元胞自动机(Cellular Automaton,复数为Cellular Automata,简称CA,也有人译为细胞自动机、点格自动机、分子自动机或单元自动机)。是一时间和空间都离散的动力系统。散布在规则格网 (Lattice Grid)中的每一元胞(Cell)取有限的离散状态,遵循同样的作用规则,依据确定的局部规则作同步更新。大量元胞通过简单的相互作用而构成精态系统的演化。由冯诺依曼在20世纪50年代发明。

一开始是二维的,后来发展到三维,多维。

两张图片展示一下:

二维:

知识:元胞自动机

三维:

元胞自动机本来是研究在一定规则下元胞的演化的,而且得出了很多有价值的结论。比如参看文章:这个游戏没有玩家,为何在学术圈火了半个世纪?

今天还了解到,元胞自动机已经被使用到各个方面。我关心的是在物理学中的应用。

百度百科介绍到:“除了格子气元胞自动机在流体力学上的成功应用。元胞自动机还应用于磁场、电场等场的模拟,以及热扩散、热传导和机械波的模拟。另外。元胞自动机还用来模拟雪花等枝晶的形成。”

还有一个文章详细讲解了元胞自动机,很生动:http://www.swarma.org/complex/models/ca/ca1.htm

有人给出了二维元胞自动机的一个C++开源例子,原文链接:访问。我分享一下运行视频:

 

我在arXiv.cn上搜索得到的结果:https://arxiv.org/find/all/1/all: AND Cellular Automaton/0/1/0/all/0/1?client_host=cn.arxiv.org

有几个我很有兴趣:

1. Von Neumann Regular Cellular Automata  arXiv:1701.02692

2. Morphognosis: the shape of knowledge in space and time  arXiv:1701.02272

3. Neighborhood-History Quantum Walk  arXiv:1611.07495

4. Quantum cellular automata and free quantum field theory  arXiv:1608.02004

5. Particle models with self sustained current  arXiv:1606.04920

6. Neighborhood approximations for non-linear voter models  arXiv:1604.07778

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