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元胞自动机与局部规则

元胞自动机根据其周围状态和预定义的规则更新每个细胞的状态。 即使使用简单的规则,也可能出现复杂的整体模式。

相关实验:元胞自动机 →
元胞自动机
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意义与机制

每个网格中的每个单元都有一个有限的状态,其下一个视觉状态是由其周围单元的当前状态决定的。通常,在一个生成过程中,网格中的所有单元同时根据相同的上一个生成过程进行计算。

即使规则相同,但当初始状态不同,就会出现不同的模式。这会改变模式在长期内的变化,具体取决于网格是否与 0 相连,在左侧或右侧。

关系与条件

在 1 维二元模型中,三个邻居有 8 种可能的组合;规则编号指定了每个组合的下一个状态。生命模型 B3/S23 指定了出生和存活时的邻居数量。

如果立即按顺序覆盖单元格,与同时更新相比,结果会不同。这不会将有限网格的效果扩展到无限空间的一般性质。

观察实验中需要注意的事物

一个规则可以从不同的初始状态产生不同的模式。

1维边界为零;生命使用一个 16×16 环形网格。有限边界会影响长期模式。

关键关系与符号

next = (rule >> (4L + 2C + R)) & 1 · Life B3/S23

符号及公式中使用的单位
符号含义单位
L, C, R左、当前和右细胞之前的状态0 或 1
B3/S23有 3 个活邻居时出生,有 2·3 个活邻居时存活更新规则

工作实例

生命滑翔者在经历了四代之后,会做什么?

一个对角线单元 · 一个规则可以从不同的初始状态产生不同的模式。

常见误解

  • “cellular” 这个名称并不意味着该模型计算真实生物细胞中所有过程。

通过实验探索这个概念

参考文献

OpenStax ·《计算机科学导论》(英文)