں ایلن ٹورنگ کے ذریعہ تیار کردہ نظریہ کا استعمال کرتے ہوئے ریاضی کے ساتھ بیان کیا جاسکتا ہے اور اسے دوبارہ پیش کیا جاسکتا ہے۔
ایک ریاضی کا ماڈل جو پینٹ باڈی کے طرز کی چھوٹی چھوٹی تفصیلات کو بھی درست طریقے سے دوبارہ پیش کرتا ہے ، بشمول قدرتی اناج اور دیگر "خامیوں” سمیت میگزین میں پیش کیا گیا ہے۔ مسئلہ. یہ سائنسدانوں کو یہ سمجھنے کے قریب لاتا ہے کہ مچھلی اور دیگر جانداروں کی جلد پر فطرت میں اس طرح کے پیچیدہ نمونوں کی تشکیل کس طرح کی جاتی ہے ، وہ مصنفین میں سے ایک کیمیکل انجینئر انکور گپتا کی وضاحت کرتے ہیں۔
انہوں نے کہا ، "اس سے ریاضی کے سخت ماڈلز اور حقیقی دنیا کے افراتفری ، متحرک خوبصورتی کے مابین پائے جانے والے فرق کو ختم کرنے میں مدد ملتی ہے۔”
اس علم سے چھلاورن کپڑے بنانے میں مدد مل سکتی ہے جو قدرتی رنگوں کی نقل کرتے ہیں یا نرم روبوٹ کی نشوونما کو فروغ دیتے ہیں جو سخت ڈھانچے کی بجائے لچکدار مواد استعمال کرتے ہیں۔
70 سال پہلے آئیڈیا تیار کیا
اس تحقیق میں ایک نظریاتی ماڈل تیار کیا گیا ہے جو ٹورنگ 1952 میں شائع ہوا تھا۔ یہ دو عملوں کے تعامل پر مبنی ہے: بازی ، جب ذرات یکساں طور پر دستیاب جگہ کو بھرنے کی کوشش کرتے ہیں ، اور ان کے مابین کیمیائی رد عمل۔
عام طور پر ، بازی یکسانیت کا باعث بنتی ہے – مثال کے طور پر ، اگر آپ پانی میں پینٹ چھوڑ دیتے ہیں تو ، یہ آہستہ آہستہ ایک رنگ کا حل تشکیل دے گا۔ لیکن ٹورنگ نے یہ ظاہر کیا کہ ، کچھ شرائط کے تحت ، بازی اور کیمیائی رد عمل کا مجموعہ ، اس کے برعکس ، بے ساختہ ترتیب شدہ ڈھانچے: دھاریوں ، دھبے اور دیگر نمونوں کو بے ساختہ بنا سکتا ہے۔ یہ بعد میں ٹورنگ ماڈل کے نام سے مشہور ہوئے۔
ان نمونوں کے پیچھے ریاضی کی وضاحت کرنے میں مدد ملتی ہے کہ فطرت کس طرح چیتے کے دھبے ، مولسک گولوں پر منحنی خطوط اور بہت سے دوسرے حیاتیاتی نمونوں کو کھینچتی ہے۔ ایک ہی ماڈل میں انسانی انگلیوں کے نشانات کی تشکیل ، نچلے حصے میں ریت کی لہروں کا نمونہ ، اور کہکشاؤں میں مادے کی تقسیم کی وضاحت کی گئی ہے۔
کمپیوٹر پروگرام جو بازی اور رد عمل کے عمل کی تقلید کرتے ہیں کچھ حیاتیاتی ماڈل کو دوبارہ پیش کرسکتے ہیں۔ لیکن گپتا کے مطابق ، ان کے نتائج اکثر فطرت کی موروثی کھردری – غلطی کی لکیریں ، ناہموار موٹائی یا اناج کے بغیر بہت جراثیم سے پاک اور کامل نظر آتے ہیں۔ یہاں تک کہ ان کا اپنا ماڈل ، جو جسم کی جلد میں روغن خلیوں کے طرز عمل کی نقالی کرتا ہے ، ابتدائی طور پر دھندلا پن ، غیر واضح نمونے تیار کرتا ہے۔
گپتا کا کہنا ہے کہ "بازی کے نظام فطری طور پر دھندلا پن ہوتے ہیں۔ "تو فطرت کس طرح واضح نمونے تخلیق کرتی ہے؟”
2023 میں ، گپتا کے ایک طالب علم نے ماڈل میں مختلف قسم کے سیل موومنٹ کا اضافہ کرکے ایک حل تلاش کیا۔ محقق کے مطابق ، مائع میں موجود خلیات ایک دوسرے کے ساتھ ٹکرا سکتے ہیں اور ایک ساتھ چل سکتے ہیں ، دوسرے پھیلنے والے ذرات کے بہاؤ سے بہہ جاتے ہیں۔ یہ عمل ، جسے بازی کہا جاتا ہے ، وہی عمل ہے جس کی وجہ سے صابن دھوتے وقت کپڑے سے گندگی کھینچتا ہے۔
اس کی بدولت ، کار کے جسم کی جلد پر مصنوعی نمونے بہت واضح اور زیادہ اظہار خیال کر چکے ہیں۔ اور ان کی قدرتی خامیوں میں اضافہ کرنے کے لئے ، انفرادی خلیوں کے مابین بے ترتیب تصادم کو مدنظر رکھتے ہوئے ماڈل پیچیدہ تھا۔
اور نمونوں کے ساتھ ساتھ ، اسی طرح کی "غلطیاں” بھی ظاہر ہوتی ہیں: دھاریاں ناہموار موٹی ہوجاتی ہیں ، جگہوں پر وقفے کے ساتھ۔ مسدس کے کنارے جگہوں پر نہیں مل پاتے ہیں اور مڑے ہوئے یا گانٹھ لگتے ہیں۔ مسدس کے اندر پوائنٹس ایک ساتھ توسیع یا ضم ہوجاتے ہیں۔ سب سے اچھی بات یہ ہے کہ ان نقائص کی ڈگری کو ایڈجسٹ کیا جاسکتا ہے۔
حقیقت کا ایک آسان ورژن
مصنفین نے اعتراف کیا کہ ان کا ماڈل حقیقت کا ایک آسان ورژن ہے۔ یہ خلیوں کے مابین زیادہ پیچیدہ تعامل کو مدنظر نہیں رکھتا ہے اور ، جیسے ٹورنگ کے اصل ماڈل ، روغن کی تیاری کے مخصوص حیاتیاتی طریقہ کار کو ظاہر نہیں کرتا ہے۔
تاہم ، ٹورنگ کے ماڈل نے فاؤنڈیشن رکھی ، جس سے سائنس دانوں کو بہت سے عملی مقاصد کے لئے ماڈل کی تشکیل میں ہیرا پھیری کی اجازت دی گئی۔ محققین نے اس کا استعمال بڑھتے ہوئے ای کولی کالونیوں میں نمونے بنانے ، زیبرا فش کی دھاریوں کو تبدیل کرنے ، سمندری پانی کے زیادہ موثر فلٹرز تیار کرنے اور یہاں تک کہ انسانی آبادکاری کے نمونوں کو سمجھنے کے لئے استعمال کیا ہے۔
"ہم اس کا مطالعہ کرتے ہیں کہ فطرت یہ کس طرح کرتی ہے لہذا ہم بعد میں اس کی نقل تیار کرسکتے ہیں ،” تاہم ، گپتا کا کہنا ہے کہ ، اس سے کوئی راز نہیں ہے کہ ہم بنیادی طور پر سادہ سائنسی تجسس سے متاثر ہیں۔ وہ یہ سمجھنے کے لئے بے چین ہے کہ فطرت کس طرح "غیر معمولی لیکن انوکھے نمونے تخلیق کرتی ہے جس نے کئی دہائیوں سے حیاتیات کو متوجہ کیا ہے۔”
