Dziecko patrzy, patrzy, patrzy … i nic. W pewnym momencie zaczyna jednak łapać na czym to całe tzw. dorosłe życie polega i zaczyna rzeczy nazywać po imieniu. Ach jakaż to radość dla rodziców. Lub zmartwienie, gdy teoretycznie na to już czas, a dziecko na teorię nie zważa i ma swoje priorytety. Bo na nazywaniu rzeczy po imieniu polega nie tylko dorosłe życie, na tym polega chluba naszej cywilizacji – nauka. Chcemy zrozumieć, opanować przyrodę. Ale najpierw to co chcemy zrozumieć musimy nazwać, sklasyfikować. Od klasyfikacji wszelka nauka się zaczyna. Są co prawda nauki które jeszcze poza okres klasyfikacji nie wyszły. Psychologia, jak mi się wydaje, do takich należy.
Tak czy siak nauka o automatach komórkowych też zaczęła się od ich klasyfikacji. Jest 256 dwójkowych automatów komórkowych z trójkomórkowym otoczeniem. Puszczamy je w ruch z różnymi stanami początkowymi i obserwujemy. Zauważamy pewne prawidłowości. W naszej głowie dokonujemy uogólnień, abstrakcji, zaczynamy jakby dostrzegać prawidłowości. I tak właśnie powstała klasyfikacja 256 automatów elementarnych – z obserwacji. Poniższy fragment cytuję z książeczki prof. Kułakowskiego „Automaty komórkowe”.
KLASYFIKACJA AUTOMATÓW KOMÓRKOWYCH
Jeżeli automaty komórkowe rozumieć jako modele czy też matematyczną realizację procesów dynamicznych w dyskretnym czasie i przestrzeni, to ich klasyfikacja mogłaby doprowadzić do klasyfikacji, i co za tym idzie - lepszego zrozumienia, wszystkich takich procesów. Jest to więc zadanie bardzo pociągające.
Ewolucja sieci rządzona regułami deterministycznego automatu komórkowego zależy od reguł automatu i od stanu początkowego sieci. Wszystkie znane próby klasyfikacji automatów komórkowych są próbami uwolnienia się od tej drugiej zależności i przypisania automatowi konkretnych cech jedynie na podstawie jego reguł.
Klasyfikacja na podstawie obserwacji
Pierwsza i dotąd najbardziej popularna jest klasyfikacja Wolframa. Zgodnie z nią automaty komórkowe dzielą się na cztery klasy:
I. Automaty prowadzące do jednorodnych konfiguracji sieci, w których stan wszystkich komórek jest taki sam i nie zmienia się w czasie.
II. Automaty prowadzące do nie zmieniających się lub periodycznych prostych konfiguracji.
III. Automaty prowadzące do konfiguracji chaotycznych.
IV. Automaty prowadzące do złożonych konfiguracji lokalnych, często o długich czasach życia.
W moich poprzednich notkach poświęciłem nieco miejsca automatom 30 i 90. Oba należą do klasy III. A oto typowe ewolucje dla automatów powyższych czterech klas
Automat 168 klasa I
Automat 27 klasa II
Automat 30 klasa III
Automat 90 klasa III
Automat 110 klasa IV
Na obrazkach tych kolor biały to stan 0, kolor czarny to stan 1.
Klasyfikacja Wolframa, oparta na obserwacjach i próbach uogólnień jest krytykowana jako „na oko”, zatem jako nienaukowa. Jednak każda nauka zaczyna się od obserwacji na oko. Czy z obserwacji na oko można zrobić naukę? Ludzie próbują. Rozdział 3.1 w cytowanej książeczce Kułakowskiego kończy się nieco pesymistycznie brzmiącym stwierdzeniem: „Należy dodać, że jak zostało udowodnione w pracy [11], problem klasyfikacji automatów na nieskończonej sieci jest nierozwiązywalny, tak samo jak problem stopu.”
Być może. Jednak problemy uważane za nierozwiązywalne są, w pewnym sensie, nawet ciekawsze od tych rozwiązywalnych.
