第100章 第一次從《圖鑑》中帶出實物
他將百合花的花瓣、花萼、花蕊、花托逐一撕下來，整齊地鋪在桌面上。
「林奈先生，不要總是盯著一朵花有幾個雄蕊。我覺得我們可以把一株植物的所有生物學性狀，比如花瓣數量、葉片形狀、根繫結構等等，全部抽象為一處空間裡的離散點v0、v1、v2……vn。」
齊物一邊說一邊在羊皮紙上畫下幾個點，然後將這些點連成直線、三角形、四面體。
「如果一個物種同時具備幾個性狀，那麼連接代表這些性狀的點，就能得到一個高維的單純形。
而姿態萬千的生物界，就是由無數個單純形組成的一個單純復形K。」
林奈有些懵，他從未想過植物分類還能用到數學？
齊物寫下一個代數拓撲的邊界算子公式：
∂n(v0、v1、v2……vn)=∑i=0→n (-1)^i (v0、v1、v2……vn)
「我們不需要糾結植物的外表怎麼變異，我們只需要計算這個單純復形的邊界矩陣，利用群論，定義它的同調群：
Hn(K)=ker(∂n)/im(∂n+1)」
齊物點了點這行公式：「林奈先生，這個同調群的秩，就是大自然在這個物種身上留下的【不變量】，無論一朵花在不同的氣候下怎麼變異、扭曲，只要它所屬的拓撲空間不變，那麼同調群特徵就永遠不變。
所以——
可以用這個【不變量】來分類。
具有相同【不變量】的，就是一個絕對的門或綱！」
新的知識跨越時空湧入林奈的腦海，作為一代巨匠，他很快就領悟到了這種將複雜生物學矩陣化的神奇之處。
但是他隨即有了疑惑。
他轉身在標本堆里找了半天，然後將兩份標本拍在桌上。
一個是胡蘿蔔，
另一個是水毒芹。
「齊，你的數學理論聽上去無懈可擊，但是你該如何解釋這兩種植物？」
林奈沉聲道，「二者都擁有傘形花，花蕊排布結構高度相似，按照你的拓撲規則，它們應該是同類。
但是，水毒芹能奪走人的生命，蘇格拉底就是喝了它的汁液死去；
而另一個則是餐桌上隨處可見的胡蘿蔔！
一毒一食，天壤之別！
按照你的拓撲不變量，水毒芹和胡蘿蔔應該是完全同源的一種東西吧？
你如何解釋？」
齊物想了想，現場畫了一個傘形科、層層遞進的樹狀矩陣圖。
「林奈先生，按照你的思想，分類應該是從最大的大類一路細化到單個物種，也就是【界→門→綱→目→科→屬→種】。
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還是以胡蘿蔔和水毒芹為例。
【胡蘿蔔：
界：植物界
門：維管植物門
綱：木蘭綱（雙子葉植物綱）
目：傘形目
科：傘形科
屬：胡蘿蔔屬
種：野胡蘿蔔】
【水毒芹：
界：植物界
門：維管植物門
綱：木蘭綱
目：傘形目
科：傘形科
屬：毒芹屬
種：毒芹】
看到了嗎，宏觀層面上的【界門綱目科】，胡蘿蔔和水毒芹是一樣的，同屬傘形科，但是到了【屬、種】，二者就發生了變化。
不變量只是劃分【界門綱目科】這種宏觀邊界的。
但是到了【屬】、【種】兩個微觀層面上，化學成分和生理毒性也是很重要的權重。
我覺得——
拓撲不變量確定宏觀家族，加權矩陣細分微觀物種，這就是萬物的秩序。」
林奈看著齊物畫下的層層遞進的樹狀矩陣圖。
胡蘿蔔和水毒芹在【科】上交匯，又在【種】上分離。
「上帝……原來是這樣。先找共性，再定特異！」
林奈一拍大腿，「這個拓撲矩陣邏輯很奇妙。有了它，別說是胡蘿蔔和水毒芹，就算是地球上所有的生命，我也能完成分類！」
困擾他多年的分類，竟然被數學解決了！
【叮！你引入代數拓撲矩陣，幫助林奈解決了複雜形態變異的分類難題，助力《植物種志》的誕生，奠定了現代生物學分類體系的底層數學邏輯。】
【你獲得了卡爾·林奈的智慧饋贈：生物群落分類拓撲學+3。】
林奈的世界開始變得模糊。
但是在齊物即將退出去的那一刻，林奈忽然走上前，他從胸口的口袋裡掏出一朵散發著淡淡幽香的粉白色小花。
「齊，謝謝你為上帝的造物賦予了數學的靈魂。這是以我名字命名的花，送給你。」
林奈將那朵花放在齊物的手心。
這是北極花，也叫林奈木。
意識極速下沉，而後又如潮水湧來，齊物在床上猛然睜開眼睛，窗外的秋雨依舊在下。
他喘著氣，感受著大腦里翻騰的生物網絡拓撲學知識，然後，攤開手——
手心，躺著一粒種子。
齊物倒吸一口涼氣。
這不是幻覺！
這是《圖鑑》開啟以來，他第一次將物理實體從《圖鑑》中帶回現實世界！
林奈為什麼送我一朵花的種子？
他半天也沒得到答案。
總覺得有些事情，在牛頓死之後發生了某種突變？
他找了一個乾淨的玻璃瓶，將種子密封了起來。
來年春天，種在鳳凰山。
這粒種子暫時還不是他研究的重點。
此刻，隨著【生物群落分類拓撲學】知識的融合，他之前看過的《普通生物學》、《遺傳學》、《細胞生物學》、《微生物學》等教材的知識開始在腦海中重新融會貫通。
伴隨著他寫下丘獎生物賽道的參賽題目：
《基於代數拓撲的大蒜根際微生態網絡重構與連作障礙的干預機制》
論文的核心點很顯然是連作障礙。
他在白紙上畫了一個錯綜複雜的大蒜根際微生物拓撲圖。
「連作障礙……」
齊物寫下這幾個字。
「連作障礙歸根結底是土壤里微生態的失衡。」
他咬著筆帽思考，紙上的圖譜逐漸明晰。
大蒜的根系每年都會分泌大量的蒜氨酸等有機硫化物。
第一年，這些物質是殺菌劑；
但連種三年後，土壤里不耐受硫化物的益生菌被殺了個乾淨。
在這個微觀的網絡拓撲里，原本穩固的結構出現了一個巨大的「空洞」。
絲毫不懼硫化物的白腐病菌活了下來。
在沒有天敵的環境裡大量富集，占據拓撲網絡的中心。
這是土壤板結、幼苗大面積枯死的原因。
「修復這樣一塊土地，是本論文最大的現實意義。這不僅造福蘭蒼縣蒜農，也為全國農業生產中的【連作障礙】問題提供參考。」
齊物在病菌的節點上畫了個叉，「很顯然，我不能用劇毒農藥。」
修復劑的選擇很重要。
不僅僅是修復，還要環保、治本。
用農藥當然可以殺死白腐病菌，但是會把本就殘破的土壤網絡徹底摧毀，治標不治本。
該選擇什麼菌群來當修復劑呢？
「林奈先生，不要總是盯著一朵花有幾個雄蕊。我覺得我們可以把一株植物的所有生物學性狀，比如花瓣數量、葉片形狀、根繫結構等等，全部抽象為一處空間裡的離散點v0、v1、v2……vn。」
齊物一邊說一邊在羊皮紙上畫下幾個點，然後將這些點連成直線、三角形、四面體。
「如果一個物種同時具備幾個性狀，那麼連接代表這些性狀的點，就能得到一個高維的單純形。
而姿態萬千的生物界，就是由無數個單純形組成的一個單純復形K。」
林奈有些懵，他從未想過植物分類還能用到數學？
齊物寫下一個代數拓撲的邊界算子公式：
∂n(v0、v1、v2……vn)=∑i=0→n (-1)^i (v0、v1、v2……vn)
「我們不需要糾結植物的外表怎麼變異，我們只需要計算這個單純復形的邊界矩陣，利用群論，定義它的同調群：
Hn(K)=ker(∂n)/im(∂n+1)」
齊物點了點這行公式：「林奈先生，這個同調群的秩，就是大自然在這個物種身上留下的【不變量】，無論一朵花在不同的氣候下怎麼變異、扭曲，只要它所屬的拓撲空間不變，那麼同調群特徵就永遠不變。
所以——
可以用這個【不變量】來分類。
具有相同【不變量】的，就是一個絕對的門或綱！」
新的知識跨越時空湧入林奈的腦海，作為一代巨匠，他很快就領悟到了這種將複雜生物學矩陣化的神奇之處。
但是他隨即有了疑惑。
他轉身在標本堆里找了半天，然後將兩份標本拍在桌上。
一個是胡蘿蔔，
另一個是水毒芹。
「齊，你的數學理論聽上去無懈可擊，但是你該如何解釋這兩種植物？」
林奈沉聲道，「二者都擁有傘形花，花蕊排布結構高度相似，按照你的拓撲規則，它們應該是同類。
但是，水毒芹能奪走人的生命，蘇格拉底就是喝了它的汁液死去；
而另一個則是餐桌上隨處可見的胡蘿蔔！
一毒一食，天壤之別！
按照你的拓撲不變量，水毒芹和胡蘿蔔應該是完全同源的一種東西吧？
你如何解釋？」
齊物想了想，現場畫了一個傘形科、層層遞進的樹狀矩陣圖。
「林奈先生，按照你的思想，分類應該是從最大的大類一路細化到單個物種，也就是【界→門→綱→目→科→屬→種】。
【寫到這裡我希望讀者記一下我們域名 追書就去 TW 看書網，🅢🅗🅤.🅣🅦超方便 】
還是以胡蘿蔔和水毒芹為例。
【胡蘿蔔：
界：植物界
門：維管植物門
綱：木蘭綱（雙子葉植物綱）
目：傘形目
科：傘形科
屬：胡蘿蔔屬
種：野胡蘿蔔】
【水毒芹：
界：植物界
門：維管植物門
綱：木蘭綱
目：傘形目
科：傘形科
屬：毒芹屬
種：毒芹】
看到了嗎，宏觀層面上的【界門綱目科】，胡蘿蔔和水毒芹是一樣的，同屬傘形科，但是到了【屬、種】，二者就發生了變化。
不變量只是劃分【界門綱目科】這種宏觀邊界的。
但是到了【屬】、【種】兩個微觀層面上，化學成分和生理毒性也是很重要的權重。
我覺得——
拓撲不變量確定宏觀家族，加權矩陣細分微觀物種，這就是萬物的秩序。」
林奈看著齊物畫下的層層遞進的樹狀矩陣圖。
胡蘿蔔和水毒芹在【科】上交匯，又在【種】上分離。
「上帝……原來是這樣。先找共性，再定特異！」
林奈一拍大腿，「這個拓撲矩陣邏輯很奇妙。有了它，別說是胡蘿蔔和水毒芹，就算是地球上所有的生命，我也能完成分類！」
困擾他多年的分類，竟然被數學解決了！
【叮！你引入代數拓撲矩陣，幫助林奈解決了複雜形態變異的分類難題，助力《植物種志》的誕生，奠定了現代生物學分類體系的底層數學邏輯。】
【你獲得了卡爾·林奈的智慧饋贈：生物群落分類拓撲學+3。】
林奈的世界開始變得模糊。
但是在齊物即將退出去的那一刻，林奈忽然走上前，他從胸口的口袋裡掏出一朵散發著淡淡幽香的粉白色小花。
「齊，謝謝你為上帝的造物賦予了數學的靈魂。這是以我名字命名的花，送給你。」
林奈將那朵花放在齊物的手心。
這是北極花，也叫林奈木。
意識極速下沉，而後又如潮水湧來，齊物在床上猛然睜開眼睛，窗外的秋雨依舊在下。
他喘著氣，感受著大腦里翻騰的生物網絡拓撲學知識，然後，攤開手——
手心，躺著一粒種子。
齊物倒吸一口涼氣。
這不是幻覺！
這是《圖鑑》開啟以來，他第一次將物理實體從《圖鑑》中帶回現實世界！
林奈為什麼送我一朵花的種子？
他半天也沒得到答案。
總覺得有些事情，在牛頓死之後發生了某種突變？
他找了一個乾淨的玻璃瓶，將種子密封了起來。
來年春天，種在鳳凰山。
這粒種子暫時還不是他研究的重點。
此刻，隨著【生物群落分類拓撲學】知識的融合，他之前看過的《普通生物學》、《遺傳學》、《細胞生物學》、《微生物學》等教材的知識開始在腦海中重新融會貫通。
伴隨著他寫下丘獎生物賽道的參賽題目：
《基於代數拓撲的大蒜根際微生態網絡重構與連作障礙的干預機制》
論文的核心點很顯然是連作障礙。
他在白紙上畫了一個錯綜複雜的大蒜根際微生物拓撲圖。
「連作障礙……」
齊物寫下這幾個字。
「連作障礙歸根結底是土壤里微生態的失衡。」
他咬著筆帽思考，紙上的圖譜逐漸明晰。
大蒜的根系每年都會分泌大量的蒜氨酸等有機硫化物。
第一年，這些物質是殺菌劑；
但連種三年後，土壤里不耐受硫化物的益生菌被殺了個乾淨。
在這個微觀的網絡拓撲里，原本穩固的結構出現了一個巨大的「空洞」。
絲毫不懼硫化物的白腐病菌活了下來。
在沒有天敵的環境裡大量富集，占據拓撲網絡的中心。
這是土壤板結、幼苗大面積枯死的原因。
「修復這樣一塊土地，是本論文最大的現實意義。這不僅造福蘭蒼縣蒜農，也為全國農業生產中的【連作障礙】問題提供參考。」
齊物在病菌的節點上畫了個叉，「很顯然，我不能用劇毒農藥。」
修復劑的選擇很重要。
不僅僅是修復，還要環保、治本。
用農藥當然可以殺死白腐病菌，但是會把本就殘破的土壤網絡徹底摧毀，治標不治本。
該選擇什麼菌群來當修復劑呢？