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基本元胞自动机


要素CA30规则

最简单的一维类细胞自动机基本元胞自动机对于每个细胞有两个可能的值(0或1),以及仅依赖于最近邻值的规则。因此基本元胞自动机的演化完全可以用表来描述基于值指定给定单元格在下一代中的状态左侧单元格的值,单元格本身的值,以及单元格的值这是对的。既然有2×2×2=2^3=8三个电池的可能二进制状态与给定单元格相邻,共有2^8=256基本细胞自动机,每个都可以被索引具有8位二进制数(Wolfram 19832002)。例如,给出进化规则30(30=00011110_2)如上图所示。在这个图中三个相邻单元格的值显示在每个面板的顶行中,并且中心单元在下一代中的结果值如下所示在中间。n个基本元胞自动机规则的生成第页实现为细胞自动机[第页,{{1},0},n个].

元素CA30

一维细胞自动机的演化可以从第一行的初始状态(第零代)开始,第一代第二行,依此类推。例如,上图显示了前20行几代人规则30基本细胞自动机从单个黑色单元格开始。

元素规则元素CA

上面的插图显示了一些自动机数字,它们给出了特别有趣的模式,从最初的一个黑色单元格开始传播了15代迭代。规则30特别有趣,因为它是混乱的(Wolfram 2002,p871),带中央列由1,1,0,1,1。。。(组织环境信息系统A051023号).事实上,这个规则被用作随机数中用于大整数的生成器Wolfram公司语言(沃尔夫拉姆2002,p317).

下面说明了由256个(规则0-255)基本细胞自动机组成的完整集合,用于由单个黑细胞组成的启动条件。

元素CA1元素CA2元素CA3元素CA4元素CA5

出租a_i(t)表示我第个单元格(用于我从运行-英菲英菲)时间t=0, 1, ..., 它的值可以显式地写为上一代的相邻细胞作为三元函数

 ai(t)=f(a(i-1)(t-1),ai(t-1。
(1)

如果这些值a_i(t)由布尔值表示,然后是函数对于某些规则,可能有特别简单的形式。特别地,

f(30)(p,q,r)=X或[p,或[q,r]]
(2)
f(90)(p,q,r)=X或[p,r]
(3)
f_(110)(p,q,r)=X或[或[p,q],和[p,q,r]]
(4)
f(250)(p,q,r)=或[p,r]
(5)
f(254)(p,q,r)=或[p,q,r]
(6)

(沃尔夫拉姆2002,p869).

属于2^8=256基本细胞自动机,有88条基本上不平等的规则(沃尔夫拉姆2002年,第57).

这个双向的基本细胞自动机是0、1、4、5、18、19、22、23、32、33、36、37、50、51、54、55、72、73、76、77、90、91、,94, 95, 104, 105, 108, 109, 122, 123, 126, 127, 128, 129, 132, 133, 146, 147, 150,151, 160, 161, 164, 165, 178, 179, 182, 183, 200, 201, 204, 205, 218, 219, 222, 223,232、233、236、237、250、251、254和255。


另请参见

细胞自动机,规则30,规则54,规则60,规则62,规则90,规则94,规则102,规则110,规则126,规则150,规则158,规则182,规则188,规则190,规则220,规则222,整体元胞自动机

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Rangel-Mondragon,J.“手机目录自动化。"http://library.wolfram.com/infocenter/MathSource/505/.斯隆,新泽西州。答:。顺序A051023号在“整数序列在线百科全书。"Wolfram,S.“统计元胞自动机力学。"修订版Mod。物理学。 55, 601-644,1983Wolfram,S。A类新型科学。伊利诺伊州香槟市:Wolfram Media,pp23-60,112、和865-866,2002

参考Wolfram | Alpha

基本元胞自动机

引用如下:

埃里克·魏斯坦(Eric W.Weisstein)。“基本元胞自动机。”发件人数学世界--Wolfram Web资源。https://mathworld.wolfram.com/ElementaryCellularAutomaton.html

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