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
- Apri questa pagina. Un cannone di alianti nel Gioco della vita spara un nuovo aliante ogni 30 generazioni.
- 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.
- 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.
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