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规则 54


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规则 54 是 Stephen Wolfram 在 1983 年引入的 基本元胞自动机 规则之一 (Wolfram 1983, 2002)。它根据单元格的颜色及其直接邻居指定单元格的下一个颜色。其规则结果以二进制表示 54=00110110_2 编码。上面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)。规则 54 被推测是通用的,但尚未被证明。

从单个黑色单元格开始,连续世代 n=0, 1, ... 通过以二进制形式解释数字 1, 7, 17, 119, 273, 1911, 4369, 30583, ... (OEIS A118108) 给出,即 1, 111, 10001, 1110111, 100010001, ... (OEIS A118109)。第 n 次迭代的十进制值由以下闭合形式给出

 a(n)={7/(15)(4^(n+1)-1)   for n odd; 1/(15)(4^(n+2)-1)   for n even
(1)

(E. W. Weisstein,4 月 13 日,2006 年),因此,对于由单个黑色单元格组成的初始配置,规则 54 的计算在计算上是可简化的。a(n) 具有生成函数

 (7x+1)/((x-1)(x+1)(4x-1)(4x+1)).
(2)

规则 54 是 双向手性 的,其补规则是规则 147。


另请参见

基本元胞自动机, 规则 30, 规则 50, 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/01/01/54/

使用 Wolfram|Alpha 探索

参考文献

Sloane, N. J. A. 在“整数序列在线百科全书”中的序列。A118108A118109Wolfram, S. 元胞自动机的统计力学。Rev. Mod. Phys. 55, 601-644, 1983.Wolfram, S. 一种新科学。 Champaign, IL: Wolfram Media, pp. 55, 90, 和 952, 2002.

在 Wolfram|Alpha 上被引用

规则 54

请引用为

Weisstein, Eric W. "规则 54。" 来自 MathWorld——Wolfram 网络资源。 https://mathworld.net.cn/Rule54.html

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