セル・オートマトン
セル・オートマトンはセルが並んだグリッドで、各セルは生や死などの状態を持ちます。1ステップごとにすべてのセルが同時に変化し、その変化は、セル自身とその近傍だけを見る1つの決まったルールに従います。ルールは1行に収まります。しかし結果はそうではありません。グライダー、カオス、三角形、さらには動くコンピューターまで生まれます。このページでは5つの古典を動かせます。 オートマトンを選んで、動く様子を見てみましょう。グリッドをクリックまたはドラッグしてセルを描くか、「消去」を選びます。Wireworld では、ワイヤーを描いてクリックすると電子を送れます。ルール30とルール110は、1世代ごとに上から下へ1行ずつ追加します。
使い方
- このページを開きます。ライフゲームのグライダー銃が、30世代ごとに新しいグライダーを発射します。
- 別のオートマトンを選びます:ルール30、ルール110、Brian's Brain、または Wireworld の回路。B36/S23 のようなライフゲームのルールや、0から255までの任意のルール番号を入力できます。
- グリッド上のセルを描いたり消したりし、速度と色を変えてから PNG を保存します。
4つの部品、1つのルール
どのセル・オートマトンも同じ4つの部品からできています。グリッドはセルが存在する空間で、直線、チェス盤のような平面、または3次元空間です。状態はセルがとりうる値で、最も単純な場合は黒か白、1か0です。近傍はあるセルに影響を与えるセルの集まりで、正方格子では通常、周囲の8つのセル(ムーア近傍)か、北・東・南・西だけ(フォン・ノイマン近傍)です。ルールはオートマトンの頭脳です。セル自身の状態と近傍の状態から、各セルの次の状態を決めます。
5つの古典的なオートマトン
コンウェイのライフゲーム(B3/S23)では、生きているセルは生きている隣接セルが2つか3つなら生き残り、死んだセルはちょうど3つで誕生します。ルール30とルール110は1次元です。各セルは自分自身と両隣の2つのセルを見て、世代ごとに前の行の下に1行が加わります。ルール30はランダムに見え、ルール110はコンピューターにできるどんな計算もできます。Brian's Brain にはオフ、発火、不応期の3つの状態があり、絶えず動く波が育ちます。Wireworld には空、電子の頭、電子の尾、導体の4つの状態があり、回路を組み立てられます。
やさしいものから難しいものへ
ライフゲームとルール30は最もわかりやすいものです。ルールは1つ、状態は2つで、絵を見ればそのまま理解できます。Brian's Brain は3つ目の状態を加え、どのパルスも前へ進み続けるようにします。Wireworld は組み立てがいがあります:ワイヤー、クロック、ダイオード、論理ゲート。ルール110は最も読み解きにくいものです。動く構造が、繰り返す背景の上でしか見えてこないからです。その背景こそが、ルール110を万能にしています。
よくある質問
セル・オートマトンとは何ですか?
いくつかの状態のどれかをとるセルが並んだグリッドです。1ステップごとに、すべてのセルが同じルールで一斉に更新されます。そのルールはセルとその近傍だけを見ます。単純なルールでも、複雑で予測できない模様が生まれます。
コンウェイのライフゲームのルールは?
B3/S23 です。生きている隣接セルがちょうど3つある死んだセルは誕生します。生きている隣接セルが2つか3つある生きたセルは生き残ります。それ以外のセルは、次の世代ではすべて死んでいます。
ルール30はなぜ有名なのですか?
1つの黒いセルから三角形が育ち、その中央の列はランダムに見えます。どのステップも決まっているにもかかわらずです。スティーブン・ウルフラムはこの列を乱数生成器として使いました。
ルール110が万能であるとはどういう意味ですか?
マシュー・クックは、適切な最初の行を与えれば、ルール110が汎用コンピューターにできるどんな計算も実行できることを証明しました。それができると知られている中で、最も単純なルールの1つです。
Brian's Brain と Wireworld はどのように動きますか?
Brian's Brain では、オフのセルはちょうど2つの隣接セルが発火すると発火し、発火したセルは不応期になり、不応期のセルはオフになります。Wireworld では、電子の頭は尾になり、尾はワイヤーになり、ワイヤーは隣接セルの1つか2つが頭のときに頭になります。
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ブラウザで PictorX を開きます。インストール不要、始めるのにクレジットカードも不要です。
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