
元胞自动机
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直线。另一些在空间中平移,表现为具有不同斜率的对角线,这取决于它们
移动一列的时间步长。这些结构被称为
宇宙飞船
。
图 5-5:规则 110 从随机初始条件开始和 600 个时间步长后的结果
宇宙飞船之间的碰撞会产生不同的结果,这取决于宇宙飞船的类型以及它们
碰撞时所处的阶段。有些碰撞使两艘飞船都毁灭了,其他飞船保持不变,还
有一些生产一艘或多艘不同类型的飞船。
这些碰撞是 CA 规则 110 中计算的基础。如果你将宇宙飞船看作在太空中传
播的信号,把碰撞看作计算诸如 AND(与) 和 OR(或)之类逻辑运算的门,
你就会明白 CA 执行计算意味着什么。
5.7 普遍性
为了理解普遍性,我们必须理解可计算性理论,这是关于计算模型及其计算
内容的理论。
图灵机是最常用的计算模型之一,它是阿兰
·
图灵在 1936 年提出的一种抽象
计算机。图灵机是一个一维的 CA,在两个方向上都是无限的,并带有一个读
写头。在任何时候,头部都是位于单个单元格之上。它可以读取该单元格的
状态(通常只有两种状态),并可以将一个新值写入该单元格。
此外,该机器还有一个寄存器,它记录机器的状态(有限状态之一)和一张规
则表。对于每个机器状态和单元格状态,该表指定一个操作。动作包括修改
头部上方的元胞,并将一个元胞向左或向右移动。