세포 자동자
세포 자동자는 세포로 이루어진 격자이며, 모든 세포는 살아 있음이나 죽음 같은 상태를 가집니다. 매 단계마다 모든 세포가 같은 순간에 바뀌는데, 세포 자신과 이웃만 보는 하나의 고정된 규칙을 따릅니다. 규칙은 한 줄에 들어갑니다. 그러나 결과는 그렇지 않습니다. 글라이더, 혼돈, 삼각형, 심지어 작동하는 컴퓨터까지 나옵니다. 이 페이지에서는 다섯 가지 고전을 실행합니다. 자동자를 고르고 실행되는 모습을 지켜보세요. 격자를 클릭하거나 드래그해 세포를 그리거나, ‘지우기’를 선택하세요. Wireworld에서는 전선을 그리고 클릭하면 전자를 보낼 수 있습니다. 규칙 30과 규칙 110은 세대마다 위에서 아래로 한 줄씩 추가합니다.
작동 원리
- 이 페이지를 여세요. 생명 게임의 글라이더 총이 30세대마다 새 글라이더를 발사합니다.
- 다른 자동자를 고르세요: 규칙 30, 규칙 110, Brian's Brain 또는 Wireworld 회로. B36/S23 같은 생명 게임 규칙이나 0부터 255까지의 아무 규칙 번호를 입력하세요.
- 격자에 세포를 그리거나 지우고, 속도와 색을 바꾼 뒤 PNG로 저장하세요.
네 가지 요소, 하나의 규칙
모든 세포 자동자는 같은 네 가지 요소로 이루어집니다. 격자는 세포가 사는 공간으로, 선, 체스판 같은 평면, 또는 3차원 공간입니다. 상태는 세포가 될 수 있는 값으로, 가장 단순한 경우 검은색 또는 흰색, 1 또는 0입니다. 이웃은 한 세포에 영향을 주는 세포들의 집합으로, 정사각형 격자에서는 보통 주위의 여덟 세포(무어 이웃)이거나 북, 동, 남, 서의 세포만(폰 노이만 이웃)입니다. 규칙은 자동자의 두뇌입니다. 세포 자신의 상태와 이웃의 상태로부터 각 세포의 다음 상태를 정합니다.
다섯 가지 고전 자동자
콘웨이의 생명 게임(B3/S23)에서 살아 있는 세포는 살아 있는 이웃이 2개나 3개이면 살아남고, 죽은 세포는 살아 있는 이웃이 정확히 3개이면 살아납니다. 규칙 30과 규칙 110은 1차원입니다. 각 세포는 자신과 양옆의 두 이웃을 보고, 세대마다 이전 줄 아래에 한 줄이 추가됩니다. 규칙 30은 무작위처럼 보이고, 규칙 110은 컴퓨터가 할 수 있는 어떤 계산도 할 수 있습니다. Brian's Brain에는 꺼짐, 발화, 불응기의 세 상태가 있으며 쉬지 않는 파동이 자랍니다. Wireworld에는 비어 있음, 전자 머리, 전자 꼬리, 도체의 네 상태가 있어 회로를 만들 수 있습니다.
쉬운 것부터 어려운 것까지
생명 게임과 규칙 30이 가장 따라가기 쉽습니다. 규칙 하나, 상태 둘, 그리고 보기만 해도 이해되는 그림입니다. Brian's Brain은 세 번째 상태를 더해 모든 펄스가 계속 앞으로 나아가게 합니다. Wireworld는 만들수록 보람이 있습니다. 전선, 클럭, 다이오드, 논리 게이트를 만들 수 있습니다. 규칙 110은 읽기가 가장 어렵습니다. 움직이는 구조가 반복되는 배경 위에서만 드러나기 때문입니다. 바로 그 배경이 규칙 110을 보편적으로 만듭니다.
자주 묻는 질문
세포 자동자란 무엇인가요?
세포로 이루어진 격자로, 각 세포는 몇 가지 상태 중 하나에 있습니다. 매 단계마다 모든 세포가 같은 규칙에 따라 한꺼번에 갱신되며, 이 규칙은 한 세포와 그 이웃만 봅니다. 단순한 규칙으로도 복잡하고 예측할 수 없는 무늬가 만들어질 수 있습니다.
콘웨이의 생명 게임 규칙은 무엇인가요?
B3/S23입니다. 살아 있는 이웃이 정확히 3개인 죽은 세포는 태어납니다. 살아 있는 이웃이 2개나 3개인 살아 있는 세포는 살아남습니다. 그 밖의 모든 세포는 다음 세대에 죽은 상태가 됩니다.
규칙 30은 왜 유명한가요?
검은 세포 하나에서 삼각형이 자라는데, 모든 단계가 정해져 있는데도 가운데 열이 무작위처럼 보입니다. 스티븐 울프럼은 이 열을 난수 생성기로 사용했습니다.
규칙 110이 보편적이라는 것은 무슨 뜻인가요?
매슈 쿡은 알맞은 첫 줄이 주어지면 규칙 110이 범용 컴퓨터가 할 수 있는 어떤 계산도 수행할 수 있음을 증명했습니다. 이렇게 할 수 있다고 알려진 가장 단순한 규칙 중 하나입니다.
Brian's Brain과 Wireworld는 어떻게 작동하나요?
Brian's Brain에서 꺼진 세포는 정확히 2개의 이웃이 발화하면 발화하고, 발화한 세포는 불응기가 되며, 불응기 세포는 꺼집니다. Wireworld에서 전자 머리는 꼬리가 되고, 꼬리는 전선이 되며, 전선은 이웃 중 1개나 2개가 머리이면 머리가 됩니다.
시도해 볼 준비가 되셨나요?
브라우저에서 PictorX를 엽니다. 설치가 필요 없고 시작하는 데 신용 카드가 필요하지 않습니다.
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