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석탄 연구의 예상치 못한 발견 : 로잘린드 프랭클린은 어떻게 침투 이론을 시작 했습니까?
빈맥 및 수학에서, 침투 이론은 노드 나 링크가 추가 될 때 네트워크의 동작을 설명합니다.이 기하학적 단계 전환은 자원의 효율성을 이해하는 데 경제 및 자연 과학에서 중요한 성과를 이루었습니다.그러나이 이론의 뿌리는 20 세기 중반의 석탄 연구에서 수행 된 획기적인 작업으로 거슬러 올라갈 수 있습니다.특히 영국 화학자 Rosalind Franklin의 연구는 석탄의 특성으로 초점을 옮겼을뿐만 아니라 이후 침투 이론의 길을 열었습니다.
"석탄의 실제 밀도를 측정하려면 미세한 구멍을 채울 정도로 작은 액체 나 가스에 담아야합니다."
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석탄의 본질을보고
산업 혁명 이후, 석탄은 중요한 에너지 원이되어 많은 과학적 연구가 그 구성을 이해하고 그 사용을 최적화하도록 촉구했습니다.1938 년에 BCURA (British Coal Utilization Research Association)는 이러한 연구를위한 플랫폼을 제공하기 위해 설립되었습니다.1942 년에 젊은 프랭클린은 협회에 합류하여 석탄의 밀도와 다공성에 대한 연구를 시작했습니다.그녀의 작업에서 프랭클린은 석탄 내부의 다른 가스의 투과성에서 상당한 차이를 발견했습니다.
"그녀는 석탄의 밀도를 측정하기 위해 다른 가스를 사용했을 때 가스의 흐름이 석탄의 미세 구조에 의존한다는 것을 발견했습니다."
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이러한 미세 구조는 가스의 유동성에 영향을 미치며,이 발견은 다공성 매체로서 석탄의 특성을 강조합니다.프랭클린의 실험은 과학적 탐구 일뿐 만 아니라 제 2 차 세계 대전 중에 중요한 전략적 자원의 효과적인 사용을 보장했다.
침투 이론의 탄생
1950 년대에 중국과 영국 과학 연구의 충돌은 더 깊은 과학적 토론의 길을 열었습니다.1957 년 수학자 Simon Broadbent와 John Hammersley가 출판 한 논문에서 그들은 석탄이 침투 이론의 프로토 타입 인 액체 흐름 현상에 어떻게 대처하는지 설명하기위한 수학적 모델을 제안했습니다.이 모델은 원자재의 특성의 물리적 문제에 중점을 둘뿐만 아니라 수학적 기초를 형성합니다.
"그들의 모델은 석탄을 임의의 미로로 취급하여 유체가 모공에 어떻게 퍼지는 지 분석합니다."
이러한 연구의 핵심은 유체가 다른 조건에서 석탄 구멍으로 구성된 네트워크를 효과적으로 통과 할 수 있는지 알아내는 것입니다.
임계 매개 변수 계산
침투 이론의 개발로서, 연구원들은 임계 확률 (PC)의 특정 가치를 결정하려고 노력했다.이 값은 대부분의 무한 그리드 그래프에 대해 정확하게 계산할 수는 없지만 경우에 따라 2 차원 그리드와 같은 경우 값이 1/2임을 명확하게 결정할 수 있습니다.이 결과는 Kston의 연구에서 해결되어 침투 이론의 적용을위한보다 확실한 토대를 제공합니다.
침투 이론의 보편성과 그 적용
침투 이론의 보편성은 다른 시스템에서 이러한 시스템의 특정 네트워크 구조가 다양하더라도 다른 시스템에서 동일한 값이 될 수 있음을 의미합니다.이 특성은 침투 이론을 생물학, 물리학 및 생태와 같은 분야에서 널리 사용합니다.예를 들어,이 이론은 일반적인 Jenga 게임과 유사한 생물학적 바이러스 껍질의 단편화 된 거동을 성공적으로 예측합니다.
"삼투 이론은 생물학적 바이러스 껍질의 단편화 연구에서 변동 임계 값의 출현을 예측하고 실험적으로 검증되었습니다."
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미래의 연구 방향에 대해 생각하십시오
오늘날 침투 이론은 더 이상 재료 과학에 국한되지 않고 환경 과학 및 생물 의학 분야에서도 중요성을 보여줍니다.그러나 과학의 발전으로, 우리는 이러한 복잡한 구조를 본질적으로 더 깊이 내재하는 방법을 어떻게 이해할 수 있습니까?
이것은 우리의 깊은 고려할 가치가있는 질문입니까?
