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林德熙

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自动机

今天分享的是细胞自动机,细胞自动机是一个学科,我今天要讲的是狭义的细胞自动机,广义的细胞自动机的边界还是模糊的。可能大家会把细胞自动机和dna编程混淆,实际上他们是有交集的,但是不同的两个学科,交集就是分形,自然界中处处存在分形。

我说的内容有一点的哲学,但是不需要进入深入思考,有段时间我差点想疯了。

一开始先让大家看一个图。

在说到自动机之前,来说下现在世界的两个 Bug ,一个是递归,一个是自动机。

递归是大家熟悉的,图灵机模型就是递归模型。

大概说下图灵机,图灵机,就是假设有一张无限长的字条,字条有固定长度的格子,人只能一次读一个格子,格子写在符号,人可以改写他现在读的格子的符号,根据他读到的符号或读过的,决定他下一个要读的格子。

为什么说递归是一个 Bug ,原因:他可以证明没有上帝,可以证明现在的世界是假的。

假设存在万能的上帝,于是让上帝做出他吃不下的饭,上帝是万能的。上帝做出他吃不下的饭。

进入递归,世界上不存在上帝吃不下的饭,上帝上万能的,我做的饭他是可以吃下去的。

于是上帝做不出他吃不下的饭,所以没有上帝。

这是罗尔悖论,递归做出的悖论。

可能很多人玩过我的世界,有大神在我的世界弄出了电脑,于是在我的世界弄出的电脑里面玩我的世界……

有人做出来一个可以在电脑模拟的世界,于是这个 世界发展到一定时候,他们的人类造出了电脑,过了好久,他们可以用电脑模拟世界,于是过了好久,虚拟的世界出现了人类,过了好久,他们做出计算机……

根据上面说的,现在的世界处于现实世界的概率是 0 。

自动机如何也是一个 Bug ,因为他是一个问题,世界如何做出来的。

首先来说下历史,这个自动机的提出是在 1940 年,祖师爷 冯诺依曼 提出的,他是为了解决人工智能的问题而提出的。因为我前段时间在做人工智能,所以对他有一些了解。现在世界上的计算机用的都是冯诺依曼体系,现在影响了世界差不多一个世纪,自动机,是现在才有比较好的发展,可能以后会继续影响世界。

自动机使用的思想:采用局相互作用规则,最终产生整体的自复制构型。

用程序员的话是:1.首先有固定维度的空间,空间有固定大小的格子,每个格子有一个 Cell 。

  1. 每个 Cell 有自己的状态,状态的值是有限的。

  2. 每个时刻, Cell 都检查他的邻居的状态,并且根据邻居的状态,改变自己下一时刻的状态。他的邻居是包括他的自己。

于是他的序列是不可控的,当你想知道他的第 n 个状态时,你需要计算他第 n-1 个状态,也就是在他发生之后才可以知道他。

一个简单的世界,可以由几个简单规则组成。

现在的世界也是由简单的规则做的。

但是处于现在世界的人类是难以发现这个世界的规则。

开始做一个世界,这个世界有三条规则。

  1. 在他周围有两个或三个邻居存活,他就可以存活

  2. 如果他已经不存活,但他周围有三个邻居,于是他就可以出生。

  3. 在他周围,如果有超过三个以上的邻居,他就因为太拥挤而不存活。如果有小于两个邻居存活,他因为他孤单而不存活。

就是简单三个规则,可以做出一个世界。

现在人类对这个世界的了解只有100多个规则,至于这个世界是不是仅有这几个规则,人类还不知道。这个世界是不是可以产生生命,人类也不知道。

最简单的图形:

这是静态图形,刚好满足条件1。

那么一些重复的图形:

可以看到他们有周期,所以很简单。

下面让大家看下,这个世界的生物

一些复杂的生物

可以看到他是不稳定的,但是他有周期,所以就可以说他可以存在。

但他在受到外界干扰,就不能保持他原来的样子。

这个世界有一个东西,他可以向一个方向走。

好在上面的这个生物可以自己去掉他。

那么这些生物是如何形成

那么是不是生物就那么大?不是,有些会无限大。

这就是简单的世界。

他可以做到的规模多大,现在还不知道,可能可以做出生命,他可以建立社会。

Pi 无穷

参见:http://www.cnblogs.com/experdot/p/5931589.htm

http://www.cnblogs.com/zhaoyu1995/p/5370043.html

https://plato.stanford.edu/entries/cellular-automata/#1

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