聖塔非研究所

二維圖案的複雜性

2026-03-18 · 工作論文 · 更新 2026/03/18 下午11:27

摘要 在元胞自動機和迭代地圖等動態系統中,查看系統產生的「語言」或符號序列集通常很有用。有一些完善的分類方案,例如喬姆斯基層次結構,我們可以用它來衡量這些序列集的複雜性,從而衡量產生它們的系統的複雜性。在本文中,我們研究二維或更多維模式的複雜性層次結構的前幾個層次。我們證明了 $d=1$ 中等價的「常規語言」或「本地規則」的幾個定義導致了 $d\geq 2$ 中不同的類別。我們…

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論文資訊

  • 類型:工作論文
  • 編號:工作論文 #1176
  • 日期:2026-03-18

摘要

在元胞自動機和迭代地圖等動態系統中,查看系統產生的「語言」或符號序列集通常很有用。有一些完善的分類方案,例如喬姆斯基層次結構,我們可以用它來衡量這些序列集的複雜性,從而衡量產生它們的系統的複雜性。在本文中,我們研究二維或更多維模式的複雜性層次結構的前幾個層次。我們證明了 $d=1$ 中等價的「常規語言」或「本地規則」的幾個定義導致了 $d\geq 2$ 中不同的類別。我們探索這些類別的閉包屬性和計算複雜性,包括某些不可判定性和 NP 完整性結果。我們將這些類別應用於元胞自動機,特別是它們的固定點和週期點集、有限時間影像和極限集。我們證明 $d \geq 2$ 中的 CA 是否具有給定週期的周期點是不可判定的,並且某些「局部格語言」不是任何 CA 的有限時間圖像或極限集。我們還表明,$d$ 維 CA 的有限時間影像的熵不能比 $t^{-d}$ 下降得更快,除非它將每個初始條件映射到單一齊次狀態。