15
10

مزيد من المعلومات عن الأوتوماتا الخلوية

الأوتوماتا الخلوية

الأوتوماتون الخلوي شبكة من الخلايا، ولكل خلية حالة، مثل حية أو ميتة. في كل خطوة تتغير جميع الخلايا في اللحظة نفسها، وفق قاعدة ثابتة واحدة لا تنظر إلا إلى الخلية وجيرانها. تتسع القواعد في سطر واحد. أما النتائج فلا: طائرات شراعية، وفوضى، ومثلثات، بل وحواسيب تعمل فعلًا. تشغّل هذه الصفحة خمسة نماذج كلاسيكية. اختر أوتوماتونًا وشاهده يعمل. انقر على الشبكة أو اسحب عليها لرسم الخلايا، أو اختر «محو». في Wireworld، ارسم سلكًا وانقر عليه لإرسال إلكترون. تضيف القاعدة 30 والقاعدة 110 صفًا واحدًا في كل جيل، من الأعلى إلى الأسفل.

كيف يعمل

  1. افتح هذه الصفحة. يطلق مدفع الطائرات الشراعية في لعبة الحياة طائرة شراعية جديدة كل 30 جيلًا.
  2. اختر أوتوماتونًا آخر: القاعدة 30، أو القاعدة 110، أو Brian's Brain، أو دارة Wireworld. اكتب قاعدة للعبة الحياة مثل B36/S23، أو أي رقم قاعدة من 0 إلى 255.
  3. ارسم الخلايا على الشبكة أو امحُها، وغيّر السرعة والألوان، ثم احفظ صورة PNG.

أربعة أجزاء وقاعدة واحدة

يُبنى كل أوتوماتون خلوي من الأجزاء الأربعة نفسها. الشبكة هي الفضاء الذي تعيش فيه الخلايا: خط، أو مستوٍ مثل رقعة الشطرنج، أو فضاء من 3 أبعاد. الحالات هي ما يمكن أن تكونه الخلية، وفي أبسط الحالات أسود أو أبيض، 1 أو 0. الجوار هو مجموعة الخلايا التي تؤثر في خلية ما، وعلى الشبكة المربعة يكون عادةً الخلايا الثماني المحيطة بها (جوار مور) أو خلايا الشمال والشرق والجنوب والغرب فقط (جوار فون نيومان). القاعدة هي دماغ الأوتوماتون: تعطي كل خلية حالتها التالية انطلاقًا من حالتها وحالات جيرانها.

خمسة أوتوماتا كلاسيكية

في لعبة الحياة لكونواي (B3/S23) تبقى الخلية الحية إذا كان لها 2 أو 3 جيران أحياء، وتولد الخلية الميتة إذا كان لها 3 بالضبط. القاعدة 30 والقاعدة 110 أحاديتا البعد: تنظر كل خلية إلى نفسها وإلى جارتيها، ويضيف كل جيل صفًا تحت الصف الأخير. تبدو القاعدة 30 عشوائية، أما القاعدة 110 فتستطيع حساب أي شيء يستطيعه الحاسوب. أما Brian's Brain فله ثلاث حالات، مطفأة ومشتعلة وفي فترة الجموح، وتنمو فيه موجات لا تهدأ. ولـWireworld أربع حالات، فارغة ورأس إلكترون وذيل إلكترون وموصل، ويتيح لك بناء الدارات.

من السهل إلى الصعب

لعبة الحياة والقاعدة 30 أسهلها متابعةً: قاعدة واحدة، وحالتان، وصورة تشرح نفسها. يضيف Brian's Brain حالة ثالثة تُبقي كل نبضة تتحرك إلى الأمام. أما Wireworld فيكافئ من يبني: أسلاك وساعات وصمامات ثنائية وبوابات منطقية. والقاعدة 110 أصعبها قراءةً، لأن بنياتها المتحركة لا تظهر إلا على خلفية متكررة. وتلك الخلفية هي ما يجعلها شاملة حسابيًا.

الأسئلة المتداولة

ما الأوتوماتون الخلوي؟

شبكة من الخلايا، كل منها في واحدة من بضع حالات. في كل خطوة تتحدّث جميع الخلايا معًا وفق القاعدة نفسها، التي لا تنظر إلا إلى الخلية وجيرانها. ومع ذلك يمكن للقواعد البسيطة أن تصنع أنماطًا معقدة لا يمكن التنبؤ بها.

ما قواعد لعبة الحياة لكونواي؟

B3/S23. الخلية الميتة التي لها 3 جيران أحياء بالضبط تولد. والخلية الحية التي لها 2 أو 3 جيران أحياء تبقى. وكل خلية أخرى تكون ميتة في الجيل التالي.

لماذا تشتهر القاعدة 30؟

من خلية سوداء واحدة ينمو مثلث يبدو عموده الأوسط عشوائيًا، مع أن كل خطوة محددة. استخدم ستيفن ولفرام هذا العمود مولّدًا للأعداد العشوائية.

ماذا يعني أن القاعدة 110 شاملة حسابيًا؟

أثبت ماثيو كوك أن القاعدة 110 تستطيع تنفيذ أي حساب يستطيعه حاسوب عام الأغراض، إذا أُعطيت صفًا أول مناسبًا. وهي من أبسط القواعد المعروفة القادرة على ذلك.

كيف يعمل Brian's Brain وWireworld؟

في Brian's Brain تشتعل الخلية المطفأة عندما يشتعل 2 من جيرانها بالضبط، وتدخل الخلية المشتعلة فترة الجموح، وتنطفئ الخلية التي في فترة الجموح. وفي Wireworld يصبح رأس الإلكترون ذيلًا، ويصبح الذيل سلكًا، ويصبح السلك رأسًا عندما يكون 1 أو 2 من جيرانه رؤوسًا.

هل أنت مستعد لتجربتها؟

افتح PictorX في متصفحك - بدون تثبيت، ولا يلزم وجود بطاقة ائتمان للبدء.

الانتقال إلى المحرر