Кіріспе

Циклдік жасушалық автомат - Дэвид Гриффит әзірлеген және басқа да бірнеше жасушалық автомат зерттеушілері зерттеген жасушалық автомат ережесінің бір түрі. Бұл жүйеде әрбір жасуша көрші жасушаның модульдік мәні жасушаның өзінен дәл бір бірлік үлкен болғанына дейін өзгермейді, бұл кезде ол көршісінің мәнін көшіреді. Бір өлшемді циклдік жасушалық автоматтар өзара әрекеттесетін бөлшектердің жүйесі ретінде түсіндірілуі мүмкін, ал жоғары өлшемдегі циклдік жасушалық автоматтар күрделі спиральді мінез-құлықты көрсетеді.

Ережелер

Кез келген жасушалық автомат сияқты циклдік жасушалық автомат бір немесе бірнеше өлшемдегі жүйелі тордан тұрады. Жасушалар кез келген күйді қабылдауы мүмкін, бірінші буын әрбір жасушадағы кездейсоқ күйлерден басталады. Әрбір кейінгі ұрпақта егер жасушаның көрші жасушасы болса, оның мәні жасушаның құнының жалғаушысы болса, жасуша "тұтыну" болып табылады және келесі құнды қабылдап алады. (Бұл; модульді арифметиканы да қараңыз.) Бұл ережелердің жалпы түрлері шегі бар параметрді қамтиды және тек келесі мәнді көршілердің саны осы шектен асқан кезде ғана ұяшықты тұтынуға мүмкіндік береді.

Бір өлшем

Бір өлшемді циклдік жасушалық автоматты Гриффит студенті Роберт Фиш кеңінен зерттеді. n = 3 немесе n = 4 кездейсоқ конфигурациядан басталатын бұл ереже үлгісін шығарады, ол уақыт-кеңістік диаграмма ретінде ұсынылған кезде тордың үлкен аймақтары үшін бәсекелесетін мәндердің өсу үшбұрыштарын көрсетеді. Бұл аймақтардың арасындағы шекараларды қозғалатын бөлшектер ретінде қарастыруға болады, олар бір-бірімен соқтығысып, өзара әсер етеді. Үш күйдегі циклдік жасуша автоматында i және i + 1 (mod n) мәндері бар аймақтар арасындағы шекараны аймақтардың ретке келуіне байланысты солға немесе оңға қарай қозғалатын бөлшектер ретінде қарастыруға болады; солға қарай қозғалатын бөлшектер оңға қарай қозғалатын бөлшектермен соқтығысқанда, олар бір-бірін жояды, жүйеде екі бөлшекті аз қалдырады. Баллистикалық жою процесінің бұл түрі басқа бірнеше жасушалық автоматта және байланысты жүйелерде, соның ішінде Rule 184 -де, яғни жол қозғалысын модельдеу үшін қолданылатын жасушалық автоматта кездеседі. n = 4 автоматта екі бірдей бөлшектер түрі және бірдей анигиляция реакциясы болады. Сонымен қатар, i және i + 2 (mod n) мәндері бар аймақтар арасындағы шекараны тұрақты болып қалатын үшінші бөлшектер түрі ретінде қарастыруға болады. Қозғалыстағы және тұрақсыз бөлшектердің соқтығысуы бір қозғалатын бөлшектің қарама-қарсы бағытта қозғалуына әкеледі. Алайда, n ≥ 5 үшін кездейсоқ бастапқы конфигурациялар кездейсоқ емес ұзақ аралық динамикасын қалыптастырудың орнына тез тұрақтандыруға бейім. Гриффит бұл дихотомияны бір жағынан n = 3 және n = 4 автоматтарының ұзын диапазонды бөлшектер динамикасы мен екінші жағынан n ≥ 5 автоматтарының статикалық мінез-құлқы арасындағы "Бобтың дилеммасы" деп атады.