一个新的计算宇宙-弗雷德金的SALT CA

爱德华·弗雷德金（Edward Fredkin）相信，万物的最终盛大理论将是计算性的-宇宙就是一台计算机。现在我们举一个非常简单的计算系统的例子-细胞自动机-它具有以半衰期定律吸引和排斥，绕行和衰减的粒子。

元胞自动机（CA）是我们所寻找的一切最终理论的主要候选者。他们遵循简单的规则，但是却产生复杂的行为。最著名的CA之一是约翰·康威（John Conway）的生平，经过长时间的研究，我们仍然在发现新发现。

直到最近，还没有发现能表现出物理学家可能感兴趣的行为的CA。例如，CA通常不会表现出圆周运动或波动。在最近的一篇论文中，爱德华·弗雷德金（Edward Fredkin）和丹尼尔·米勒（Daniel Miller）解释了他们的最新发现-3D CA确实表现出圆周运动和古典物理学的许多其他类型的行为特征。

这可能并不意味着他们已经找到了基本理论，但这很有趣。

新的CA是对Fredkin早期SALT体系结构的修改，其中每个单元都被标识为偶数或奇数-如盐晶体中的钠和氯，因此得名。每个单元的状态是向上还是向下，并且开发规则简单地考虑了奇数和偶数邻居的状态。每个时间步骤的更新仅采用对角相关单元状态交换的形式。SALT CA是可逆的，并且能够进行通用计算，并且在冯·诺伊曼（Von Neumann）的意义上被认为能够进行通用构造。

在查看了SALT CA的一系列可能规则之后，已选择并详细研究了一种特定类型-忙箱。

CA的2D版本更容易解释。规则是，如果“骑士移动”位置中的像元C和D具有特定状态，则交换对角像元A和B。请注意，C和D始终与要交换的像元处于相反的奇偶校验：

通过在轴定义的每个3D平面上使用2D规则，可以将其扩展到3D。即使以2D形式，CA也会显示“弦”，这些弦作为永不创建或破坏的单元移动，并显示出弦状振荡。

移至3D后，类似小颗粒的块会沿8个方向中的任何一个单元整体移动-就像“生命中的滑翔机”一样，但它们也会沿圆形轨道移动。

在下面的视频中，您可以看到一个字符串旋转的视频，但是演奏真实的东西会给人留下深刻的印象：

它们也像真实粒子一样参与遵循指数规律的衰减过程。人们很容易认为这是微不足道的行为，但是产生指数行为的数字规则却很有趣。

所有模拟都可以在网站上获得，您可以设置自己的启动配置。

本文的结论是：

SALT系列可逆细胞自动机的Busy Boxs变体已显示出具有许多有趣的功能，值得进一步研究和分析。物理学家杰拉德·T·霍夫特（Gerard T Hooft）曾写过这种可逆CA可能有助于阐明量子领域中物理学的某些方面的可能性[5]。我们认为，对这些离散的确定性系统的涌现，定性和统计可预测行为的研究确实可以揭示物理学中的问题，并且还可以帮助阐明更深层的熵原理和复杂的，自传播系统的起源。例如在我们生物圈中发现的那些

规则的性质在理论上有一些不完善之处，还有很多问题需要回答。对于业余爱好者和专业人士来说，这似乎都是一个很好的参与领域。