 | Эта статья в значительной степени или полностью основана на одном источнике . ( июнь 2015 г. ) |
Пространственно-временные паттерны - это паттерны, которые встречаются в широком диапазоне природных явлений и характеризуются пространственным и временным паттерном. Соблюдаются общие правила формирования паттернов . В отличие от «статических» чистых пространственных паттернов, всю сложность пространственно-временных паттернов можно распознать только во времени. Любая бегущая волна - хороший пример пространственно-временного паттерна. Помимо формы и амплитуды волны (пространственной части), ее изменяющееся во времени положение (и, возможно, форма) в пространстве является важной частью всей картины.
Различие между пространственными и пространственно-временными паттернами в природе не является четким, потому что статический, неизменный паттерн никогда не возникнет в строгом смысле этого слова. Даже горные породы будут медленно меняться в масштабе времени, равном 10 миллионам лет, поэтому различие заключается во временном масштабе изменения по отношению к человеческому опыту . Уже моментальный снимок состояния дюны обычно рассматривается как пример чисто пространственного паттерна, хотя это явно не так. Таким образом, уместно сказать, что пространственно-временные закономерности в природе являются скорее правилом, чем исключением.
Физика [ править ]
Многие гидродинамические системы демонстрируют формирование структуры:
Химия [ править ]
Любой тип реакционно-диффузионной системы, которая производит пространственные структуры, также, из-за временной зависимости как реакций, так и диффузии, будет производить пространственно-временные структуры.
Биология [ править ]
Нейробиология [ править ]
Нейронные сети, как искусственные, так и естественные , создают практически неограниченное разнообразие паттернов как в сенсорном восприятии , обучении, мышлении и рассуждении, так и в спонтанной активности . Например, было продемонстрировано, что спиральные волны , характерные для многих возбудимых систем, могут возникать в препаратах неокортекса . [1]
Связь [ править ]
Все коммуникации , язык , основаны на пространственно-временном кодировании информации, создании и передаче звуковых вариаций или любого типа сигнала, то есть единых строительных блоков информации, которые меняются во времени. - Несмотря на то, что письменный язык, кажется, существует только как (2D) пространственная конкатенация букв - строк , он должен декодироваться последовательно с течением времени. Таким образом, любой вид языка, который понимают организмы, в конечном итоге является транскодированием нейронных st-сигналов и при успешном общении вызывает аналогичные паттерны нейронной активности у реципиента, как они существовали у отправителя. Например,Предупреждающий крик птицы, когда она замечает хищника, вызовет такой же тип и степень тревоги (в конечном счете, определенный тип нейронной активности) у других людей, даже если они еще не видели и не слышали потенциального нападающего.
Даже искусственные языки , например компьютерные языки , читаются и интерпретируются не за один шаг, а последовательно, поэтому их осмысленно упорядоченный словарь (например, « компьютерный код ») можно рассматривать как образец st.
Генетика [ править ]
Как особый тип языка, «статическая» (без учета случайных ошибок транскрипции , рекомбинации и мутации ) ДНК и ее образец транскрипции с течением времени дают биологически важные образцы st. Генные регуляторные сети несут ответственность за регулирование динамики уровня экспрессии генов, которую можно проанализировать с помощью профилирования экспрессии .
Литература [ править ]
- Дэниел Уолгрейф (2012). Формирование пространственно-временного паттерна: на примерах из физики, химии и материаловедения . ISBN 9781461218500.
Ссылки [ править ]
- ^ Сяоин Хуан; Уильям С. Трой; Цянь Ян; Хунтао Ма; Карло Р. Лэйнг; Стивен Дж. Шифф и Цзян-Ён Ву (3 ноября 2004 г.). "Спиральные волны в расторможенном неокортексе млекопитающих" . J. Neurosci . 24 (44): 9897–9902. DOI : 10.1523 / JNEUROSCI.2705-04.2004 . PMC 4413915 . PMID 15525774 .
