冯诺依曼元胞自动机(John V on Neumann’s Cellular Automaton)

冯诺依曼元胞自动机是由计算机科学家约翰冯诺依曼发明的一种图灵完备的元胞自动机。目前它还有三种不同的规则，分别名叫：JvN29，Nobili32,Hutton32.可以模拟许多“机器”，比如自我复制机(Replicator)就是其中最重要的一种。

目前几乎没有介绍冯诺依曼元胞自动机的中文网站，所以我在此给大家比较详细地介绍一下它。

一、JvN29

这是由John Von Neumann在1940年发明的自动机。由于其上的活细胞共有29种状态，故名JvN29，29种状态分别为：

前8种和后3种是激发态(不稳定)，不用记。

其中4个蓝箭头和4个红箭头相当于“导线”，4个绿箭头和4个紫箭头分别是两种电线中的“电流”。

紫箭头可以eat(即将其变为死细胞，下同)蓝箭头，绿箭头可以eat 红箭头。不过紫箭头权限更高，它还可以eat掉4种菱形。

当一串绿箭头或紫箭头到达“导线”最前端时，前端前的死细胞就会根据绿箭头或紫箭头的不同序列而变成不同的稳定活细胞，这个过程叫做翻译，需要用到前8种激发态作为桥梁。8种激发态间有一个转化关系，如图：

我们一般采用所谓“密码子”的箭头序列。在JvN29中，每种稳定细胞都对应一个密码子，即一个可以产生此种细胞的箭头序列。从上图可以总结出JvN29的密码子如下：