En 1956 John von Neumann jugaba con la idea de que una máquina pudiera autoreproducirse, el interés estaba encaminado en poder tener fábricas automáticas; sin embargo en aquella época no había (actualmente tampoco) tecnología para poder diseñar un modelo mecánico que cumpliera con dicho propósito. Una manera de solventar este obstáculo le fue sugerida por su amigo Stanislaw Ulam, la cual consististía en crear un modelo matemático para demostrar esto. El modelo matemático con el que Neumann demostró que la autoreproducción era un proceso totalmente mecánico se le conoce como Autómata Celular.
En la actualidad los A.C. ocupan una posición medular en las Ciencias de la
Complejidad. Una de las principales razones de esto, se debe a que los Autómatas
Celulares son capaces de generar comportamiento complejo global a partir de la
interacción local de múltiples de sus componentes individuales.
Este fenómeno ocurre en muchos campos y en diversos niveles de descripción; en la
Física tal fenómeno se dá cuando interactúan las moléculas de agua para formar
fluidos o en la Química la interacción de tres estados: quieto, activo y refractario en
los sistemas de reacción-difusión; por citar sólo dos ejemplos [6].
En los A.C. los componentes individuales son entidades que tienen un número finito de
estados. Dichos estados ocupan casillas (células) dentro de una malla regular. En
matemáticas se piensa en estos estados de manera abstracta, etiquetándolos como
0,1,2,... Sin embargo en la aplicación del modelo se requiere asignarle significados más
concretos tanto a las células como a sus estados. Por otro lado también el significado
de la dimensión espacial en que se llevan a cabo las interacciones depende de la
aplicación, y su importancia radica en limitar las interacciones entre los componentes
individuales a una vecindad. Tal como el espacio el tiempo también es discreto. En cada
unidad de tiempo las células individuales cambian a sus estados de acuerdo a una regla
que determina el nuevo estado como una función de los estados previos de las células de
la vecindad.
Una de las razones por las que el A.C. se ha convertido en uno de los modelos
preferidos por los investigadores de los fenómenos complejos, radica en su sencillez,
pues esto permite realizar análisis con un alto rigor matemático.
Pero no sólo esto, gracias a que es un modelo que cuenta con espacio, tiempo y estados
discretos y que realiza una actualización en paralelo de todas las células de su espacio
bajo la misma regla de evolución, nos encontramos ante un modelo apropiado de
Computación en Paralelo. Entonces el A.C. además de permitir hacer prediciones de los
procesos naturales en términos computacionales, permite estudiar la computación en
términos Biológicos y Físicos.