「セル・オートマトン」の版間の差分

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正確な発音に近い“'''セルラ・オートマトン'''”とも呼ばれることがある。“セル”は「[[細胞]]」「小部屋」、“セルラ”は「細胞状の」、[[オートマトン]](複数形[[オートマタ]])は「からくり」「自動機械」を意味する。複数形はセルラ・オートマタ (cellular automata) である。
 
セル・オートマトンは無限に広がる格子状のセル(細胞のような単位)で構成されており、各セルは有限種類の(多くは2~2から数十種類の)内部状態を持ち、時間が進むと共に内部状態は変化していく。また、ここでの時間は離散的(不連続的)なものであり、時刻 ''t'' + 1 における1つのセルの内部状態は、時刻 ''t'' における、そのセル自体および近傍のセルの内部状態によって決定される。全てのセルに等しく「規則」が適用され、セルが更新されると、新たな「ジェネレーション」(世代)になった、と考える。
 
== 概要 ==
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*「ルール30」と呼ばれるのは、時刻t+1における中央のセルの内部状態一覧を並べると0,0,0,1,1,1,1,0となっており、この[[二進記数法|2進数]]の数を[[十進記数法|10進数]]に直すと30であるためである。このようにして2<sup>8</sup> = 256通りある1次元セル・オートマトンのルールを分類しているのである。
 
{| class="wikitable" style="margin:0 auto;"
<div align="center">
{| border=1 cellspacing="0" cellpadding="3" |
|+ '''ルール 30'''
|-
|! 時刻tでの内部状態(左、中央、右)
| 111 || 110 || 101 || 100 || 011 || 010 || 001 || 000
| 111
|- style="text-align:center;" |
| 110
|! 時刻t+1での中央のセルの内部状態
| 101
| 0 || 0 || 0 || 1| 1 || 1 || 1 || 0
| 100
| 011
| 010
| 001
| 000
|-
| 時刻t+1での中央のセルの内部状態
| align="center" | 0
| align="center" | 0
| align="center" | 0
| align="center" | 1
| align="center" | 1
| align="center" | 1
| align="center" | 1
| align="center" | 0
|}
</div>
 
 
下図は、最初の内部状態が1である1個のセルが、時間とともに発展する様子である。(線状のセルを、時間順に、下方へと並べている)
[[File:CA.1D.Rule30.Early generation.png|center]]
 
<div align="center">
[[File:CA.1D.Rule30.Early generation.png]]
</div>
 
 
下図は、さらに時間が経過した様子。
[[File:CA_rule30s.png|center]]
<div align="center">
[[File:CA_rule30s.png]]
</div>
 
[[File:Textile cone.JPG|thumb|right|240px|セル・オートマトン状模様の貝殻(イモ貝)]]
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また、ルール90の1次元セル・オートマトンは典型的な[[フラクタル]]図形である[[シェルピンスキーのギャスケット]]を生成する。
 
[[File:SierpinskiTriangle.PNG|250px|シェルピンスキーのギャスケット|center]]
<div align="center">
{| class="wikitable" style="margin:0 auto;"
[[File:SierpinskiTriangle.PNG|250px|シェルピンスキーのギャスケット]]
{| border="1" cellspacing="0" cellpadding="3" |
|+ '''ルール 90'''
|-
|! 時刻tでの内部状態
| 111 || 110 || 101 || 100 || 011 || 010 || 001 || 000
| 111
|- style="text-align:center;"
| 110
|! 時刻t+1での中央のセルの内部状態
| 101
| 0 || 1 || 0 || 1 || 1 || 0 || 1 || 0
| 100
| 011
| 010
| 001
| 000
|-
| 時刻t+1での中央のセルの内部状態
| align="center" | 0
| align="center" | 1
| align="center" | 0
| align="center" | 1
| align="center" | 1
| align="center" | 0
| align="center" | 1
| align="center" | 0
|}
 
</div>
 
==可逆型セル・オートマトン==