Классы клеточных автоматов

Наблюдение, что правила должны подбираться определенным образом, чтобы система стабилизировалась, оставаясь при этом живой, очень важно. Измените правила, и вы получите другую систему с другим поведением. «Жизнь» – лишь один из миллиардов клеточных автоматов, многие из которых «мертвы», скучны или ведут себя хаотически.

В одной из своих работ, оказавшей значительное влияние на других исследователей, Стивен Вольфрам, основатель первого научного журнала по сложным системам и проекта Wolfram Alpha («база знаний и набор вычислительных алгоритмов»), предложил классификацию клеточных автоматов, выделив четыре категории [Wolfram 1984], [Waldrop 1992: 225–226]:

• Класс I. Системы с набором правил, гарантирующих «Судный день». Они обрекают систему на вымирание через несколько поколений, независимо от первоначальной конфигурации.

• Класс II. Эти системы поживее, но не намного. Любая первоначальная конфигурация быстро вырождается в набор скучных статичных состояний.

• Класс III. Эти системы представляют собой другую крайность: они слишком подвижные. При любой начальной конфигурации они развиваются хаотически и не стабилизируются ни в одном из состояний, оставаясь полностью непредсказуемыми.

• Класс IV. В таких системах наборы правил не приводят к неподвижным, статичным или хаотическим состояниям. Они отличаются подвижностью, в них возникают оригинальные и даже удивительные конфигурации, однако в конечном итоге такие системы стабилизируются.

Вас не удивит, что с точки зрения классификации динамических систем классы I и II будут упорядоченными, класс III – хаотическими, а класс IV (знаменитый пример которого – игра «Жизнь») – сложными системами. Если учесть, что сложные системы обычно интерпретируются как те, что находятся между упорядоченностью и хаосом, то системы класса IV должны располагаться между классами II и III (рис. 8.2). (Этот странный способ нумерации делает «базу знаний» Вольфрама еще более интересной.)