3_元胞自动机简介

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1、元胞自动机简介初等元胞自动机(ElementaryCellularAutomata)一、元胞自动机概况20世纪50年代，JohnvonNeumann最早提出；(vonNeumann,J.1963，collectedworks,editedbyA.H.Taub)1970年，JohnConway提出生命游戏(Conway,J.(1970).InM.Gardner,(Ed.),ScientificAmerican,223(4),pp.120-123.)1983年，StephenWolfram初等元胞自动机(St

2、ephenWolfram.ReviewsofModernPhysics,1983,Vol.55.StephenWolfram.Nature,1984,Vol.311)1986年至今，理论及应用初等元胞自动机(ElementaryCellularAutomata)二、格子及其状态任意格子i,有两种状态，且状态是随时间变化。初等元胞自动机(ElementaryCellularAutomata)三、状态的演化状态演化方程周期边界初等元胞自动机(ElementaryCellularAutomata)四、映射的种类

3、初等元胞自动机(ElementaryCellularAutomata)例题按规则90演化0011011010。初等元胞自动机(ElementaryCellularAutomata)五、时空图0——白色1——黑色L=100初值取第50个格子为1，对每个规则演化100步。如下结构时空图初等元胞自动机(ElementaryCellularAutomata)六、时空图举例rule18rule57rule150rule30rule73rule126rule124rule169初等元胞自动机(ElementaryCe

4、llularAutomata)七、元胞自动机种类1983年，StephenWolfram对初等元胞自动机的分类平稳型: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。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(StablePaterns)或周期结构(PerlodicalPatterns)。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，所生成的结构的统计特征不再变止，通常

5、表现为分形分维特征。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。初等元胞自动机(ElementaryCellularAutomata)八、元胞自动机应用在社会学中，元胞自动机用于研究经济危机的形成与爆发过程、个人行为的社会性，流行现象，如服装流行色的形成等。在生物学中，元胞自动机的设计思想本身就来源于生物学自繁殖的思想，因而它在生物学上的应用更为自然而广泛。例如：元胞自动机用于肿瘤细胞的增长机理和过程模拟、人类大脑的机理探索(Victor.Jonathan.D.1990)、爱滋病

6、病毒HIV的感染过程(Sieburg.H.B.1990)、自组织、自繁殖等生命现象的研究以及最新流行的克隆(Clone)技术的研究等(ErmentroutG.B.1993)。应用领域涉及社会学、生物学、生态学、信息科学、计算机科学、数学、物理学、化学、地理、歹境、军事学等。相关阅读九、相关阅读StephenWolfram.ANewKindofScience.WolframMedia,2002.