1 / r lực hấp dẫn bởi thiết bị tự động di động

Có tồn tại một máy tự động di động (ở dạng 2D) mô phỏng lực giữa các hạt không? $1/r$

Cụ thể hơn, tôi muốn biết liệu có thể, với các quy tắc cập nhật cục bộ nghiêm ngặt, để có hai đối tượng (được xác định trong mô hình) thu hút lẫn nhau với lực , trong đó là khoảng cách ngăn cách các đối tượng. Điều này đặc biệt sẽ kéo theo sự gia tốc của vật thể (các hạt) khi chúng lại gần nhau hơn. $1/r$ $r$

Tổng quát hơn, các lực hấp dẫn tầm xa giữa các đối tượng (đốm màu) có thể được mô phỏng trong một thiết lập tự động di động với các quy tắc địa phương nghiêm ngặt không?

simulation cellular-automata

— MJK
nguồn

Làm thế nào để bạn mã hóa khoảng cách và đối tượng? Nếu các quy tắc hoàn toàn cục bộ, tức là xung quanh một đối tượng, làm thế nào bạn biết được cách thu hút một đối tượng?

— Pål GD

Thật vậy, đây chính xác là những gì làm cho vấn đề không tầm thường. Tôi ngây thơ mong đợi rằng nếu giải pháp tồn tại, thì nó sẽ có dạng sau: một mạng 2d có thể được tạo ra bởi các "hạt", được gắn với một 'ether' sẽ phát ra 'tín hiệu' theo mọi hướng khi một hạt trình bày và không làm gì khác Khi một tín hiệu đến một "hạt" khác thì nó báo cho hạt di chuyển theo hướng của tín hiệu được gửi đi. Bằng cách nào đó, các tín hiệu cũng cần có một số bộ nhớ nếu không sẽ có sự tích lũy quá mức của chúng đối với các hạt ở xa ...

— MJK

Nhưng liệu điều này có thực sự hoạt động như một lực lượng tầm xa hay không, hơn nữa, tùy thuộc vào khoảng cách, đối với tôi không rõ ràng. Tôi đã tự hỏi liệu câu hỏi này đã được xem xét?

— MJK

Imho câu hỏi nghiên cứu mở cực kỳ sâu / có ý nghĩa xuyên suốt các ngành chính như TCS, QM, vật lý (hạt), hành vi mới nổi, v.v. đề nghị di chuyển / quảng bá điều này đến cstheory.se

— vzn

MJKs lại ý tưởng về sự hấp dẫn thông qua "tín hiệu". một mô hình vật lý cơ bản khác để thu hút hạt là mật độ tổng thể của một trường. vì vậy hãy tưởng tượng bạn có một hồ bơi lớn với độ dốc mật độ và các hạt mật độ không đổi trong hồ bơi này. các hạt sẽ di chuyển / trôi từ vùng có mật độ cao hơn sang mật độ thấp hơn. tức là "nổi" theo cách. đây có thể là một lý thuyết thống nhất về cả sự hấp dẫn và lực hấp dẫn mà ngay cả mô hình tiêu chuẩn vẫn chưa thực sự thống nhất và phần lớn là một câu hỏi mở quan trọng trong vật lý.

— vzn

Câu trả lời:

Nếu bằng cách "mô phỏng", bạn có nghĩa là "tạo ra một bức tranh về động lực sẽ như thế nào", thì câu trả lời cho câu hỏi của bạn là có : có tồn tại tự động di động phổ quát (bao gồm cả bộ quy tắc Trò chơi Cuộc sống ban đầu của Conway ).

Tuy nhiên, nếu bạn đang hỏi về việc liệu vũ trụ của chúng ta có thể được giải thích theo các quy tắc cập nhật cục bộ nghiêm ngặt hay không, thì câu hỏi của bạn vẫn đang mở. Konrad Zuse là một trong những người đầu tiên khám phá câu hỏi này một cách rõ ràng về mặt CA; xem Wolfram , Schmidhuber hoặc t'Hooft để biết thêm công việc gần đây.

— rphv
nguồn

+1 Cho một câu trả lời thực sự đẹp. Nó chứng tỏ rằng những gì OP đang yêu cầu là hoàn toàn có thể, mà không đưa ra bất kỳ gợi ý nào về chỉ dẫn về việc làm thế nào một điều như vậy có thể được thực hiện. Chà, gợi ý là có, nhưng theo nó để hoàn thành sẽ là về điều tẻ nhạt nhất mà tôi có thể tưởng tượng.

— Patrick87

Tôi cho rằng Paul Gordan sẽ nói, "Das ist nicht Mathematik. Das ist Theologie!" , nhưng ngay cả thần học cũng có giá trị của nó!

— rphv

+1 ý tưởng thông minh nhưng nghĩ rằng điều này nên được phác thảo thêm một chút. đoán nó giả định rằng "sự hấp dẫn", các hạt, vv dựa trên các thuật toán tạo ra hoặc mô phỏng chúng.

— vzn

Tôi cho rằng nó dựa vào định nghĩa của từ "mô phỏng". Tôi nghi ngờ OP đang tìm kiếm một bộ quy tắc CA sao cho các ô "sống" (hoặc một số cấu hình của chúng) bị "thu hút" với nhau với lực 1 / r. Tôi nghi ngờ điều này là có thể, nhưng tẻ nhạt để xây dựng và phần lớn không liên quan. Tôi đứng trước câu trả lời ban đầu của mình vì một quan sát tương tự có thể được áp dụng cho bất kỳ mô phỏng máy tính nào - xét cho cùng, các chuỗi 1 và 0 trong một đường ống xử lý không "trông" giống như các cơ thể n tương tác trong trường hấp dẫn, nhưng chúng tôi chấp nhận đó là một "mô phỏng."

— rphv

@rphv: Tính đầy đủ của Turing không có nghĩa là bạn có thể tìm thấy CA để thông tin truyền đi nhanh hơn tốc độ ánh sáng, mặc dù máy Turing có thể dễ dàng mô phỏng CA khi thông tin di chuyển nhanh hơn tốc độ ánh sáng. Ở đây, nếu OP muốn CA sao cho các đối tượng bị thu hút với lực chạy ở tốc độ chậm liên tục, tính hoàn chỉnh của Turing không cung cấp cho bạn điều đó. Nếu bạn muốn một cỗ máy, thường xuyên, sẽ hiển thị một bức tranh về động lực học sẽ như thế nào dưới một lực như vậy, tính hoàn chỉnh của Turing sẽ cung cấp cho bạn điều đó.

1 / r

$1/r$

— Peter Shor

đây là một câu hỏi nghiên cứu rất có ý nghĩa & có một câu hỏi tổng quát hơn ở đây được nghiên cứu bởi một số người. câu hỏi sâu hơn là "các quy tắc CA (giống như) có thể tái tạo các định luật vật lý ở mức độ nào". câu hỏi lớn hơn là một câu hỏi mở rất quan trọng với số lượng lớn suy đoán và nghiên cứu về chủ đề này, nhưng thật không may, trí tuệ khoa học / vật lý thông thường coi nó là một lĩnh vực khác của vật lý hiện đại. hiểu biết của tôi là câu hỏi cụ thể của bạn về cơ bản cũng mở.

liên quan đến câu hỏi của bạn một cách tổng quát hơn, đây là các liên kết về nhiều chủ đề liên quan chặt chẽ, đã nghiên cứu chủ đề / lĩnh vực này gần đây:

nghiên cứu về trò chơi Cuộc sống (đã được chứng minh Turing hoàn thành bởi Conway và những người khác) có liên quan cao. "tàu lượn" dường như thể hiện luật hấp dẫn ở một mức độ nào đó, nhưng chủ đề và phân tích có thể tinh tế. Giả sử hai khẩu súng lượn đang chĩa vào nhau, liệu các tàu lượn có "thu hút" nhau không?
Nhà nghiên cứu vật lý đoạt giải Nobel đã nghiên cứu trong một số bài báo câu hỏi chung / chủ đề về việc liệu các luật rời rạc địa phương có thể tái tạo động lực học QM hoặc các định luật vật lý cấp thấp khác hay không, ví dụ như trong bài báo này, liên quan đến cơ học lượng tử của các hệ thống rời rạc cơ lượng tử
một ví dụ về ý kiến về các hướng của Hoofts (được coi là rìa), hãy xem Hooft về Cellular Automata và String Theory của Woit, một nhà vật lý lý thuyết / chuyên gia lý thuyết / nhà lý luận chuỗi / hoài nghi
Fredkin đã suy đoán từ lâu về "Vật lý kỹ thuật số" và một số điều này đã được Wolfram mở rộng, ví dụ như trong Loại khoa học mới .
một góc quan trọng: 2d / 3d solitons dường như có thể được tạo ra từ "quy tắc" thuần túy cục bộ, tức là phương trình vi phân cục bộ, và do đó có vẻ như chắc chắn rằng CA tồn tại sao chép các phương trình vi phân tương tự đó, mặc dù điều này dường như chưa được chứng minh. solitons được biết là có nhiều điểm tương đồng mạnh mẽ với các tương tác hạt / nguyên tử bao gồm các khía cạnh thu hút / lực đẩy / tính chất. xem ví dụ: Solitons & automata di động
Công trình phân tích / lý thuyết đột phá gần đây của Brady cho thấy một hệ thống giống như soliton gọi là sonon có sự tương đồng mạnh mẽ với vật lý cơ bản như hạt, tương tự điện từ / lượng tử. Chuyển động không điều hòa của một chất lỏng bất khả xâm phạm có thể nén.
một trang web mới dành riêng cho chủ đề vật lý hạt chất lỏng cổ điển có liên quan đến công việc của Bradys, gắn nó với các hiện tượng vật lý, ví dụ tóm tắt về lý thuyết động lực học chất lỏng cổ điển

— vzn
nguồn