
John von Neumann Stanislaw Ulam
1903-1957 1909-1984
元胞自动机是在20世纪40年代由斯塔尼斯拉夫·乌拉姆和冯·诺依曼发明,用以证明机器的自我复制是可能的 (并进一步的将生物学与计算科学联系起来)。
初等元胞自动机(Elementary Cellular Automata,简称ECA)是状态集S只有两个元素,即状态个数k=2,邻居半径r=1的一维元胞自动机。它几乎是最简单的元胞自动机模型。由于在S中具体采用什么符号并不重要,它可取 {0,1},{-1,1},{静止,运动},{黑,白},{生,死}等等,这里重要的是S所含的符号个数,通常我们将其记为 {0,1}。
每个元胞在下一时刻的状态,由现在它自己的状态和它左右两个邻居的状态共同决定,那么就有2×2×2=8种组合。下图为其中的一个规则:

通常这种规则也可表示为以下表(映射)方式表示(黑色方块代表1,白色方块代表0):
这样,对于任何一个一维的0,1序列,应用以上规则,可以产生下一时刻的相应的序列。以下序列就是应用以上规则产生的:
t: 010111110101011100010
t+1: 1010001010101010001
以上八种组合分别对应0或1,因而这样的组合共有=256种,即初等元胞自动机只可能有256种不同规则。由上述八种构形产生的八个结果组成一个二进制(注意高低位顺序),如上可得01001100,然后转换为十进制得到76,这就是这个规则的代号,则上面的元胞自动机模型就是76号初等元胞自动机 。


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