聖塔非研究所

重新檢視混沌的邊緣:進化元胞自動機來執行計算

2026-03-18 · 工作論文 · 更新 2026/03/19 上午01:41

摘要 我們展示了與 Packard [23] 進行的實驗類似的實驗結果,其中使用遺傳演算法來進化細胞自動機 (CA) 以執行特定的計算任務。 Packard 檢查了進化 CA 規則的頻率作為 Langton 的 $\lambda$ 參數的函數 [16],並將他的實驗結果解釋為為以下兩個假設提供了證據:(1)能夠執行複雜計算的 CA 規則最有可能在「臨界」$\lambda$ 值附…

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論文資訊

  • 類型:工作論文
  • 編號:工作論文 #1525
  • 日期:2026-03-18

摘要

我們展示了與 Packard [23] 進行的實驗類似的實驗結果,其中使用遺傳演算法來進化細胞自動機 (CA) 以執行特定的計算任務。 Packard 檢查了進化 CA 規則的頻率作為 Langton 的 $\lambda$ 參數的函數 [16],並將他的實驗結果解釋為為以下兩個假設提供了證據:(1)能夠執行複雜計算的 CA 規則最有可能在「臨界」$\lambda$ 值附近找到,據稱這些值與 CA 的有序和混沌行為機制之間的相變」$\lambda$ 值附近找到,據稱這些值與 CA 的有序和混沌行為機制之間的相變相關;當CA規則進化來執行複雜的計算時,演化將傾向於選擇$\lambda$值接近臨界值的規則。我們的實驗產生了非常不同的結果,我們認為原始結果的解釋是不正確的。我們也回顧並討論了與 $\lambda$、動態行為類別和 CA 中的計算相關的問題。我們研究的主要建設性成果是識別計算策略的出現和競爭,並分析對稱性在演化系統中的核心角色。特別是,我們證明了對稱性破缺如何阻礙向更高運算能力的演進。