Autómata celular (también conocido como autómata celular), aunque su nombre es muy esotérico su comportamiento es muy bonito. ¿Cómo se logra todo esto? Podemos imaginar el universo en la computadora como un espacio cerrado compuesto por un conjunto de cuadrículas cuadradas. Un espacio de tamaño N tiene N*N cuadrículas. Cada cuadrícula puede considerarse como un cuerpo vivo. Cada vida tiene dos estados: vida y muerte. Si la cuadrícula está viva, se mostrará en azul y si está muerta, se mostrará en blanco. Hay cuadrículas vecinas al lado de cada cuadrícula. Si consideramos el cuadrado compuesto por 9 cuadrículas de 3*3 como una unidad básica, entonces los vecinos de la cuadrícula en el centro del cuadrado son las 8 cuadrículas al lado.
La vida y muerte de cada grilla sigue los siguientes principios:
1. Si hay 3 células vivas alrededor de una célula (una célula tiene un máximo de 8 células a su alrededor), entonces la célula está viva (es decir, si la célula originalmente estaba muerta, volverá a estar viva; si originalmente estaba viva, permanecerá vivo).
2. Si hay dos células vivas alrededor de una célula, el estado de vida y muerte de la célula permanece sin cambios;
3. En otros casos, la celda está muerta (es decir, si la celda originalmente estaba viva, quedará muerta, si originalmente estaba muerta, permanecerá sin cambios)
Establezca el estado inicial de cada píxel en la imagen Luego, los cambios en la vida se deducen de acuerdo con las reglas del juego anteriores. Debido a los diferentes estados iniciales y el número de iteraciones, se obtendrá un patrón impresionante y hermoso.
De esta manera, estas diversas rejillas (cuerpos vivos) forman un mundo dinámico complejo. Surgirá un grupo compuesto por tres reglas de acción simples con muchas complejidades inesperadas. Este es el foco de la investigación en ciencias de la complejidad.
Los autómatas celulares tienen un modelo formal general El estado de cada cuadrícula (o celda) puede tomar un valor en un conjunto finito de estados S. El rango vecino de la cuadrícula es un radio r, también con este. La cuadrícula es el centro, y todas las cuadrículas r alejadas de ella constituyen el conjunto vecino de esta cuadrícula. También hay un conjunto de reglas de evolución, que pueden considerarse como una función relacionada con el estado actual de la cuadrícula y el estado vecino. que se puede escribir como f:S*S^((2r)^N-1)->S. Este es el modelo matemático general de los autómatas celulares.
El primer científico en estudiar los autómatas celulares fue von Neumann. Más tarde, Conway inventó el programa de autómatas celulares más interesante que se muestra arriba: "El juego de la vida", y Wolfram lo discutió en detalle para todas las situaciones de los autómatas celulares. En el mundo unidimensional, se cree que los autómatas se pueden clasificar según la regla de evolución f. Solo cuando f satisface ciertas condiciones, la situación evolucionada por el sistema es dinámica. demasiado rígido conduce a la muerte de la vida, porque las reglas evolutivas son demasiado complejas y la aleatoriedad no se puede superar, y el sistema se convierte en un desastre sin orden. Más tarde, Chris Langton, el padre de la vida artificial, desarrolló aún más la teoría de los autómatas celulares. Y se cree que un autómata con ocho conjuntos de estados finitos puede surgir de la función de autorreplicación de la vida. Basado en la función de evolución f de diferentes sistemas, encontró un parámetro lambda para describir la complejidad de f y concluyó que solo cuando lambda es muy diferente de lambda en el estado caótico, nacerá un sistema vivo complejo. ¡Langton decía que la vida nació "al borde del caos"! ¡Y desde entonces se ha abierto el emergente tema interdisciplinario de la "vida artificial"!
¡Hoy en día, los autómatas celulares se han utilizado ampliamente en geografía, economía, informática y otros campos!