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细胞自动机是一种时间、空间与状态都离散的数学模型,它是由现代计算机的创始人Johnvon Neumann于二十世纪四、五十年代在研究生命系统的自我复制现象时提出来的。对于不同的局部规则,细胞自动机的时空演化具有十分丰富的形态。通过一些简单规则的设计能产生非常复杂的动力学行为。也正是因为这点,细胞自动机理论自产生以来,就受到了许多学者的关注和研究。在理论研究成果的基础上,细胞自动机的应用领域也十分广泛,特别地,它为动力学理论中关于混沌、非对称、分形等系统整体行为与复杂现象的研究提供了一个有效的模型工具。强大的计算速度和复杂的动力学行为还使细胞自动机被广泛应用于自然现象的模拟中。符号动力学是研究动力系统动力学的一个重要工具。滑翔机作为一种随时间周期性演化的结构,其动力学性质得到了广泛的关注。110号规则是一个复杂的细胞自动机,在其演化的过程中可以出现很多滑翔机。Cook将这些滑翔机进行了分类,G.J.Martinez等学者在Cook的工作基础之上运用循环标签系统和De Bruijn图等方法深入地研究了滑翔机的有关性质,利用滑翔、滑翔碰撞等给出产生各类不同滑翔机的方法以及它在逻辑计算等等方面的应用。本文在符号动力学的框架下,揭示了滑翔和复杂性之间的有趣的关系。以普适细胞自动机规则110和二维细胞自动机B34S13为研究对象,讨论它们所具有的拓扑动力学性质,比如证明规则110在子系统上是Devaney和Li-Yorke意义下的混沌,二维细胞自动机B34S13的拓扑传递性等等。具体来讲,包括以下内容:首先,在第二章中,通过规则110的一类滑翔机——D1滑翔机,得到了一个具有Bernoulli移位性质的不变子系统以及决定系统,紧接着用符号动力学的相关知识和达布图的方法分析规则110在这个子系统上的性质,例如拓扑传递性,拓扑混合性,正拓扑熵等等,所以这就证明了规则110在子系统上是Devaney和Li-Yorke意义下的混沌。其次,在2.4节中,通过介绍特征函数的概念,构造了一个拓扑半共轭映射,紧接着在此基础上,本节给出了两个方程,简要分析了规则110的分形结构,这在一定程度上也揭示了其所具有的自相似性和复杂性。再次,第三章用平均场理论从总体上分析了二维细胞自动机B34S13的混沌性质,并且通过它的一个滑翔机——滑翔机365,借助计算机的方法,得到了一个决定系统以及子系统,具体分析了全局映射B34S13在这个子系统上的拓扑动力学,比如拓扑传递性,混沌等等。最后,第四章对全文作出总结,并给出进一步研究前景的展望。