Cellular Automata And Complexity

Collected Papers

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Author: Stephen Wolfram

Publisher: CRC Press

ISBN: 0429973721

Category: Mathematics

Page: 608

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Are mathematical equations the best way to model nature? For many years it had been assumed that they were. But in the early 1980s, Stephen Wolfram made the radical proposal that one should instead build models that are based directly on simple computer programs. Wolfram made a detailed study of a class of such models known as cellular automata, and discovered a remarkable fact: that even when the underlying rules are very simple, the behaviour they produce can be highly complex, and can mimic many features of what we see in nature. And based on this result, Wolfram began a program of research to develop what he called A Science of Complexity."The results of Wolfram's work found many applications, from the so-called Wolfram Classification central to fields such as artificial life, to new ideas about cryptography and fluid dynamics. This book is a collection of Wolfram's original papers on cellular automata and complexity. Some of these papers are widely known in the scientific community others have never been published before. Together, the papers provide a highly readable account of what has become a major new field of science, with important implications for physics, biology, economics, computer science and many other areas.

Pixelspiele

Modellieren und Simulieren mit zellulären Automaten

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Author: Daniel Scholz

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3642451314

Category: Mathematics

Page: 136

View: 5209

Zelluläre Automaten bieten eine einfache aber weitreichende Möglichkeit zur diskreten Modellierung und Simulation komplexer Sachverhalte. Die grundlegende Idee dabei ist es, auf einem Spielfeld eine große Anzahl von Spielern wie Figuren, Teilchen, Elemente, Tiere oder Ähnliches zu simulieren, die sich alle nach exakt identischen Regeln verhalten, aber nur mit einer kleinen Anzahl von Spielern aus ihrer Nachbarschaft interagieren. Im vorliegenden Buch werden unterschiedliche Modelle zum Beispiel aus der Populationsdynamik, der Reaktionskinetik, dem Verkehrswesen oder der Strömungsmechanik vorgestellt, wobei alle Kapitel je nach Interesse unabhängig voneinander studiert werden können. Weiterhin werden alle Beispiele durch zahlreiche Abbildungen ergänzt, sodass die Modelle so einfach wie möglich und ohne Vorkenntnisse verstanden sowie reproduziert werden können.

Cellular Automata

A Discrete Universe

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Author: Andrew Ilachinski

Publisher: World Scientific

ISBN: 9789812381835

Category: Technology & Engineering

Page: 808

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Cellular automata are a class of spatially and temporally discrete mathematical systems characterized by local interaction and synchronous dynamical evolution. Introduced by the mathematician John von Neumann in the 1950s as simple models of biological self-reproduction, they are prototypical models for complex systems and processes consisting of a large number of simple, homogeneous, locally interacting components. Cellular automata have been the focus of great attention over the years because of their ability to generate a rich spectrum of very complex patterns of behavior out of sets of relatively simple underlying rules. Moreover, they appear to capture many essential features of complex self-organizing cooperative behavior observed in real systems.This book provides a summary of the basic properties of cellular automata, and explores in depth many important cellular-automata-related research areas, including artificial life, chaos, emergence, fractals, nonlinear dynamics, and self-organization. It also presents a broad review of the speculative proposition that cellular automata may eventually prove to be theoretical harbingers of a fundamentally new information-based, discrete physics. Designed to be accessible at the junior/senior undergraduate level and above, the book will be of interest to all students, researchers, and professionals wanting to learn about order, chaos, and the emergence of complexity. It contains an extensive bibliography and provides a listing of cellular automata resources available on the World Wide Web.

Cellular Automata

9th International Conference on Cellular Automata for Research and Industry, ACRI 2010, Ascoli Piceno, Italy, September 21-24, 2010, Proceedings

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Author: Stefania Bandini,Sara Manzoni,Hiroshi Umeo,Giuseppe Vizzari

Publisher: Springer

ISBN: 3642159796

Category: Computers

Page: 672

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This book constitutes the refereed proceedings of the 9th International Conference on Cellular Automata for Research and Industry, ACRI 2010, held in Ascoli Piceno, Italy, in September 2010. The first part of the volume contains 39 revised papers that were carefully reviewed and selected from the main conference; they are organized according to six main topics: theoretical results on cellular automata, modeling and simulation with cellular automata, CA dynamics, control and synchronization, codes and cryptography with cellular automata, cellular automata and networks, as well as CA-based hardware. The second part of the volume comprises 35 revised papers dedicated to contributions presented during ACRI 2010 workshops on theoretical advances, specifically asynchronous cellular automata, and challenging application contexts for cellular automata: crowds and CA, traffic and CA, and the international workshop of natural computing.

Hydrodynamic Limits and Related Topics

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Author: Shui Feng,Anna T. Lawniczak,S. R. S. Varadhan

Publisher: American Mathematical Soc.

ISBN: 9780821871331

Category: Science

Page: 141

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This book presents the lecture notes and articles from the workshop on hydrodynamic limits held at The Fields Institute (Toronto). The first part of the book contains the notes from the mini-course given by Professor S. R. S. Varadhan. The second part contains research articles reviewing the diverse progress in the study of hydrodynamic limits and related areas. This book offers a comprehensive introduction to the theory and its techniques, including entropy and relative entropy methods, large deviation estimates, and techniques in nongradient systems. This book, especially the lectures of Part I, could be used as a text for an advanced graduate course in hydrodynamic limits and interacting particle systems.

Gewinnen Strategien für mathematische Spiele

Band 3 Fallstudien

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Author: Elwyn R. Berlekamp,John H. Conway,Richard K. Guy

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3322831728

Category: Technology & Engineering

Page: 274

View: 8747

Der dritte Band ,,Fallstudien" bietet eine Fülle von speziellen Beispielen.

Choice

Publication of the Association of College and Research Libraries, a Division of the American Library Association

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Author: N.A

Publisher: N.A

ISBN: N.A

Category: Academic libraries

Page: N.A

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Classical Cellular Automata. Homogeneous Structures

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Author: V. Z. Aladjev

Publisher: Fultus Corporation

ISBN: 1596822228

Category:

Page: 480

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Book on cellular automata (CA) considers such questions as nonconstructible configurations, extremal possibilities of CA, complexity of finite configurations and global transition functions, modeling in CA, decomposition of global transition functions, appendices of CA, etc.

Cellular Automata

Theory and Experiment

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Author: Howard Gutowitz

Publisher: MIT Press

ISBN: 9780262570862

Category: Science

Page: 483

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The thirty four contributions in this book cover many aspects of contemporary studies on cellular automata and include reviews, research reports, and guides to recent literature and available software.

National Workshop on Nonlinear Dynamics

Pavullo nel Frignano, Modena : 19-22 May 1994

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Author: M. Costato,Antonio Degasperis,M. Milani

Publisher: N.A

ISBN: 9788877940704

Category: Science

Page: 299

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Die Rechenmaschine und das Gehirn

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Author: John von Neumann

Publisher: Walter de Gruyter GmbH & Co KG

ISBN: 3486819666

Category: Computers

Page: 77

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"The Computer and the Brain" war der Titel von John von Neumanns letzter hinterlassener Arbeit, in der er den wechselseitigen Beziehungen zwischen der Rechenmaschine und dem menschlichen Denk- und Nervensystem nachgeht. Diese Arbeit gibt ein zusammengefaßtes Zeugnis seiner eindringlichen und unorthodoxen Denkweise. John von Neumann gilt heute als einer der Pioniere der modernen Rechentechnik.

Functional photonic integrated circuits

9-10 February 1995, San Jose, California

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Author: Mario N. Armenise,Ka-Kha Wong,Society of Photo-optical Instrumentation Engineers

Publisher: Society of Photo Optical

ISBN: N.A

Category: Technology & Engineering

Page: 228

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Rechnender Raum

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Author: Konrad Zuse

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3663027236

Category: Mathematics

Page: 70

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Es ist uns heute selbstverständlich, daß numerische Rechenverfahren erfolgreich ein gesetzt werden können, um physikalische Zusammenhänge zu durchleuchten. Dabei haben wir entsprechend Bild 1 eine mehr oder weniger enge Verflechtung zwischen Mathematikern, Physikern und den Fachleuten der Informationsverarbeitung. Die mathematischen Lehrgebäude dienen dem Aufbau physikalischer Modelle, deren numerische Durchrechnung heute mit elektronischen Datenverarbeitungsanlagen er folgt. Die Aufgabe der Fachleute der Informationsverarbeitung besteht im wesentlichen darin, für die von den Mathematikern und Physikern entwickelten Modelle möglichst brauchbare numerische Lösungen zu finden. Ein rückwirkender'Einfluß der Daten verarbeitung auf die Modelle und die physikalische Theorie selbst besteht lediglich indirekt in der bevorzugten Anwendung solcher Methoden, die der numerischen Lö sung besonders leicht zugänglich sind. Das enge Zusammenspiel zwischen Mathematikern und Physikern hat sich sehr günstig in bezug auf die Entwicklung der Modelle theoretischer Physik ausgewirkt. Das mo derne Gebäude der Quantentheorie ist weitgehend reine bzw. angewandte Mathematik. Es scheint daher die Frage berechtigt, ob die Informationsverarbeitung bei diesem Zusammenspiel nur eine ausführende Rolle spielen kann, oder ob auch von dort be fruchtende Ideen gegeben werden können, welche die physikalischen Theorien selbst rückwirkend beeinflussen. Diese Frage ist umso berechtigter, als sich in enger Zusam menarbeit mit der Informationsverarbeitung ein neuer Zweig der Wissenschaft ent wickelt hat, nämlich die Automatentheorie. Im folgenden werden einige Ideen in dieser Richtung entwickelt. Dabei kann keinerlei Anspruch auf Vollständigkeit in der Behandlung des Themas erhoben werden.

Computational Science - ICCS 2006

6th International Conference, Reading, UK, May 28-31, 2006, Proceedings

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Author: Vassil N. Alexandrov,G. Dick van Albada,Peter M.A. Sloot,J. J. Dongarra

Publisher: Springer Science & Business Media

ISBN: 3540343830

Category: Computers

Page: 1136

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The four-volume set LNCS 3991-3994 constitutes the refereed proceedings of the 6th International Conference on Computational Science, ICCS 2006, held in Reading, UK, in May 2006. The main conference and its 32 topical workshops attracted over 1400 submissions. The 98 revised full papers and 29 revised poster papers of the main track presented together with 500 accepted workshop papers were carefully reviewed and selected for inclusion in the four volumes. The papers span the whole range of computational science, with focus on the following major themes: tackling grand challenges problems; modelling and simulations of complex systems; scalable algorithms and tools and environments for computational science. Of particular interest were the following major recent developments in novel methods and modelling of complex systems for diverse areas of science, scalable scientific algorithms, advanced software tools, computational grids, advanced numerical methods, and novel application areas where the above novel models, algorithms and tools can be efficiently applied such as physical systems, computational and systems biology, environmental systems, finance, and others.

Computerdenken

Die Debatte um Künstliche Intelligenz, Bewusstsein und die Gesetze der Physik

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Author: Roger Penrose

Publisher: Spektrum Akademischer Verlag

ISBN: 9783827413321

Category: Science

Page: 454

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In seinem Klassiker erläutert der international führende Mathematiker und Physiker, Sir Roger Penrose, seine These, dass die geistigen Fähigkeiten des menschlichen Gehirns nicht durch Berechnungen von Elektronengehirnen erreicht werden können - und provozierte eine neue KI-Debatte. ...des Kaisers neue Kleider - steht auf dem Buchumschlag. Der renommierte englische Physiker Penrose will damit sichtbar machen, daß die Vertreter der Künstlichen Intelligenz (KI) nackt dastehen. Mit einem 400 Seiten langen Exkurs versucht er, ihre Behauptung zu widerlegen, daß Maschinen ebenso intelligent sein können wie Menschen. bild der wissenschaft Roger Penrose (...) gelang das Kunststück, mit dem formelgespickten Wälzer "The Emperors's New Mind" (auf deutsch jetzt unter dem geistlosen Titel "Computerdenken" erschienen) auf den US-Bestsellerlisten zu landen, ungeachtet aller Quanten-Ket-Vektoren und Einsteinscher Krüümungstensoren, mit denen der Autor seine Leser plagt. DER SPIEGEL Das erklärte Ziel dieses Buches ist, den Standpunkt einiger KI-Enthusiasten zu widerlegen, daß Computer irgendwann all das können, was menschliche Gehirne können - und sogar mehr. Aber der Leser merkt bald, dass Pnerose vor allem das Ziel verfolgt, einen Wegzur großen Synthese von klassischer Physik, Quantenphysik und Neurowissenschaften aufzuzeigen. John Horgan in Scientific American Wer "Computerdenken" liest (oder durcharbeitet), sollte nicht auf Antwort hoffen, darf aber neue Sichtwiesen und überraschende Interpretationen erwarten. Ein nahrhaftes Geschenk für naturwissenschaftlich Interessierte. Die Zeit Trotz des mathematichen Themas wurde The Emperor's New Mind prompt ein Bestseller und sein Autor zum bestgehaßten Mann der KI-Szene (...) Als Anfang der neunziger Jahre in England die Fördermittel für KI-Projekte nicht mehr so reichlich flossen, orteten manche eine KI-feindliche Stimmung in der Öffentlichkeit, die Penrose verschuldet habe. Die Zeit

Die Physik der Welterkenntnis

Auf dem Weg zum universellen Verstehen

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Author: David Deutsch

Publisher: Springer-Verlag

ISBN: 3034860196

Category: Science

Page: 359

View: 1905