Что наша жизнь? Игра!
В этом посте речь пойдёт не о нашей с вами жизни, как вы могли бы подумать, а об игре «Жизнь», которую изобрёл английский математик и к тому же очень интересная личность Джон Хортон Конвей. Этот человек многое внёс в современную математику, но наибольшую известность ему принёс клеточный автомат «Жизнь». Клеточный автомат — это модель, которая состоит из бесконечного плоского или объёмного пространства, и равномерно поделена на ячейки. Каждая ячейка может находиться в одном из состояний, количество которых оговаривается в условиях построения клеточного автомата. Так же при создании клеточного автомата для каждой ячейки оговаривается её окрестность, например, только соседние ячейки или ячейки на расстоянии единиц. Окрестность ячейки — это её близкое окружение, которое напрямую оказывает влияние на поведение данной ячейки. Ещё для работы клеточного автомата нужно указать начальное состояние всех ячеек и обозначить правила перехода из одного состояния в другое.
Теперь разберём подробнее правила игры «Жизнь», их не много и они очень просты:
- «Вселенная» в которой проходит игра «Жизнь» - это плоская, разделённая на ячейки, они же клетки, поверхность.
- Каждая ячейка имеет восемь соседей и два состояния: «живая» и «мёртвая»
- Правила перехода клетки из одного состояния в другое:
- Если в окрестностях клетки есть ровно 3 живые клетки, то в данной клетке зарождается «жизнь».
- Если у «живой» клетки есть 2 или 3 соседа, то клетка продолжает жить.
- Если рядом с живой клеткой больше 3 соседей, то клетка умирает от «перенаселённости».
- Если в окрестностях клетки становится меньше 2 живых соседей, клетка умирает от «одиночества».
В начале игры по поверхности распределяются «живые» ячейки, которые называют первое поколение. После чего, согласно правилам этой вселенной, рассчитывается каждое новое поколение. Эти простые правила помогают получить большое количество разнообразных «существ», которые возникают в процессе игры.
Вот некоторые из самых простых и популярных организмов игры «Жизнь»:
- Самая простая форма состоит 3 живых ячеек и называется «Мигалка»:
- Так же есть стационарные конфигурации, такие как:
- Есть и сложные фигуры, которые меняются циклически, их называют «осцилляторы»:
- Но самый большой интерес представляют «организмы», которые изменяются циклически и при этом меняют своё положение во пространстве игры. Самые простые из них это глайдер:
и космические корабли:
корабли.
Конечно изображения отдельных жителей пространства не так интересны, поэтому обязательно посмотрите видео, на котором показано, как вся эта братия и другие, более сложные «организмы» сосуществует друг с другом. Видео очень эпичное:
Ну и конечно вот ссылка для тех, кто хочет поиграться сам. Пройдя по ссылке можно как посмотреть намного более сложные организмы, так и самому распределить жизнь в клетках первого поколения. Попробуйте выбрать в меню "Setup" самое большое поле и установить "Delay" = 60. Нарисуйте одну из стартовых фигур, которые долго живут:
Наслаждайтесь шоу и не забывайте, что вы можете вмешиваться в развитие этого мира)
Несмотря на то, что с виду игра "Жизнь" не выглядит серьёзным делом, поведение некоторых организмов в её пространстве имеет аналогии в других научных дисциплинах, таких как бактериология, физика, астрономия, биология, социология и философия.