Застосування кліткових автоматів
Лауреат Нобелівської премії з фізики 1999 Герард Хоофт запропонував нову теорію об'єднання гравітації і квантової механіки, використовуючи ідею кліткових автоматів.
Хоофт пропонує модифікацію теорії локальних змінних, ідея якої була запропонована ще Альбертом Ейнштейном. Ейнштейн вважав, що квантова механіка зобов'язана всіма своїми парадоксами виключно недосконалості людських знань про природу. Він вважав, що квантова механіка по суті є частиною більш загальної теорії.
Ця ідея була формалізована в 1964 році Джоном Беллом, який вивів серію нерівностей, що обмежують заплутаність частинок. Проте численні досліди, проведені фізиками з того часу, виявили порушення цих нерівностей. Тому теорії локальних змінних були визнані невиправданими.
В рамках нової роботи Хоофт пропонує моделювати взаємодію частинок у Всесвіті як систему з деякого набору "клітин", стан кожної з яких визначається станами сусідніх. В результаті такого підходу, в новій теорії вдається зберегти класичний опис руху частинок. При цьому, однак, природним чином з'являються фрагменти квантової механіки, зокрема, заплутаність частинок.
Ідея подання Всесвіту у вигляді клітинного автомата не є новою, багато відомих учених раніше вже висловлювалися на її користь. Однак теорія Хоофта, як і інші претенденти на об'єднання гравітації і квантової механіки, зобов'язана пройти тривалі випробування "на придатність". Зокрема, необхідно з'ясувати, чи здатна нова теорія робити прогнози, що в подальшому перевіряються практикою.
Висновок
Клітковий автомат з моменту свого виникнення до теперішнього часу залишається унікальним математичним об'єктом. Незвичайність такого об'єкта полягає в тому, що глобальна поведінка описується в термінах локального взаємодії найпростіших елементів однорідної структури. У додатках клітковий автомат виступає і як засіб моделювання широкого кола явищ - від фізичних до соціальних, і як алгоритмічно універсальна обчислювальна модель.
У зв'язку з цим універсальність КА можна розглядати з двох позицій. У першому випадку КА є універсальним, якщо він моделює поведінку інших КА із заданими параметрами. Інший підхід - алгоритмічний. Тут КА є універсальним, якщо він моделює універсальну машину Тюрінга.
Завдяки своїй гнучкості та універсальності, КА знайшли визнання в теорії штучного інтелекту, в самовідтворюваних моделях, мікро- і макробіологіі, обчислення в середовищі з можливістю збоїв, в системах розпізнавання мови і зображень, в розподільчих системах в умовах «інформаційного голодування ».
Представляє інтерес дослідження КА з мінімальними значеннями параметрів.
Використана література
И. И. Захарчук, «О сложности одномерных универсальных клеточных автоматов» – Дискретный анализ и исследование операций, октябрь—декабрь 2002. серия 1. том 9, № 4, 50-56.
Лев Наумов, Анатолий Шалыто, «Клеточные автоматы. Реализация и эксперименты».
М.В. Поникаров, «Использование игр клеточных автоматов для синхронизации в распределенных системах».
http://ru.wikipedia.org.
https://gomel-sat.net.