Skip to content

Pagrindinė tema: Ląsteliniai automatai

2002 metais Stefenas Volframas, knygoje A New Kind of Science, iškėlė mintį, kad gamtos taisyklės yra labai paprastos, o sudėtingumas tėra įspūdis susidarantis stebint ją. Keldamas šią mintį Volframas iš naujo atrado paprastas programas (anksčiau žinomas ląstelinių automatų vardu). Šios programos, kaip ir aplinkinis pasaulis Volframo teigimu, pagal apibrėžimą yra labai paprastos, bet jų evoliucija yra sudėtinga ir tam tikrais atvejais netgi chaotinė. Šiuo požiūriu paprastos programos gali būti sunkiai atskiriamos nuo stochastinių procesų.

Visgi ląsteliniai automatai nuo stochastinių procesų modelių skiriasi. Paprastos programos dažniausiai yra determinuotos – jos gali savyje neturėti jokio atsitiktinumo – tačiau jos vistiek galės demonstruoti chaotinį elgesį. Tuo ląsteliniai automatai primena sudėtingas dinamines sistemas, kurios taip pat yra determinuotos, bet galinčios demonstruoti taip vadinamą dinaminį chaosą. Visgi priešingai nei dinaminės sistemos ląsteliniai automatai nenaudoja jokios sudėtingos matematikos, kuri dažnai lydi sudėtingų dinaminių sistemų aprašymą.

Taigi šiame svetainės skyriuje mes pademonstruosime, kad ir paprastų taisyklių pagalba galima gauti sudėtingą, chaotinį, elgesį.

Daugiau modelių »

Belousovo-Žabotinskio reakcija

Belousovo-Žabotinskio reakcija 1 yra cheminė reakcija, o tiksliau visa reakcijų „šeima“, pasižyminti osciliacijomis.

Ši reakcija yra vienas klasikinių netiesinių osciliacijų pavyzdžių gamtoje, tad jos modeliavimas yra ypatingai svarbus Rizikos fizikos kontekste. Kitas gerai žinomas pavyzdys, jau nagrinėtas Rizikos fizikoje, yra aukos-plėšrūnų sąveika ekosistemoje. Įdomu tai, kad nepaisant esminių šių sistemų skirtumų abiem modeliuoti tinka tos pačios Lotka-Volterra lygtys.

Be sąsajų su šiuo anksčiau aptartu modeliu pateiksime ir diskretų erdvinį ląstelinį automatą, kuris atkuria erdvines Belousovo-Žabotinskio reakcijoms būdingas osciliacijas. Skaityti „Belousovo-Žabotinskio reakcija“ toliau »

Wolframo elementarios programėlės

2 pav. Elementaraus ląstelinio automato, kuris naudoja taisyklę 110 evoliucija stratuojant nuo pradinės atsitiktinai suformuotos eilutės.

Matematikoje ir skaičiavimų teorijoje elementariomis programėlėmis, o tiksliau elementariais ląsteliniais automatais, vadinami vienmačiai ląsteliniai automatai, kurių ląstelės gali būti vienoje iš dviejų būsenų – t.y. tik įjungtos arba išjungtos. Taip pat svarbu žinoti, kad elementarių ląstelinių automatų ląstelės būsena duotu laiko momentu, 90afc0042a7ec7cd4de37d5ab867481a T 000000 0 inline Wolframo elementarios programėlės cellular automata interactive models  Wolfram seni modeliai , priklauso tik nuo pačios ląstelės ir jos artimiausių kaimynų būsenų ankstesniu laiko momentu, 71b7d8668646cda541167cb4c79bd510 T 000000 0 inline Wolframo elementarios programėlės cellular automata interactive models  Wolfram seni modeliai . Dėl šių apribojimų tokie ląsteliniai automatai atrodo labai paprasti, tačiau jais galima imituoti gan sudėtingą ar net chaotinę elgseną. Skaityti „Wolframo elementarios programėlės“ toliau »