Математик среди биологов: заметки с тегом модель

Модельный эксперимент

Антон Лях — Thu, 27 Nov 2025 09:08:57 +0300

Виртуальный эксперимент, моделируемый на компьютере.

Используется для быстрой проверки гипотезы, тестирования метода (прототипа), интерпретации результатов.

Чаще всего компьютерное моделирования обходится (намного) дешевле, чем натруальный эксперимент. Также компьютерный эксперимент позволяет учесть (намного) больше факторов и значений параметров даже таких, которые сложно или невозможно получить в реальных условиях. Наконец модельный эесперимент осуществляется быстрее, чем реальный.

Самое сложное в модельном эксперименте заключается в построении корректной модели, адекватно отражающей действительность.

Задачи науки

Антон Лях — Mon, 01 Mar 2021 16:08:11 +0300

По мнению В. А. Геодакяна [1970] все науки решают один и тот же последовательный ряд задач.

Описывают поведение системы и ее свойства.
Объясняют поведение.
Предсказывают поведение.
Управляют поведением.
Создают системы с определенным поведением.

Эти пять задач не всегда решают последовательно. Нередко учный решает одну, наиболее «трудную», а потом возвращается к более «легким», так как приобретенное знание часто требует уточнения или даже коренной перестройки прежних представлений.

* * *

См. ежегодник «Системные исследования» за 1970 год.

Лев Белоусов. Требования к моделям морфогенеза

Антон Лях — Fri, 06 Sep 2019 22:20:42 +0300

Продолжение конспекта статьи Л. В. Белоусова (2009) «Морфогенез, морфомеханика и геном» с моими комментариями.

Ранее: Лев Белоусов: морфогенез — это процесс самоорганизации.

Модели морфогенеза обладают следующими чертами:

Они предлагают схему максимально универсальных обратных связей.

Эти связи действуют на максимально протяженных отрезках пространства-времени.
Они понижают порядок симметрии объекта, то есть объект, под их влиянием, становится менее симметричным.
Для простейших ситуаций наличие таких обратных связей подтверждено эмпирически.

Число свободных параметров моделей минимально; сами параметры — биологически правдоподобны.
Модели нечувствительны к малым шевелениям (изменениям) параметров или начальных и граничных условий.
Модели порождают реальные морфологические структуры.

Пусть даже это будут приближенные структуры.
Если модель порождает некоторые «коды» или «символы», для трансформации которых в морфологические структуры необходимы дополнительные преобразования, то такие модели не соответствуют данному требованию.

* * *

Чтобы модель имитировала настоящий процесс морфогенеза, она должна удовлетворять четырем перечисленным требованиям

* * *

Примеры.

L-системы или порождающие грамматики используют для визуального моделирования развития растений. Однако эта модель не соответствует четвертому требованию, так как порождаемые структуры не являются реальными элементами растений.

Реакционно-диффузионная модель Тьюринга не соответствуют первому и четвертому требованиям. Первому — потому, что постулируемые обратные связи не доказаны, описанный механизм свободной диффузии плохо или совсем не работает в многоклеточных организмах и модель не учитывает особенности клеточной структуры. Четвертому — потому, что на выходе получаются не реальные структуры, а концентрации морфогенов, для трансформации которых в морфологические структуры нужны специальные допущения.

* * *

А какие модели морфогенеза вы знаете и насколько они удовлетворяют четырем требованиям Льва Белоусова?