15
10

Maggiori informazioni sugli automi cellulari

Automi cellulari

Un automa cellulare è una griglia di celle, e ogni cella ha uno stato, per esempio viva o morta. A ogni passo tutte le celle cambiano nello stesso istante, secondo un’unica regola fissa che guarda solo la cella e le sue vicine. Le regole stanno in una riga. I risultati no: alianti, caos, triangoli e perfino computer funzionanti. Questa pagina esegue cinque classici. Scegli un automa e guardalo evolvere. Fai clic o trascina sulla griglia per disegnare celle, oppure scegli Cancella. In Wireworld, disegna un filo e fai clic su di esso per inviare un elettrone. La Regola 30 e la Regola 110 aggiungono una riga per generazione, dall’alto verso il basso.

Come funziona

  1. Apri questa pagina. Un cannone di alianti nel Gioco della vita spara un nuovo aliante ogni 30 generazioni.
  2. Scegli un altro automa: Regola 30, Regola 110, Brian's Brain o un circuito Wireworld. Digita una regola di tipo Gioco della vita come B36/S23, o qualsiasi numero di regola da 0 a 255.
  3. Disegna o cancella celle sulla griglia, cambia velocità e colori, poi salva un PNG.

Quattro parti, una regola

Ogni automa cellulare è costruito con le stesse quattro parti. La griglia è lo spazio in cui vivono le celle: una linea, un piano come una scacchiera o uno spazio 3D. Gli stati sono ciò che una cella può essere, nel caso più semplice nero o bianco, 1 o 0. Il vicinato è l’insieme delle celle che influenzano una cella, su una griglia quadrata di solito le otto celle intorno a essa (il vicinato di Moore) o solo nord, est, sud e ovest (il vicinato di von Neumann). La regola è il cervello dell’automa: dà a ogni cella il suo stato successivo in base al proprio stato e alle sue vicine.

Cinque automi classici

Nel Gioco della vita di Conway (B3/S23) una cella viva sopravvive con 2 o 3 vicine vive, e una cella morta prende vita con esattamente 3. La Regola 30 e la Regola 110 sono unidimensionali: ogni cella guarda sé stessa e le sue due vicine, e ogni generazione aggiunge una riga sotto l’ultima. La Regola 30 sembra casuale, e la Regola 110 può calcolare tutto ciò che può calcolare un computer. Brian's Brain ha tre stati, spento, acceso e refrattario, e genera onde irrequiete. Wireworld ne ha quattro, vuoto, testa di elettrone, coda di elettrone e conduttore, e permette di costruire circuiti.

Dal più facile al più difficile

Il Gioco della vita e la Regola 30 sono i più facili da seguire: una regola, due stati e un’immagine che si spiega da sola. Brian's Brain aggiunge un terzo stato che fa avanzare ogni impulso. Wireworld premia chi costruisce: fili, clock, diodi e porte logiche. La Regola 110 è la più difficile da leggere, perché le sue strutture mobili si vedono solo su uno sfondo che si ripete. È proprio quello sfondo a renderla universale.

Domande frequenti

Che cos’è un automa cellulare?

Una griglia di celle, ognuna in uno di pochi stati. A ogni passo tutte le celle si aggiornano insieme secondo la stessa regola, che guarda solo una cella e le sue vicine. Regole semplici possono comunque creare motivi complessi e imprevedibili.

Quali sono le regole del Gioco della vita di Conway?

B3/S23. Una cella morta con esattamente 3 vicine vive nasce. Una cella viva con 2 o 3 vicine vive sopravvive. Ogni altra cella è morta nella generazione successiva.

Perché la Regola 30 è famosa?

Da una sola cella nera fa crescere un triangolo la cui colonna centrale sembra casuale, anche se ogni passo è stabilito. Stephen Wolfram ha usato quella colonna come generatore di numeri casuali.

Che cosa significa che la Regola 110 è universale?

Matthew Cook ha dimostrato che la Regola 110 può eseguire qualsiasi calcolo possibile per un computer generico, con una prima riga adatta. È una delle regole più semplici note in grado di farlo.

Come funzionano Brian's Brain e Wireworld?

In Brian's Brain una cella spenta si accende quando esattamente 2 vicine sono accese, una cella accesa diventa refrattaria e una cella refrattaria si spegne. In Wireworld una testa di elettrone diventa una coda, una coda diventa filo e il filo diventa una testa quando 1 o 2 vicine sono teste.

Pronto a provarlo?

Apri PictorX nel tuo browser: nessuna installazione, nessuna carta di credito richiesta per iniziare.

Vai all'editor