0
EN
1
المرجع الالكتروني للمعلوماتية

تاريخ الرياضيات

الاعداد و نظريتها

تاريخ التحليل

تار يخ الجبر

الهندسة و التبلوجي

الرياضيات في الحضارات المختلفة

العربية

اليونانية

البابلية

الصينية

المايا

المصرية

الهندية

الرياضيات المتقطعة

المنطق

اسس الرياضيات

فلسفة الرياضيات

مواضيع عامة في المنطق

الجبر

الجبر الخطي

الجبر المجرد

الجبر البولياني

مواضيع عامة في الجبر

الضبابية

نظرية المجموعات

نظرية الزمر

نظرية الحلقات والحقول

نظرية الاعداد

نظرية الفئات

حساب المتجهات

المتتاليات-المتسلسلات

المصفوفات و نظريتها

المثلثات

الهندسة

الهندسة المستوية

الهندسة غير المستوية

مواضيع عامة في الهندسة

التفاضل و التكامل

المعادلات التفاضلية و التكاملية

معادلات تفاضلية

معادلات تكاملية

مواضيع عامة في المعادلات

التحليل

التحليل العددي

التحليل العقدي

التحليل الدالي

مواضيع عامة في التحليل

التحليل الحقيقي

التبلوجيا

نظرية الالعاب

الاحتمالات و الاحصاء

نظرية التحكم

بحوث العمليات

نظرية الكم

الشفرات

الرياضيات التطبيقية

نظريات ومبرهنات

علماء الرياضيات

500AD

500-1499

1000to1499

1500to1599

1600to1649

1650to1699

1700to1749

1750to1779

1780to1799

1800to1819

1820to1829

1830to1839

1840to1849

1850to1859

1860to1864

1865to1869

1870to1874

1875to1879

1880to1884

1885to1889

1890to1894

1895to1899

1900to1904

1905to1909

1910to1914

1915to1919

1920to1924

1925to1929

1930to1939

1940to the present

علماء الرياضيات

الرياضيات في العلوم الاخرى

بحوث و اطاريح جامعية

هل تعلم

طرائق التدريس

الرياضيات العامة

نظرية البيان

قم بتسجيل الدخول اولاً لكي يتسنى لك الاعجاب والتعليق.

Rule 30

المؤلف:  Jen, E.

المصدر:  "Aperiodicity in One-Dimensional Cellular Automata." Physica D 45

الجزء والصفحة:  ...

23-8-2021

3783

+

-

20

Rule 30

ElementaryCARule030

Rule 30 is one of the elementary cellular automaton rules introduced by Stephen Wolfram in 1983 (Wolfram 1983, 2002). It specifies the next color in a cell, depending on its color and its immediate neighbors. Its rule outcomes are encoded in the binary representation 30=00011110_2. This rule is illustrated above together with the evolution of a single black cell it produces after 15 steps (Wolfram 2002, p. 55).

Rule 30 after 250 iterations

250 iterations of rule 30 are illustrated above.

Starting with a single black cell, successive generations are given by interpreting the numbers 1, 7, 25, 111, 401, 1783, 6409, 28479, 102849, ... (OEIS A110240) in binary, namely 1, 111, 11001, 1101111, 110010001, ... (OEIS A070950).

Rule 30 is the mirror image, complement, and mirror complement of rules 86, 135, and 149, respectively.

Rule 30 is of special interest because it is chaotic (Wolfram 2002, p. 871), with central column given by 1, 1, 0, 1, 1, 1, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 1, ... (OEIS A051023). In fact, this rule is used as the random number generator used for large integers in the Wolfram Language (Wolfram 2002, p. 317). Interpreting the central column as binary numbers and taking successive bits gives the sequence of numbers 1, 3, 6, 13, 27, 55, 110, 220, 441, 883, 1766, ... (OEIS A092539). The members of this sequence that are prime are 3, 13, 883, 237051898781, ... (OEIS A092540).

Rule30RowCounts

Jen (1990) proved that with the initial state of a single black cell, the sequence of colors attained in any two adjacent cells is not periodic (Gray 2003). The numbers of black cells b(n) in consecutive generations n=0, 1, ... are 1, 3, 3, 6, 4, 9, 5, 12, 7, ... (OEIS A070952), which is very closely fit by the line b(n)=n.

The maximum runs of white cells at generations 0, 1, 2, ... are 0, 0, 2, 1, 3, 1, 4, 2, 5, 3, 4, 4, 3, 2, ... (OEIS A100053). The high-water marks are 0, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 11, 14, 15, 23, ... (OEIS A100054), which occur at positions 0, 2, 4, 6, 8, 16, 32, 43, 46, 64, 128, 256, 512, ... (OEIS A100055; Weisstein, Oct. 31, 2004) and look suspiciously like powers of 2 with a few additional values thrown in near the beginning.

Rule30BlackCells

This result follows from the independent observation by E. Rowland (May 13, 2004) that the sequence of maximal black cells on the right side is 1, 3, 1, 4, 1, 3, 1, 6, 1, 3, 1, 4, 1, 3, 1, 7, 1, 3, 1, 4, ... (OEIS A094603), which have high water marks of 1, 3, 4, 6, 7, 9, 15, 16, 24, 25, 27, ... (OEIS A094604) at generations 0, 1, 3, 7, 15, ... (OEIS A000225; i.e., 2^n-1).


REFERENCES:

Gray, L. "A Mathematician Looks at Wolfram's New Kind of Science." Not. Amer. Math. Soc. 50, 200-211, 2003.

Jen, E. "Aperiodicity in One-Dimensional Cellular Automata." Physica D 45, 3-18, 1990.

Sloane, N. J. A. Sequences A000225/M2655, A051023, A070950, A070952, A092539, A092540, A094603, A094604, A100053, A100054, A100055, and A110240 in "The On-Line Encyclopedia of Integer Sequences."

Wolfram, S. "Statistical Mechanics of Cellular Automata." Rev. Mod. Phys. 55, 601-644, 1983.

Wolfram, S. A New Kind of Science. Champaign, IL: Wolfram Media, pp. 29-30, 52, 59, 317, and p. 871, 2002.

اخر الاخبار

اشترك بقناتنا على التلجرام ليصلك كل ما هو جديد