“電子植物”怎樣盛裝

宣金祥

美國伊利諾伊大學科學家研制成功一種“電子植物”,人們只要撳一下電腦按鍵,便見電腦屏幕上出現了一顆“玉米種籽”,隨即開始萌發、出土、生長……只花了15分鐘時間,就可以收獲“玉米棒”了。這樣,平常要花4個月才能觀察到的玉米生長全過程,在一刻鐘里就一覽無遺。

在電腦屏幕上“種玉米”,有著很大的實際用處。改變種子遺傳基因,是提高作物產量的一條重要途徑。但是,按照傳統的研究試驗方法,以一年生作物玉米來說,其基因變化的后果得用3～5年時間的觀察研究才能確定。而用電腦模擬,即可在很短時間內實現。此外,作物生長還因調控加大玉米葉片采光面積時,由于相鄰植株葉片互相遮蓋,會不會適得其反,減少了日照?如果為此增大株行距,又會不會抵消大葉片的功效?諸如此類的兩難命題,異常復雜,人腦一時難以洞其底蘊,采用電腦模擬便可以一一得到解決。

“電子植物”是如何模擬植物生長的呢?人們通過研究和長期實踐,已經知道陽光、水分、養料是植物生長的重要因素,并得出了一些定量關系,如光合作用與日照強度的方程式,養料在土壤中擴散的關系式等。這些反映各種植物生長過程的方程式,輸入電腦程序中后,就能制作出各種“電子植物”。要是能夠將當地的季節性降雨量、濕度、日照等條件輸入到電腦中去,電腦就會計算出在這些條件下,該植物會如何生長的具體狀況,在屏幕上模擬出來。電腦每繪制一副彩圖,相當于真實植物生長1小時,“電子植物”模擬某種作物的一生,大約可由3000～5000幅彩圖組成。■