细胞自动机和康威生命游戏
从65438年到0970年，剑桥大学的J.H.Conway设计了“生命游戏”，这是一个具有生成动态模式和结构能力的元胞自动机模型，吸引了许多科学家的兴趣，促进了元胞自动机研究的快速发展。
之后，史蒂夫·沃尔夫勒姆对初等元胞自动机的256条规则生成的所有模型进行了详细深入的研究。他还用熵来描述其进化行为，并将元胞自动机分为四类:平稳、周期、混沌和复杂。
现在，元胞自动机已经应用于许多领域，如交通流模型、火灾模拟模型、肿瘤细胞生长机制模拟、股票投资心理模型、计算机并行计算等。
标准元胞自动机是由“元胞、元胞状态、邻域和状态更新规则”组成的四元组，可以用数学符号表示为A=(L，d，S，N，f)。
元胞是元胞自动机的基本单元，元胞空间是元胞分布的空间点的集合。
说白了就是所有细胞可以存在的位置集合。
理论上细胞空间在所有维度上无限延伸，但实际上在计算机上无法实现。因此，需要定义不同的边界条件。
细胞空间中有三种类型的边界条件:周期的、反射的和固定的。
一般情况下，一个单元格一次只能有一个状态，这个状态取自一个有限集，比如{0，1}、{Life，Death}、{a1、a2、...，an}等等。
在不同的应用模型中，这种状态也可以用来表达不同的特征，比如社会科学中个体所持的态度或行为。
空间上与小区相邻的位置称为邻居，所有邻居组成的区域就是小区的邻域。
在一维情况下，经常用半径r来确定邻域，所有距离该单元格为r的单元格都是他的邻域。
如下图，灰色位置是黑色单元格的邻域。
在二维的情况下，通常有以下类型的邻域:
它是指根据细胞的当前状态及其邻域内细胞的状态来确定细胞下一时刻状态的状态传递函数。
状态更新规则可以写成
其中，它表示在时间t设置的邻居状态
为了方便起见，每种细胞自动机通常都有一个名称。根据一维双色元胞自动机的状态更新函数，a * *有三个变量，每个变量有0和1两种状态，所以a * *有111、65438+两种或三种不同的组合。
根据不同的规则，这8种组合对应的函数值可能是0，也可能是1。因此，一个* * *有2 ^ 8个函数值的组合，对应2 ^ 8个规则。例如，下面这个叫做#规则90#
以# Rule 90#为例，我们迭代进化出一个一维双色元胞自动机，初始状态为{0 0 0 1 1 0 0 0}，背景空间固定为0。
经过四次迭代后，
在100次迭代之后，
生命游戏是由剑桥大学的J H Conway于1970提出的二维元胞自动机。它被命名为“生命游戏”，因为它模拟和显示的图像看起来像生命的诞生和繁殖。游戏中没有玩家之间的竞争，只有细胞的不断死亡和产生。在游戏过程中，无序的细胞会逐渐演变成各种精致有形的结构。
规则也很简单:下一刻一个细胞的生死取决于相邻八个方格中活细胞或死细胞的数量。如果相邻方格活细胞太多，这个细胞下一刻就会因为资源不足而死亡；相反，如果周围活细胞太少，这个细胞就会因为太孤独而死亡。
其规则如下
虽然生命游戏的规则很简单，但它可以产生很多有趣的细胞团，合理改变它的规则可以产生更复杂有趣的生物。
科学家总结的生物图谱如下
它们的名字是立方体、蜂巢、烤面包、船和浴缸。
参考数据
blogs . com/bellkosmos/p/introduction _ of _ cellular _ automata . html
简单明了的解释一下元胞自动机及其应用？——王茂南的回答。-知乎
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