年代所发明的一种元胞自动机。
在二维平面上的方格元胞里,每个元胞有两种状态:死或活。而下一回合的状态完全受它周围八个元胞的状态而定。
在当时提出的游戏里,每个元胞在下一刻会按照以下三条规则进行演化:
1,活的元胞周围的元胞数小于2个或多于3个则死亡;
2,活的元胞周围有2或3个元胞可以继续存活;
3,死的元胞周围恰好有3个元胞则会复活。
在这样的元胞规则下就出现了很多非常有趣的现象,比如有的元胞结构会一直在做出循环。有的就像是宇宙飞船一样会往某个方向不断地前进。
还有的像是生命一般,能够不断地繁衍与自身一模一样的图案。
(关于生命游戏,感兴趣的读者可以去自行百度,确实是一种充满了想象力与数学魅力的存在。)
有生命游戏引发的关注度让其他人对这个领域投来了更多的目光,并且引发了持续性的关注和系统性的研究。
在地球上上个世纪的80年代,史蒂芬·沃尔夫勒姆(s. wolfrarm)在详细分析研究了一维元胞自动机的演化行为,并在大量的计算机实验的基础上,将所有元胞自动机的动力学行为归纳为四大类:
1,平稳型:自任何初始状态开始,经过一定时间运行后,元胞空间趋于一个空间平稳的构形,这里空间平稳即指每一个元胞处于固定状态。不随时间变化而变化。
如果是看做某种生命的话,这意味着这种生命将不再会发生任何进化或者状态上的改变。
2,周期型:经过一定时间运行后,元胞空间趋于一系列简单的固定结构(stable patterns)或周期结构(perlodical patterns)。
3,混沌型:自任何初始状态开始,经过一定时间运行后,元胞自动机表现出混沌的非周期行为。但是其所生成的结构的统计特征不再变化,通常表现为分形分维特征。
4,复杂型:出现复杂的局部结构,或者说是局部的混沌,其中有些会不断地传播,进行自我复制。
后两种情况。也就是生命游戏之所以被冠之以“生命”二字的原因。
这种类型的元胞自动机所表现出来的情境就好像是在不断的进行着运动一般。如同生命的群落一般存在着某种规律,却又保持着着不断的变化。
事实上一些学者在将元胞自动机的整个过程进行数学语言化之后,他们可以将自动机的演化过程分为可持续类和不可持续类。
所谓的不可持续类,就是总结出的第一种、第二种以及在一段程度演化之后,所有的元胞都死亡的情形。
而可持续类则是第三种和第四种,即一直在不断的进行着变化的情形。