元胞自动机java代码元胞自动机程序

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元胞自动机要自己写代码吗

要。元胞自动机要自己写代码。元胞自动机(cellularautomata，CA)是一种时间、空间、状态都离散，空间相互作用和时间因果关系为局部的网格动力学模型。

如何利用元胞自动机求解微分方程

百度啊

一个VB做的演示元胞自动机的小程序，可以自己编辑图案，用配置文件设置参数（都已经设置好了），另外带有作者自己编辑的几个小图案，包括著名的“滑翔机”

以ARM为核心应用不广泛

生命游戏的java源代码。基于元胞自动机的生命游戏，是学习和深入CA方法的很好例子。-life game of java source code. Based on Cellular Automata game of life, and in-depth study of CA good example.

《分形算法与程序设计——Visual C++实现》的第七章和第十章源码包括一维元胞自动机生成的Sierpinski三角形、随机分布的Sierpinski三角形、二维元胞自动机小程序源代码、DLA模型源代码、用DLA模型模拟植物的生长源代码、原点演化圆形边界的DLA程序源垂直演化折线干预的DLA程

[CATest.rar] - 在flashmx下编写的程序，解释并演示元胞自动机规则，并进行动画演示

[Sand2D_CA.rar] - 模拟砂堆的元胞自动机源代码。对于认识和学习元胞自动机（CA）很有帮助

[apply.rar] - 有关元胞自动机的应用方面的文章，很有参考价值

[yuanbao.rar] - 有关元胞自动机的基本知识，好好看看，可加深对元胞自动机的理解

细胞自动机（Cellular Automata）最初由数学家 Stanislaw M. Ulam（1909-1984）与 John von Neumann（1903-1957）於 1950 年代所提出，在型态表现上，细胞自动机是一个离散型的动力系统（ Discrete Dynamical Systems）。在 1940 年代，von Neumann 与共事的科学家们合作设计了可储存程式的数位电脑之后，他就对自我复制发生兴趣：能储存程式的机器能不能自我复制

？ von Neumann 认为，至少在原则上与形式上是可行的，於是他开始作这方面的理论研究，过程中他提出了「细胞自动机」的概念，这个实际构想是由罗沙拉摩斯的数学家 Ulam 所建议的

。当细胞自动机在电脑上模拟的时候，几乎可以复制出类似於自然界当中实际发生的动力系统运作，这使得细胞自动机成为了研究复杂系统行为的最初理论框架，罗沙拉摩斯的博士后研究员 Christopher Langton 因而提出了「人工生命」（ Artificial Life ）这个名词，细胞自动机便是人工生命的第一个雏形，并且变成复杂性科学，或者说是复杂适应性系统的其中一支。

细胞自动机是由一些特定规则的格子所组成，每个格子看做是一个细胞；每一个细胞可以具有一些状态，但是在某一时刻只能处一种状态之中。随著时间的变化（我们称作「叠代」过程），格子上的每一个细胞根据周围细胞的情形，按照相同的法则而改变状态，换句话说，一个细胞的状态是由上一个时刻所围绕的细胞的状态所决定。以人工生命的角度来看，细胞自动机可以视为一个让许多单细胞生物生活的世界，在我们设定好这个世界的初始状态之后，它们便按照同一个规则做演化。

设计一个细胞自动机需要包含几个部份：

◆ 决定细胞活动空间的维度

◆ 定义细胞可能具有的状态

◆ 定义细胞改变状态的规则

◆ 设定细胞自动机中各个细胞的初始状态

细胞自动机，在细胞活动的空间上，可以是一维的，二维的，三维的，或更高维度，在这个网页，笔者要分别介绍二维的细胞自动机（也称作「生命游戏」），与一维的细胞自动机。透过不同的设计，细胞自动机可以展现无限的多样性，其中最让人惊异的是有些细胞自动机可以产生存在於大自然的景象，例如贝壳上的图案、雪花的结构、蜿蜒的河流等等，另外，我们也可以发现，这些小方格的变化似乎展现了许多真实生命的特质，例如，细胞自动机中的细胞们会像有机生物一般，有移动、成长、灭亡与自我复制等类似的行为。

就形式而言，细胞自动机有三个特徵：

◆ 平行计算（parallel computation）：每一个细胞个体都同时同步的改变

◆ 局部的（local）：细胞的状态变化只受周遭细胞的影响。

◆ 一致性的（homogeneous）：所有细胞均受同样的规则所支配

事实上，有些研究学者更进一步猜测，我们存在的这个宇宙是否就是一种极其复杂的细胞自动机，我们的宇宙的确与理论上的细胞自动机有很多相似的地方，像是上述的细胞自动机之三个特徵，宇宙也都符合：宇宙是平行处理的，宇宙中的每一点受邻近状态的影响最大，宇宙各处遵循著同样的自然律。虽然与整个宇宙相比，细胞自动机的规则是过於简单，但是它里面所蕴含的道理可能与宇宙的机制是相通的。理论物理学家 Stephen Wolfram（1959-）就指出，细胞自动机的数学架构，与一些造成真实世界的复杂物理系统之数学架构是完全一样的，也许这正是掌管遗传重任的 DNA 所赖以工作的原理。当你看到自然界那些贝壳或指纹曲折的图案时，不免要问：「这麼复杂的图案要如何编码到 DNA 里头呢？」Wolfram 说：「如果我猜的不错，那些图形是由类似於细胞自动机的简单法则所产生的，而这样的编码显然是易如反掌。」

细胞自动机以简单的规则，却能够产生复杂的动态交互现象，显然我们不该只是以一个数学游戏，来看待它。这些年来，细胞自动机已经被运用於不同领域的研究，包括通讯、计算、建设、生长、再生、竞争及演化。细胞自动机已为物理中平常的微分方程式提供极为简单的模型，例如热和波的波动方程，同时也为湍流、混沌、碎形等提供了离散型的模型，最后，利用细胞自动机所做的生物模型也被提出。接下来，笔者将尽可能地介绍细胞自动机的规则、范例与相关资讯，以下的介绍分为两种不同类型的细胞自动机：

2 细胞自动机 Cellular Automata （元胞自动机）

生命游戏，与其规则

生命游戏（Game of Life）是二维的细胞自动机，由剑桥大学的数学家 John Horton Conway 於 1970 年所提出的。他构想：一群细胞於平面中以一定的条件成长时，会受到什麼制约？他认为细胞不会无限制的成长，於是他定义细胞在过度孤单与拥挤时会死亡，这样的构想使他提出比 John von Neumann 的设计更为简单的细胞自动机。在这个细胞自动机中，把平面分割成很多方格子（类似棋盘），每一格子代表一个细胞，每一个细胞有八个邻居，这些细胞有两种状态：「生」或「死」，存活的细胞我们在方格内涂上特定单一的颜色，而死亡的细胞我们则不涂色。Conway 生命游戏的规则（我们称为 Life Rule）叙述如下：

◆ 对於存活的细胞（涂色的方格）：

当八个邻近细胞中，只有零个或一个是活细胞时，则该细胞会因孤独而死亡

当八个邻近细胞中，恰有二或三个是活细胞时，则该细胞继续存活

当八个邻近细胞中，有四个或超过四个是活细胞时，则该细胞会因拥挤而死亡

◆ 对於死亡的细胞（未涂色的空方格）：

当八个邻近细胞中，恰有三个是活细胞时，则该处诞生一个活细胞

或者，我们也可以这样表示规则：

◆ 对於存活的细胞：

当有二或三个存活的邻近细胞时，才能继续存活（表示为 Survivals＝23）

◆ 对於死亡的细胞：

当恰有三个存活的邻近细胞时，则诞生活细胞（表示为 Births＝3）

我们可以将规则合起来表示成 Life Rule＝S/B＝23/3，这样的表示法，我们称为「规则通用表示法」，这种表示法以后会常常用到

生命游戏的规则就是这麼简单。当 Conway 提出生命游戏后，马上造成轰动，不只是一些普通人在玩，而一些有名的数学家及电脑学家也乐此不疲。造成轰动的原因是，没有人想到仅仅几条简单的规则，竟然就能产生类似於生命演化过程中无比复杂的现象。当你把这几个简单的规则变成电脑程式以后，它们似乎真的会让电脑萤幕活起来。

用心注视，萤幕上活跃著各种动作，就好像你用显微镜观察一滴池塘水所见到的微生物一样。开始的时候，你可以让萤幕上随意散布著活细胞，然后就会看到它们自我组织成各式各样连贯性的结构。有的会滚动，有的好像野兽呼吸一般来回震汤，你还可以发现「滑翔机」－－一群活细胞以固定的速度滑过萤幕，还有「滑翔机—机关枪」稳定的发射出新的滑翔机，以及其他结构不动声色的把滑翔机一一吃掉。你或许还可看到一只优闲的金鱼，摇头晃脑地上下摆动，然后消失在池塘边。每一次出现的画面都不一样，没有人看过所有可能的画面。你将在下个单元看见这些范例，不过在看见那些景象之前，笔者必须先介绍 Conway 生命游戏中简单的稳定结构的几个例子，我们可以将这些稳定的结构分成三类：

◆ 第一类：在叠代过程中，细胞群不会改变其状态（形状）。