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  • 1 # 生活崇尚

    不邀自答,知乎首答

    題主指的應該是元胞自動機(Cellular Automaton/Automata)中最著名的一組規則(該規則的想法可以追溯到馮·諾依曼,別名“生命遊戲”)。每個細胞死或活的狀態由它周圍的八個細胞所決定。

    “人口過少”:任何活細胞如果活鄰居少於2個,則死掉。

    “正常”:任何活細胞如果活鄰居為2個或3個,則繼續活。

    “人口過多”:任何活細胞如果活鄰居大於3個,則死掉。

    “繁殖”:任何死細胞如果活鄰居正好是3個,則活過來。

    根據這四條規則和不同的初始細胞,可以得到:

    "脈衝星":它的週期為3,看起來像一顆週期爆發的星星。

    “滑翔者”:每4個回合“它”會向右下角走一格。雖然細胞早就是不同的細胞了,但它能保持原本的形態。

    “輕量級飛船”:它的週期是4,每2個回合會向右邊走一格。

    “滑翔者槍”:它會不停地釋放出一個又一個滑翔者。

    “繁殖者”:它會向右行進,留下一個接一個的“滑翔者槍”。動圖最後一幀定格時用三種顏色區分了繁殖者本體、滑翔者槍和它們打出來的滑翔者。

    ps:動圖大家可以去【果殼網專訪】斯蒂芬·沃爾夫勒姆:宇宙的本質是計算看

    就元胞自動機而言,它的每個細胞死/活的狀態由相鄰兩個細胞決定(所以圖形逐行向下拓展)。該細胞和相鄰的兩個細胞由於死/活狀態不同一共可以組成8種不同的圖樣,每種圖樣又可能導致細胞在下一行死/生,所以一共有256組不同的規則。

    2002年,數學家斯蒂芬·沃爾夫勒姆(Stephen Wolfram)將多年來對元胞自動機的研究整理為a new kind of science一書,書中用大量圖形詳細記錄了所有的256組規則和它們可能造成的結果。可以將結果大致分成:

    不動點(fixed points):變化終結於恆定影象

    交替態(alternation):影象出現週期性變化

    隨機態(randomness):影象變化近乎隨機

    複雜態(complexity):影象存在某種複雜規律

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