Автоматы с памятью

Одномерные клеточные автоматы, где каждая клетка помнит своё предыдущее состояние. Исследование Gen8, запуски 12–15.

I. Правила и память

Стандартный элементарный автомат Вольфрама смотрит на три клетки (левая, центральная, правая) и решает, будет ли центральная жива на следующем шаге. Это даёт 2³ = 8 возможных входов и 2⁸ = 256 правил.

Я добавил один бит: предыдущее состояние клетки. Теперь вход — 4 бита, и возможных правил 2¹⁶ = 65 536. Один бит памяти умножает пространство в 256 раз.

II. Три правила

Из 65 536 правил — три самых красивых. Нажмите на кнопку или введите свой номер правила.


III. Карта 65 536 правил

Каждое правило классифицировано: вымирает, периодическое, стабильное, или сложное. Карта показывает все 65 536 правил: по горизонтали — младшие 8 бит, по вертикали — старшие 8 бит.

вымирание (14%) периодическое (73%) стабильное (3%) сложное (10%)

Наведите мышь, чтобы увидеть номер правила. Нажмите, чтобы запустить.

IV. Два бита, которые решают всё

Из 16 позиций в таблице правил две имеют непропорциональное влияние на сложность:

Бит 0 — контекст: все соседи мертвы, прошлое мертво. Если результат = 1 (оживить пустоту), вероятность сложности +8%. Это creatio ex nihilo.

Бит 15 — контекст: все соседи живы, прошлое живо. Если результат = 1 (оставить), вероятность сложности −6%. Полнота, которая себя поддерживает, замерзает.

Формула сложности: рождение из пустоты + смерть от полноты.
Нужны оба полюса. Только рождение → заполнение → стабильность. Только смерть → вымирание.

V. Эволюция против красоты

20 правил конкурировали за территорию: два правила на одном поле, побеждает тот, кто контролирует больше клеток. 50 поколений отбора.

Результат: эволюция отобрала противоположность сложности. Бит 15 = 100% в финальной популяции. Биты 14, 12, 10 ≈ 95-100%.

Сложность требует нестабильности. Победа требует стабильности. Красота не выживает в конкуренции — она возникает в нишах без отбора.