什么是元胞自动机

news/2025/2/5 5:54:28/

看了网上的资料和大神Stephen Wolfram的论文,对元胞自动机有了一点基本的了解。

先贴一段维基百科的解释:

细胞自动机英语:Cellular automaton),又称格状自动机元胞自动机,是一种离散模型,在可算性理论、数学及理论生物学都有相关研究。它是由无限个有规律、坚硬的方格组成,每格均处于一种有限状态。整个格网可以是任何有限维的。同时也是离散的。每格于t时的态由t-1时的一集有限格(这集叫那格的邻域)的态决定。每一格的“邻居”都是已被固定的。(一格可以是自己的邻居。)每次演进时,每格均遵从同一规矩一齐演进。

就形式而言,细胞自动机有三个特征:

  • 平行计算(parallel computation):每一个细胞个体都同时同步的改变
  • 局部的(local):细胞的状态变化只受周遭细胞的影响。
  • 一致性的(homogeneous):所有细胞均受同样的规则所支配

在Wolfram的论文:random-sequence-generation-cellular-automata 中,他讨论了一系列初等元胞自动机的性质。他讨论的元胞自动机是k=2,r=1(意思应该是每个元胞有两个状态邻居半价为1的元胞自动机)。每一个元胞下一刻的状态是由上一刻自己的状态和自己边上两个元胞的状态决定的。用0/1表示,就是说000下一刻可能是000或001等等八个状态,同样,别的状态下一刻也有八种可能。这样,从000到111后一刻的状态组成的24位二进制数就可以代表这个元胞自动机的规则。这样,初等元胞自动机就有256个规则。

当然每个规则都有它的数学表达方式,这样更方便研究和编程。

在Wolfram的论文的第三章,他说了有两个非线性的规则能最好的用做随机数生成

一个是:


第二个是:



先写这么多,不日更新



http://www.ppmy.cn/news/534188.html

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