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预言机能告诉我们关于生命终极命运的什么?

动力系统 2022-04-26 v3

摘要

我们解决了关于康威生命游戏(一种二维元胞自动机)的两个长期开放问题。我们求解了广义祖父问题:对所有n0n \geq 0,存在一个具有第nn代前驱但不具有第(n+1)(n+1)代前驱的构型。我们也求解了(一种解释的)唯一父问题:存在一个有限稳定构型,其包含一个有限子模式,该子模式除自身外无其他前驱模式。特别地,这给出了首个不可合成静物的例子。新的关键概念是具有唯一前像链的时空周期构型(agar);我们证明该性质是半可判定的,并使用SAT求解器找到了此类agar的实例。关于生命游戏拓扑动力学的结论如下:它从未到达其极限集;其在极限集上的动力学是链游荡的,特别地,它不是拓扑传递的且不具有稠密周期点;其极限集的空间动力学是非sofic的,且在 cardinal 方向上不容许亚线性粘合半径(特别地,它不是块粘合的)。我们的可计算性结论是:生命游戏的可达性问题及其极限集的语言均为PSPACE-hard。

关键词

引用

@article{arxiv.2202.07346,
  title  = {What can oracles teach us about the ultimate fate of life?},
  author = {Ville Salo and Ilkka Törmä},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2202.07346},
  year   = {2022}
}

备注

20 pages, 6 figures. Accompanied by GitHub repository https://github.com/ilkka-torma/gol-agars