Пространственно-временная картина - Spatiotemporal pattern

Компьютерное моделирование Реакция Белоусова – Жаботинского, у которого есть неравновесная термодинамика

Пространственно-временные паттерны находятся узоры которые происходят в широком диапазоне природный феномен и характеризуются пространственной и временной структурой. Общие правила формирование рисунка держать. В отличие от "статических" чистых пространственных паттернов, полная сложность пространственно-временных паттернов может быть признанный через некоторое время. Любой бегущая волна является хорошим примером пространственно-временного паттерна. Помимо формы и амплитуда волны (пространственной части) ее изменяющееся во времени положение (и, возможно, форма) в пространстве - неотъемлемая часть всего узора.

Исключение или правило?

Различие между пространственными и пространственно-временными паттернами в природа не является четким, потому что статический, неизменный паттерн никогда не появится в строгом смысле слова. Четное скальные образования будет медленно меняться в масштабе 10 миллионов лет, поэтому различие заключается в шкала времени изменения по отношению к человеку опыт. Уже состояние снимка дюна обычно рассматривается как пример чисто пространственного паттерна, хотя это явно не так. Таким образом, можно сказать, что пространственно-временные закономерности в природе являются скорее правилом, чем исключением.

Физика

Много гидродинамический системы показать s.t. формирование рисунка:

Химия

Любой тип реакция – диффузия Система, которая производит пространственные паттерны, также будет, из-за зависимости от времени как реакций, так и диффузии, производить пространственно-временные паттерны.

Биология

Нейробиология

Нейронные сети, обе искусственный и естественный, производят практически неограниченное разнообразие s.t. шаблоны, как в чувственное восприятие, обучение, мышление и рассуждение, а также в спонтанная активность. Например, было продемонстрировано, что спиральные волны, подписи многих возбудимые системы может произойти в неокортикальный препараты.^[1]

Коммуникация

Все коммуникация, язык, опирается на пространственно-временные кодирование информации, производства и передача звук вариации или любой тип сигнал то есть единые строительные блоки информации, которые меняются с течением времени. -Хотя письменный язык кажется, существует только как (2D) пространственное конкатенация букв - струны, он должен декодироваться последовательно с течением времени. Таким образом, любой язык, который понимают организмы, в конечном итоге является транскодированием нейронных s.t. сигналы и воля - при успешном общении - вызывают аналогичные модели нейронной активности у получателя, как они существовали у отправителя. Например, предупреждающий звонок Когда птица замечает хищника, она вызывает подобный тип и степень тревоги (в конечном итоге, определенный тип нейронной активности) у других особей, даже если они еще не видели и не слышали потенциального нападающего.

Четное искусственные языки, например компьютерные языки, не читаются и интерпретированный за один шаг, но последовательно, таким образом, их содержательно упорядоченный словарь (например, "компьютерный код ") можно рассматривать как паттерн s.t.

Генетика

Как особый тип языка, "статический" (без учета случайных ошибки транскрипции, рекомбинация и мутация ) ДНК и это транскрипция паттерн с течением времени дает биологически важные s.t. узоры. Сети регуляции генов несут ответственность за регулирование времени экспрессия гена уровень, который можно проанализировать с помощью профилирование выражений.

Литература

Дэниел Уолгрейф (2012). Формирование пространственно-временного паттерна: на примерах из физики, химии и материаловедения. ISBN 9781461218500.