可逆型とは? わかりやすく解説

可逆型

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2022/03/03 07:32 UTC 版)

セル・オートマトン」の記事における「可逆型」の解説

現在状態から1つ前の状態(プレイメージ)が一意求められるセル・オートマトンを「可逆的」(reversible) であるという。セル・オートマトンを状態から状態への関数考えると、可逆性はその関数全単射であることを意味する。可逆型のセル・オートマトンは、時間を遡った際の挙動セル・オートマトンとして記述できる。これは、セル・オートマトン位相幾何学的に説明したカーティス-ヘドランド-リンドン定理英語版)の帰結である。可逆でない有限セル・オートマトンには、どんな状態からも絶対生成到達できない配置存在するそのような配置を「エデンの園配置」と呼ぶ。換言すれば、エデンの園パターンにはプレイメージが存在しない1次元セル・オートマトンについては、プレイメージを探すアルゴリズム知られていて、各ルールについて可逆的そうでないかは既に判明している。2次元上のセル・オートマトンについては、任意のルール可逆性決定不能であることが証明されている。Jarkko Kari による証明は、ワンのタイルタイル並べ問題関連している。 可逆型セル・オートマトンは、熱力学の法則に従う気体液体力学現象シミュレーション使われることが多い。その場合のセル・オートマトン特別に可逆性を持つよう設計される。この種のシステム研究者としてトマソ・トフォリやノーマン・マーゴラス(英語版)らがいる。意識的に可逆型セル・オートマトン作る手法はいくつ存在する二階セル・オートマトン英語版)やブロック・セル・オートマトン(英語版)がそれで、どちらもセル・オートマトンの定義に何らかの修正を施す。これらは厳密には上に挙げたようなセル・オートマトンの定義から外れているが、十分に大きな近傍多数の状態を持つ従来型セル・オートマトンでエミュレートできること判っており、従来型セル・オートマトンサブセット見なすことができる。逆に全ての可逆型セル・オートマトンはブロック・セル・オートマトンでエミュレートできる。

※この「可逆型」の解説は、「セル・オートマトン」の解説の一部です。
「可逆型」を含む「セル・オートマトン」の記事については、「セル・オートマトン」の概要を参照ください。

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