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全域細胞自動機


TotalisticCACode777Table

全域細胞自動機是一種細胞自動機,其規則僅取決於鄰域中細胞值的總和(或等效地,平均值)。這些自動機由 Wolfram 於 1983 年引入。像初等細胞自動機一樣,一維全域細胞自動機的演化可以完全由一個表格描述,該表格指定給定細胞在下一代中的狀態,基於由其左側的細胞、細胞自身的值及其右側的細胞的值組成的三個細胞的平均值。

對於一個 k 色一維全域自動機,給定細胞的相鄰三個細胞的平均值有 3k-2 種可能的狀態,總共有 k^(3k-2)k 色全域細胞自動機,每個自動機都可以用一個 (3k-2) 位數字的 k 進位制數(稱為“程式碼”)來索引。例如,上面說明了給出 3 色程式碼 777=1001210_3 的演化表。在該圖中,每個面板的頂行顯示了三個相鄰細胞的可能平均值,而中心單元格在下一代中採用的結果值顯示在下方中心。n 代的全域細胞自動機程式碼 r,具有 k 顏色,在以下程式碼中實現CellularAutomaton[{r, {3, 1}}, {{1}, 0}, n, {全部, 全部}].

TotalisticCA777-20

一維細胞自動機的演化可以透過從第一行中的初始狀態(第零代)開始,第二行中的第一代等等來說明。例如,上面的圖示說明了程式碼 777 3 色全域細胞自動機的前 20 代,從單個灰色單元格(左圖)和單個黑色單元格(右圖)開始。

TotalisticCACodes
TotalisticCA

上面的圖示顯示了自動機編號 600、777、993、1020、1074 和 1083 傳播了 25 代。

TotalisticCARandom

上面的圖示顯示了一維自動機,它們顯示出明顯的隨機特徵。

最著名的二維全域細胞自動機是生命遊戲


另請參閱

Bootstrap 滲流, 細胞自動機, 程式碼 177, 程式碼 912, 程式碼 2040, 初等細胞自動機, 生命遊戲, 外全域細胞自動機

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參考文獻

Rangel-Mondragon, J. "A Catalog of Cellular Automata." http://library.wolfram.com/infocenter/MathSource/505/.Wolfram, S. "Statistical Mechanics of Cellular Automata." Rev. Mod. Phys. 55, 601-644, 1983.Wolfram, S. "Universality and Complexity in Cellular Automata." Physica D 10, 1-35, 1984.Wolfram, S. "Twenty Problems in the Theory of Cellular Automata." Physica Scripta T9, 170-183, 1985.Wolfram, S. 一種新的科學。 Champaign, IL: Wolfram Media, pp. 60-70 and 886, 2002.

在 中被引用

全域細胞自動機

引用為

Weisstein, Eric W. "Totalistic Cellular Automaton." 來自 Web 資源。 https://mathworld.tw/TotalisticCellularAutomaton.html

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