セルオートマトンによる1 / r引力


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粒子間の力をシミュレートするセルオートマトン(2D)はありますか?1/r

より具体的には、厳密にローカルな更新ルールを使用して、2つのオブジェクト(モデル内で定義)が力で互いに引き付けることができるかどうかを知りたいと思います。ここで、rはオブジェクトを隔てる距離です。これは特に、オブジェクト(粒子)が互いに近づくにつれて加速することを伴います。1/rr

より一般的には、オブジェクト(ブロブ)間の長距離引力を、厳密にローカルなルールを使用してセルオートマトン設定でシミュレートできますか?


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距離とオブジェクトをどのようにエンコードしますか?ルールが厳密にローカルである場合、つまり、1つのオブジェクトの周りにある場合、オブジェクトをどのように引き付けるかをどのようにして知ることができますか?
–PålGD 2013

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実際、これこそが問題を簡単なものにしているものです。解が存在する場合、それは次の形式であると単純に予想します:粒子が存在する場合にすべての方向に「信号」を送信する「エーテル」で重ねられた「粒子」で埋めることができる2Dラティス存在し、それ以外は何もしません。信号が別の「粒子」に到達すると、送信された信号の方向に移動するように粒子に伝えます。どういうわけか、信号にはある程度のメモリも必要です。そうしないと、遠方の粒子の信号が過剰に蓄積されます...
MJK

しかし、これが実際に長距離の力として作用するのか、さらには距離に応じて作用するのかは、私にはわかりません。この質問はすでに検討されているのかどうか疑問に思っていましたか?
MJK

TCS、QM、(粒子)物理学、創発的行動などの主要な分野を横断する、非常に深く重要なオープンリサーチの質問を横に並べてください。これをcstheory.seに移行/昇格することをお勧めします
vzn

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MJKの「シグナル」によるアトラクションについてのアイデア。粒子引力のもう1つの基本的な物理モデルは、フィールドの全体的な密度です。密度勾配のある大きなプールがあり、このプールに一定密度の粒子があるとします。粒子は、密度の高い領域から密度の低い領域に移動/ドリフトします。つまり、ある意味で「フロート」します。これは、引力と引力の両方の統一理論である可能性があり、標準モデルでさえまだ実際には統一されておらず、物理学における主な未解決の問題です。
vzn 2013年

回答:


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「シミュレート」とは、「そのような力の下でダイナミクスが何であるかを示す画像を生成する」のようなものを意味する場合、質問への答えは「はい」です。ユニバーサルセルラーオートマトン(コンウェイのオリジナルのライフオブルールセットを含む)が存在します。

しかし、私たちの宇宙を厳密にローカルな更新ルールの観点から説明できるかどうかについて質問している場合、あなたの質問は未解決のままです。 Konrad Zuseは、CAに関してこの問題を明示的に調査した最初の1人です。最近の作業については、WolframSchmidhuber、またはt'Hooftを参照してください。


+1本当に美しい答え。それは、OPが求めていることは確実に可能であることを示しています。さて、ヒントはありますが、それを完了するまでは、私が想像できる最も退屈なことについてです。
Patrick87 2013年

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ポールゴルダンが「Das ist nicht Mathematik。Das ist Theologie!」と言うと思います、しかし神学にもそのメリットがあります!
rphv 2013年

+1の賢いアイデアですが、もう少しスケッチする必要があると思います。「アトラクション」、パーティクルなどは、それらを生成またはシミュレートするアルゴリズムに基づいていると想定しています。
vzn 2013年

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それは「シミュレーションする」という意味の定義にかかっていると思います。私は、OPが「ライブ」セル(またはその構成)が1 / rの力で互いに「引き付けられる」ようなCAルールセットを探していたのではないかと思います。これは可能ではないかと思いますが、作成するのは面倒でほとんど関係ありません。類似の観察をあらゆるコンピューターシミュレーションに適用できるため、元の回答を待機しています。結局のところ、プロセッサーパイプラインの1と0の文字列は、重力場で相互作用するn体のようには見えませんが、それは「シミュレーション」として。
rphv 2013年

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1/r

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これは非常に重要な研究の質問であり、ここでより一般的な質問がいくつか研究されています。より深い問題は、「CA(のような)ルールが物理学の法則をどの程度再現できるか」です。大きな質問は、非常に重要な未解決の質問であり、主題に関する大量の推測と研究がありますが、残念ながら、従来の科学/物理学の知識では、これを現代物理学のより周辺の領域と見なしています。私の理解では、あなたの特定の質問も基本的に公開されています。

より一般的な方法であなたの質問に関して、ここに最近このスレッド/エリアを研究した多くの密接に関連したテーマへのリンクがあります:

  • 生命のゲーム(コンウェイなどによってチューリングが完全であることが証明されている)の研究は非常に関連性があります。「グライダー」はある程度引力の法則を示すようですが、トピックと分析は微妙な場合があります。2つのグライダーガンが互いに向き合っているとすると、グライダーは互いに「引き合っている」のでしょうか。

  • 「Tホーフトは、ノーベル賞受賞物理学者は、いくつかの論文で調査している一般的な質問/ローカル離散法律は、QMのダイナミクスや本論文では物理などの他の低レベルの法律を再現できるかどうかのテーマ標準規範的に離散システムの量子力学の関連付け量子力学

  • 't Hooftsの方向性(フリンジと見なされる)に関する意見の例については、理論的物理学者/文字列理論家の専門家/懐疑論者、Woitによる' t Hooft on Cellular Automata and String Theoryを参照してください。

  • Fredkinはずっと前に"Digital physics"について推測しており、この一部はWolframによって、たとえばNew Kind of Scienceで拡張されています。

  • 重要な角度:2d / 3d ソリトンは、純粋に局所的な「ルール」、つまり局所微分方程式から生成できるように思われるため、同じ微分方程式を複製するCAが存在するように見えますが、これはまだ示される。ソリトンは、引力/反発の側面/特性を含む粒子/原子の相互作用に多くの強い類似点があることが知られています。ソリトンとセルオートマトンなどを参照

  • ブレイディによる最近の画期的な分析/理論的研究は、ソノンと呼ばれるソリトンのようなシステムが、粒子、電磁気/量子アナロジーなどの基本的な物理学に強いアナロジーを持っていることを示しています。圧縮可能な非粘性流体の非回転運動。

  • 古典的な流体粒子物理学の主題に特化した新しいサイトで、Bradysの仕事を参照し、物理現象と結び付けます。たとえば、古典的な流体力学理論の要約

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