La fourmi de Langton est un automate cellulaire qui modélise une fourmi se déplaçant sur une grille de cellules en suivant quelques règles très basiques.
Au début de la simulation, la fourmi est positionnée aléatoirement sur une grille 2D de globules blancs. La fourmi reçoit également une direction (vers le haut, le bas, la gauche ou la droite).
La fourmi se déplace ensuite en fonction de la couleur de la cellule dans laquelle elle se trouve actuellement, avec les règles suivantes :
1.Si la cellule est blanche, elle devient noire et la fourmi tourne à droite de 90°.
2.Si la cellule est noire, elle devient blanche et la fourmi tourne à gauche de 90°.
3. La fourmi passe ensuite à la cellule suivante et recommence à partir de l'étape 1.
Ces règles simples conduisent à des comportements complexes. Trois modes de comportement distincts sont apparents, lors d'un départ sur une grille entièrement blanche :
- Simplicité : Au cours des premières centaines de coups, il crée des motifs très simples qui sont souvent symétriques.
- Chaos : après quelques centaines de coups, un grand motif irrégulier de carrés noirs et blancs apparaît. La fourmi trace un chemin pseudo-aléatoire jusqu'à environ 10 000 pas.
- Ordre émergent : Enfin, la fourmi commence à construire un modèle « autoroute » récurrent de 104 étapes qui se répète indéfiniment.
Toutes les configurations initiales finies testées finissent par converger vers le même motif répétitif, ce qui suggère que la « autoroute » est un attracteur de la fourmi de Langton, mais personne n’a été en mesure de prouver que cela est vrai pour toutes ces configurations initiales.