Что «Жизнь»? Игра!

В названии этой статьи слово «Жизнь» взято в кавычки неслучайно. Ведь речь пойдёт об игре «Жизнь», придуманной английским математиком Джоном Конвеем. Зарождение «Жизни»

Патриарх всея Кибернетики Джон фон Нейман в сороковых годах прошлого века заинтересовался проблемой самовоспроизводящихся машин. Такая машина, без преувеличения, позволит перевернуть мир. Представьте себе, что сложнейшую технику можно будет разводить и выращивать, как цыплят. Создавать ничего не надо — только кормить и воспитывать! Достаточно привезти одну такую машину, скажем, на Марс, и она воспроизведёт себя в стольких экземплярах, что планету можно сделать пригодной для жизни не за века, а за годы или даже месяцы!

Конечно, фон Нейман занимался лишь теорией, при этом он сумел создать сложнейшую систему правил, которым должна подчиняться такая машина. А в 1970-м году Джон Конвей усовершенствовал идею фон Неймана и построил модель с гораздо более простыми правилами, которые оформил в виде игры «Жизнь».

Игра «Жизнь» моделирует эволюцию живых существ. Место действия — клеточная «Вселенная». Возможны варианты ограниченной плоской вселенной и вселенной, замкнутой в виде тора, когда клетки на противоположных концах поля считаются соседними. Представьте себе шахматную доску, где фигуры могут, уходя за край доски, появляться с другого края.

У каждой клетки (если она не крайняя в ограниченной Вселенной) есть 8 соседей. Каждая клеточка может быть или пуста (мертва) или заселена (жива). Вначале игрок, который в данной модели вселенной играет роль самого Создателя, расставляет некоторую исходную позицию (указывает, какие клетки будут заселены, а какие — пусты). Это — нулевое поколение. Законы «Жизни»

Дальнейшее развитие колонии происходит уже без участия игрока — колония развивается, живёт и угасает по простым правилам:

1. Если у клетки менее 2 живых соседей, то в следующем поколении она умирает (от одиночества и тоски); 2. Если у клетки более 3 живых соседей, то в следующем поколении она также умирает (от перенаселённости и нехватки ресурсов); 3. Если у пустой клетки трое соседей, то там зарождается жизнь; 4. Все прочие клетки остаются в том же состоянии, в котором они и были; 5. Все рождения и смерти происходят мгновенно и одновременно, знаменуя смену поколений.

Исход игры существенно зависит от начальной позиции и бывает различный:

Некоторые колонии начисто вымирают; Некоторые колонии эволюционируют в неизменные структуры, когда каждое новое поколение тождественно предыдущему (рис. 1). Иногда колония эволюционирует в циклическую структуру, когда поколения начинают повторяться через некоторое число шагов; Ряд колоний превращается в циклические структуры, перемещающиеся по полю. То есть они повторяются, но при этом сдвигаются на некоторое количество клеток; И, самое поразительное, существуют колонии, эволюционирующие в циклические структуры, порождающие другие циклические структуры, которые перемещаются по полю (так называемые «ружья»). Эти колонии порождают потенциально бесконечное число живых клеток (!); А ещё есть «паровозы» — циклические двигающиеся фигуры, оставляющие за собой след из устойчивых и циклических фигур.

Конуэй сначала считал, что невозможно найти такую начальную расстановку, чтобы в ходе эволюции создавалось бесконечное множество живых клеток. Он объявил премию в 50 долларов тому, кто сможет это доказать или опровергнуть.

Группа исследователей из Массачусетского технологического института придумала циклическую фигуру «Ружьё Госпера» (рис. 2), которая создавала движущиеся простейшие циклические фигуры, получившие название «глайдеры» — то есть скользящие (рис. 3). Так что в этой модели Вселенной «вечный двигатель» был благополучно изобретён.

Вместе с игрой появились и логические задачи. Например, нахождение «Райского Сада», или Эдема. Это такая позиция, которая не может быть достигнута при описанных правилах эволюции ни при каком предыдущем раскладе.

В математике такая модель вселенной получила название «Клеточный автомат». Влияние её на развитие науки трудно переоценить: игра пригодилась и в теории алгоритмов, и в теории автоматов, в теории игр, в теории вероятностей, во фрактальной геометрии, в комбинаторике и многих других дисциплинах. Аналогии «Жизни»

Разумеется, эта замечательная игра не оставила равнодушными философов и теологов. Ведь она совмещает взгляды на эволюцию и идеалистов, и материалистов! Действительно, кто-то расставил начальное положение и придумал Законы развития (кто, как не Бог?), но дальше Вселенная развивается сама по установленным Законам Природы (в строгом соответствии с материалистическими воззрениями). И никаких вам случайностей и чудес.

Физики изумляются, насколько эта игра напоминает поведение элементарных частиц. Нейробиологи видят в ней подобие самовосстанавливающихся электрических цепей в тканях мозга. Астрономы поражены сходством игры с законами развития спиралевидных галактик. Социологи находят параллели с развитием групп и популяций, процессами поглощения, доминации, вытеснения и т. п.

Ну, а далёкие от науки люди просто расставляют всевозможные начальные позиции в компьютерной реализации игры (которую способен написать любой нынешний старшеклассник) и зачарованно наблюдают за процессом эволюции. При достаточно развитом воображении в эволюции симметричных колоний можно углядеть таинственные письмена, символы и коды.

Игра «Жизнь» разнообразна, увлекательна и глубока, как сама жизнь. Может быть, и мы — суть гигантские колонии на бесконечной клетчатой доске, где размер клетки равен кванту пространства — постоянной Планка?


22:27 24.03.2017



Отзывы и комментарии
Ваше имя (псевдоним):
Проверка на спам:

Введите символы с картинки:



Юрмала, берег морской... Что следует сделать на курорте?

Юрмала, берег морской... Что сле...

Поскольку отдыхала в Юрмале практически два месяца и почти всю её обошла пешком, хочу рассказать о пяти вещах, которые обязательно надо сделать, отдыхая в этих местах. 1. Прежде всего, обязательно по...
«Орел Девятого легиона»: где вы, настоящие герои?

«Орел Девятого легиона»: где вы,...

Американцы, чувствуя в себе имперские амбиции, часто и с удовольствием обращаются к тематике великих империй прошлого, особливо делая упор на Древнем Риме. Практика съемок пеплумов с грандиозным разм...
Сколиоз начинается в школе? Нет, дома!

Сколиоз начинается в школе? Нет,...

Так сложилось, что в нашем обществе сколиоз не считается серьезным недугом. Даже медики, с трибун призывающие к активному и здоровому образу жизни, на бытовом уровне часто не обращают на мелкие недост...
Больше взяток не требуют

Больше взяток не требуют

Министр образования и науки Украины Дмитрий Табачник объявил очень интересную новость. Эта новость касается учебных заведений. Дело в том, что Министр образования и науки Дмитрий Табачник сообщил, что...

"Сто лет одиночества" Габриэль Г...

Роман "Сто лет одиночества" с его многочисленным будоражащим витиеватым повествованием сложно осознать сразу логически. Габриель Маркес дает очень подробные детали самых мельчайших событий жизни рода ...
Приключения супругов. Часть 2: У сестренки

Приключения супругов. Часть 2: У...

Через некоторое время сестра снова пригласила супругов в гости. — Ну что ты готова? — спросил Олег — Да — ответила жена — Повернись. На Вике было белое полупрозрачное платье, под которым были четко ...
ОбразованиеЖивотные и растенияСтроительство и ремонтДом, семья, детиМедицина и здоровьеПроизводство, промышленностьКомпьютеры и ИнтернетСтатьи о заработкеКультура, искусство, историяПродукты питания, рецептыИнтимная жизнь
Читаемые:

О портале:

Наш сайт является ресурсом, который включает в себя обширный каталог информативных и отличных статей. Абсолютно каждый гость найдет для себя что-нибудь полезное. Модернизированный дизайн позволяет вам быстро находить требуемую информацию. Самые разнообразные тематические статьи дают возможность вам совершенствоваться в той или иной сфере. Быть более начитанным и грамотным. Современный дизайн сайта позволяет просматривать статьи на всех гаджетах. Теперь отыскать необходимую информацию стало просто.

Мы собрали для вас информативные и увлекательные статьи. У нас портале вы найдете ответы на интересующие вас вопросы. Стандартная система поиска позволяет вам стремительно отыскать нужную информацию. Адаптированный дизайн позволяет вам просматривать информацию на абсолютно любых электронных устройствах. Теперь, поиск подходящей информации будет занимать у вас считанные секунды.