Autocatalytic reaction

突然很想了解催化劑(catalyst)是什麼，

但因為沒唸過高中，當然也沒學過高中化學和生物，

所以就在plurk上丟出問題： 催化劑是否可能具有自我複製的能力 ? 

尋求我那些優秀的同學、學長學弟們的幫助。


然後開始在網路上亂竄(超大的壞習慣)，結果找到了一些有趣的答案和model。

如:

下面這個網頁發現了一種叫Manganese(II) ion  (化學表示式為Mn2+)的東東，

http://www.chemtopics.com/lectures/unit09/lecture4/l4u9e.htm

可以做為下面這條化學反應式的催化劑。

5 C₂O₄^2- + 2 MnO₄^- + 16 H⁺ → 2 Mn²⁺ + 10 CO₂ + 8 H₂O

有趣的是，這個化學反應式又會產生這個身為催化劑的東東。

所以它應該可以算是一種具有自我複製能力的催化劑囉？

這樣的東東可以稱為autocatalyst (自動催化劑?) 或self catalyst

而過程可以稱為

auto-catalytic process

autocatalytic reaction

autocatalysis

autocatalytic set
(這個頁面中總算提到self-reproducing RNA, complex systems了)



哈..剛又發現這種概念最早是由Stuart Kauffman在

At Home in the Universe: The Search for the Laws of Self-Organization and Complexity

所提出。

而且他是Santa Fe Institute的fellow。

看來我是遲早要認識他的，因為我是complex theory的忠實信徒啊~~

希望有昭一日能去Santa Fe Institute朝聖一下。

(2009/12/2 剛整理手上的文獻, 才發現有幾篇site到這本書..)


然後在autocatalytic reaction不小心找到下面這個模型，

Lotka–Volterra equation(predator–prey equations)

它可以解釋羊吃草 or spore islands這類artificial life game的population消長模型唷..


最後利用autocatalystic去問google大神，

居然找到Macro Dorigo的Ant Colony Optimization 演算法最初的technical paper唷~

(Ant System: An Autocatalytic Optimizing Process)


找到這些東西真是超興奮的。

不過代價就是3小時飛了~

>,<

morgancjsays 應該不會吧 催化劑不參與反應ㄟ 可能要看他自己本身會不會有其它的反應來決定

l314says 感覺穩定的動態系動需要自我複製的催化劑...就像spore islands裡面的草...

沒機克says 那種不叫催化劑吧, 如果生物吃了草而得以成長, 那草本身已經參與反應了

l314says 喔..是因為催化劑本身是不會跟著化學反應過程而有所增減嗎？

l314says 但若是以草的population與羊的population之間的變化來說，那可以稱草是一種羊population 的催化劑嗎？

沒機克says A + B -> C + D 催化劑是放在箭頭上面的角色, 即使沒有催化劑, 反應式依然成立, 但是比較慢, 如果以羊吃草來講, 羊沒有草吃就死掉了 把草比喻成催化劑有點怪

l314says 原來如此～　那有沒有可能A+B -> C+D 其中C是這個反應式的催化劑?

l314says 對了，請問一下 ->　的意思，是指A跟B轉變成C跟D，指的是封閉環境中的A, B就減少了, C,d增加的意嗎？

沒機克says 對呀, Na + OH -> NaOH , NA跟OH減少了 NaOH生成, 反應物本身就是催化劑好像有ㄟ 但是他還是反應物的角色? 化學沒學好沒啥印象了.. 0rz 有請大師解答

l314says 找到了！！！www.chemtopics.com/lectures/unit09/...

l314says 它的上一頁有寫.. Mn2+ 就是Manganese(II) ion is a known catalyst for this reaction

l314says 所以催化劑透過這條反應式就有自我複製的能力了！！

l314says 也就是說這個這個化學反應會呈non-linear的方式加速進行..

l314says 另外也找到一個叫做"auto-catalytic" process (自動催化程序)的東西，說人類人的務農行為就是這類程序，因為人類吃稻麥而增加population，而population增加又種更多的稻麥，然後又增加更多的population

l314says 所以 稻麥population <-> 人類population 是一個雙向的反應式.. Autocatalytic reaction

l314says 哈！又找到一個model Lotka–Volterra equation 它又稱predator–prey equations，它可以畫出羊吃草這種封閉環境下，羊跟草population的消長過程耶!!!

l314says 是在Autocatalytic reaction 裡找到的link，哈～所以最初的直覺方向是對的...

l314says 不過現在看來　最初把草解釋為催化劑的確是錯很大!! 好在有沒雞糾正..XD

l314says 喔～用autocatalytic 這關鍵字下去找，居然找到螞蟻演算法的最初的technical paper "Ant System: An Autocatalytic Optimizing Process"