电线世界里的逻辑

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本文所介绍的“电线世界”的例子提醒我们，无论多么复杂的逻辑运算，都可以建立在非常简单的几条规则之上。电线世界（Wire World）是一个网格状的虚拟世界，其运行规则可以简单叙述如下：蓝色格子会变成黄色格子；红色格子会变成蓝色格子；当黄色格子周围的八个格子中，有一个或两个红色格子，那么黄色格子就会变成红色格子，否则不发生变化。

虽然说可以在实物棋盘上模拟电线世界里的演化进程，但借用软件模拟器可以大大提高工作效率，如Golly或Mcell，这两款软件都提供了电线世界的模拟演化功能。

例1：导线（如图1：图中近墨为蓝，近灰为红，泛白为黄。下同）。在网格中拉出一条黄色的直线或曲线，随便在某个位置相邻地描上红点和蓝点，每一步运行后，蓝色变成黄色，红色变成蓝色，看上去就仿佛是一个电子信号在导线中移动，这也就是电线世界名字的由来。导线还可以分岔，一个电子移动到分岔时就会自我复制成两个电子（如图2）。

例2：栅栏。若要在导线上阻止电子信号的移动，只需要在导线上画出一个类似栅栏的小装置，变化效果如图3。

可以看出，当导线所邻接的格子中有三个是红色时，导线不会发生变化，于是就阻断了信号的传输。

例3：寄存器。可以想办法把一个电子信号存储到寄存器中，形状如图4。

信号从左面输入端进入导线后，会在由环状导线构成的寄存器中周而复始地绕圈子，但若有清空信号自上而下输入到寄存器中时，寄存器就会被清空。

例4：逻辑门。可以将导线设计成不同功能的逻辑门，比如与门、或门等，下面的例子展示的是异或门逻辑，即当在两个输入端都输入电子信号的时候，输出端得不到电子信号输出，而只有在某一个输入端输入电子信号的时候，输出端才会得到电子信号输出，形状如图5。

有兴趣的朋友可以尝试自己构建一个逻辑门，比如一个“或门”逻辑电路，即在任意一个输入端输入电子信号，输出端都可以得到电子信号输出。电线世界既是学习工具，也是一种有趣的游戏，从理论上说，只要有足够的耐心，就能在电线世界中打造出一“台”具有输入、存储、运算和输出功能的完整的计算机来。