元胞自动机（Cellular Automata，CA）是一种基于离散空间布局和时间间隔的计算模型。它由冯·诺依曼在20世纪50年代提出，用以模拟生命系统中的自复制功能。史蒂芬·沃尔fram深入研究了元胞自动机理论，将其分为平稳型、周期型、混沌型和复杂型四类。元胞自动机在计算机建模和仿真领域广泛应用，包括L-系统、格子气模型、格子气-Boltzmann方法、交通流模型等。其中，生命游戏（Game of Life）由约翰·康威发明，是一个在二维平面上运行的元胞自动机。玩家在方格细胞中设置初始状态，细胞状态演化遵循简单规则，结果千变万化，可周期循环、腾挪平移，甚至模拟出复杂如宇宙飞船和模拟时钟等现象。在交通领域，元胞自动机用于模拟车辆和行人移动。