随机图灵模式的精度与耗散

自发图案形成是一个基础科学问题，自图灵关于反应扩散系统的开创性理论工作以来备受关注。在分子生物物理中，该现象常在大涨落影响下发生。此时自然要探究此类图案的精度。特别地，自发图案形成是一种非平衡现象，而图案精度与其相关热力学代价之间的关系尚待探索。在此，我们用一个范式性随机反应扩散模型——一维 Brusselator——分析这一关系。我们发现图案精度在中等热力学代价下达到最大，即超过此值后增加热力学代价反而使图案精度降低。尽管涨落在热力学代价增加时减弱，我们认为较大的涨落也可能对图案精度有正向作用。