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规则 50


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规则 50 是 Stephen Wolfram 在 1983 年引入的基本元胞自动机规则之一 (Wolfram 1983, 2002)。它指定单元格中的下一个颜色,取决于其颜色及其直接邻居。其规则结果编码在二进制表示 50=001100100_2 中。 上图展示了此规则以及它在 15 步后产生的单个黑色单元格的演变过程 (Wolfram 2002, p. 55)。

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请注意,对于单个黑色单元格的初始条件,规则 50 等效于规则 58、114、122、178、186、242 和 250,这些规则正是那些具有二进制表示 xx11x010_2 的规则。 通过互补和镜像反转以及互补获得的变体是规则 160、161、162、163、176、177、178 和 179。

从单个黑色单元格开始,连续世代 n=0, 1, ... 由解释数字 1, 5, 21, 85, 341, 1365, 5461, 21845, 87381, 349525, ... (OEIS A002450) 以二进制形式给出,即 1, 101, 10101, ... (OEIS A071028)。 第 n 项由下式给出

a(n)=sum_(k=0)^(n)2^(2k)
(1)
=1/3(4^(n+1)-1),
(2)

因此,对于由单个黑色单元格组成的初始配置,第 n 代的计算是计算可简化的。 a(n) 具有生成函数

 1/((x-1)(4x-1)).
(3)

参见

加法元胞自动机, 基本元胞自动机, 规则 30, 规则 54, 规则 60, 规则 62, 规则 90, 规则 94, 规则 102, 规则 110, 规则 126, 规则 150, 规则 158, 规则 182, 规则 188, 规则 190, 规则 220, 规则 222, 规则 250

相关 Wolfram 网站

http://atlas.wolfram.com/01/01/50/

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参考文献

Sloane, N. J. A. 序列 A002450/M3914 和 A071028,出自“整数序列在线百科全书”。Wolfram, S. “元胞自动机的统计力学”。现代物理评论 55, 601-644, 1983.Wolfram, S. 一种新的科学。 Champaign, IL: Wolfram Media, pp. 55, 90, 和 952, 2002.

在 Wolfram|Alpha 上引用

规则 50

请引用为

Weisstein, Eric W. “规则 50。” 来自 MathWorld--Wolfram Web 资源。 https://mathworld.net.cn/Rule50.html

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