Алан Тьюринг был последним энциклопедистом. Его работы оставили неизгладимый след в математике, логике, философии науки, информатике, криптологии и теоретической биологии. Широкой публике он известен как расшифровщик немецких секретных кодов во время Второй мировой войны и творец машины Тьюринга, которую можно считать предтечей современных компьютеров. Тьюринг стоял у колыбели искусственного интеллекта. Он нашел строго формализованный ответ на вопрос “Может ли машина мыслить?”, предложив знаменитый тест Тьюринга: может, если в диалоге ее невозможно отличить от человека. На эту тему было написано множество научно-фантастических теорий. Печально, но сейчас великий тест выродился в проверку того, может ли уже человек мыслить и доказать, что он – человек, а не робот, правильно определив картинки с трамваями и светофорами.

Но нам Тьюринг особенно дорог тем, что на кончике пера нашел ответ на вопрос о том, как леопард получил свои пятна, зебра – свои полосы, а коты – все это и вдобавок еще букву “М” на лоб и мимические полоски на щеки.

Алан Тьюринг придумал простую модель образования пятен и полос (паттернов) на теле животных. Пусть есть молекулы-морфогены – активатор и ингибитор. Активатор запускает синтез пигмента, а ингибитор этот синтез подавляет. Морфогены диффундируют через ткани животного и взаимодействуют друг с другом. Если морфогены диффундируют с разной скоростью, то неизбежно возникают островки с различными их концентрациями. Районы с высокой концентрацией активатора становятся темными. Те же, в которых много ингибитора, остаются светлыми.

Давайте для наглядности представим, что молекулы активатора – это зайцы, а молекулы ингибитора – волки (рис. 3–4). Зайцы быстро размножаются, но предпочитают жить там, где родились, и неохотно заселяют новые территории. Волки размножаются медленнее, но совершают большие миграции в поисках пищи.

Если в каком-то участке леса появляются зайцы, они начинают быстро размножаться. Плотность зайцев в этом месте резко увеличивается. Когда вся трава съедена, они начинают постепенно перебираться жить в близлежащие участки леса. Где есть зайцы, там появляются и волки. Волки быстро съедают всех зайцев, а те, кому зайцев не досталось, убегают подальше в лес искать других зайцев. Те участки леса (клетки кожи), где была съедена трава, становятся темным пятном. А те участки леса, куда прибежали голодные волки и не дали расплодиться зайцам и где поэтому трава осталась нетронутой, остаются светлой областью.

Рис. 3–4. Образование полос и пятен у кошек по теории Тьюринга.

Если система “заяц – волк” функционирует на узкой площади (например, хвост), то вместо пятен получаются полоски. Если заяц бегает немного быстрее, то одна группа зайцев может успеть забежать за границы своего изначального места обитания и слиться с другой группой зайцев до того, как их всех съедят волки, и значит, темные пятна будут большими.

Модель, конечно, красивая, но слишком простая. Если бы все было так просто, то вместо стройных и симметричных тигровых полос мы бы получали на теле кошки месиво из хаотично разбросанных клякс. По-видимому, зайцы и волки не могут разбегаться, куда им вздумается, и существуют определенные коридоры, по которым они могут бежать.