Max OrHai 用NetLogo编写了一个简单的基本元胞自动机模拟器

叫做：基本元胞自动机的 NetLogo 学习

你可从课程材料网页上下载该模拟器程序

现在让我来演示下它是如何工作的

你可以选择格子（lattice）的规模，即元胞的数目

你已经选择了 70 个元胞，并设置为循环方式

这意味着（正如我们说过的）：最左侧元胞的左邻居是最右侧的元胞

呃，让我看看，嗯，（鼠标所在滑动条）你还可以选择规则代码

这里，选择的是规则110 —— 这里的数字对应的是Wolfram代码（Wolfram code）

你可以通过鼠标所在开关来选择初始配置是只有一个黑色的元胞（“关”）还是随机配置（“开”）

这里初始选择的是随机配置

现在，你可以点击“setup”按钮了

好了，模拟器将从一个随机配置开始启动

然后，你可以点击“Go 1”按钮：每次执行一步

或者，点击“Go”按钮……要停止运行，再次点击“Go”即可

此外，模拟器还允许你查看和编辑规则（点击“Edit Rule”按钮）

这里对规则进行了显示：包括每个元胞的邻居以及中心元胞的更新情况

还显示了Worfram 编码。可以通过点击元胞来改变规则

……再次点击，恢复到规则110

如果再次点击“Edit Rule”按钮可离开规则编辑界面，回到规则模拟状态

好了，现在让我们来看看其它一些规则

让我们先来看看规则 0

嗯，可以点击”Edit Rule“按钮查看和编辑规则

好了，每个元胞的更新状态都是白色

嗯，你可以猜猜，接下来会发生什么呢？

如果我们点击”Setup“，然后点”Go 1“

嗯，它确实始于一个随机的初始配置，但随后所有元胞都更新……成了……白色

嗯，这是一个非常简单的不动点（fixed point）

即：元胞自动机的迭代更新，使得所有元胞都保持为白色（这一不动点）

如果试试规则 1，会是什么情况呢？

点击”Edit Rule“按钮

除了左右邻居都是白色的白色中心元胞会被更新为黑色外，其余情况下中心元胞都被更新为白色

嗯，如果我……点击”Setup"按钮

再点击“Go 1”……

我们可以发现……

典型地，始于随机配置的规则 1，会在全白区域、全黑区域之间形成来回摆动

（在某一步时）全白区域会更新成全黑区域，全黑区域更新成全白区域

然后，在下一步时，又反过来了

所以（随着不停的点击“Go 1”按钮）可以一直看到两种不同状态间的来回摆动

还可以再试试规则 2——我们将演示的最后一个规则

规则 2的内容是：除了“白白黑”配置的中心元胞会被更新为黑色外，其余都会被更新为白色

如果点击“Setup”……然后点“Go”……

你将能看到一些由黑色元胞所组成的对角线

而且，整个模式也会不停地重复……

好了，本节课后不再布置测试题，但希望你们能下载这个 Netlogo 模拟程序并完成如下工作：

找到 3 种基本元胞自动机规则（不能是本节课所演示的规则），分别产生如下行为：

（1）不动点：整个元胞自动机的配置进入一个不再改变的状态

（2）以 2 为周期的摆动（振荡）：元胞自动机的配置在两种状态间来回摆动

（3）复杂的行为：由你自己决定什么才是“复杂”的

这些问题都有许多种可能的答案，在下次视频课程上，我将给出一些例子

但首先，请你自己先试着找找