Game of Life

„Gyvybės žaidimas“, dar vadinamas tiesiog „Gyvenimu“, yra korinis automatas, kurį 1970 m. Sukūrė britų matematikas Johnas Hortonas Conway.

Žaidimas yra nulio žaidėjas, tai reiškia, kad jo evoliuciją lemia pradinė būsena, kuriai nereikia daugiau įvesti. Vienas iš jų sąveikauja su gyvenimo žaidimu sukuriant pradinę konfigūraciją ir stebint, kaip ji vystosi, arba, pažengusiems žaidėjams, sukuriant modelius, turinčius tam tikras savybes.

Taisyklės

Gyvybės žaidimo visata yra begalinis, dviejų matmenų, stačiakampių kvadratinių ląstelių tinklelis, kurių kiekviena yra vienoje iš dviejų galimų būsenų, gyvų ar mirusių (arba atitinkamai apgyvendintų ir nepopuliarių). Kiekviena ląstelė sąveikauja su aštuoniais kaimynais, kurie yra horizontaliai, vertikaliai arba įstrižai. Kiekviename etape vyksta šie perėjimai:

  1. Bet kuri gyva ląstelė, kurioje yra mažiau nei du gyvi kaimynai, miršta tarsi per mažai.
  2. Bet kuri gyva ląstelė, turinti du ar tris gyvus kaimynus, gyvena kitai kartai.
  3. Bet kuri gyva ląstelė, kurioje yra daugiau nei trys gyvi kaimynai, miršta tarsi perpildydama.
  4. Bet kuri negyva ląstelė, kurioje yra lygiai trys gyvi kaimynai, tampa gyva ląstele, tarsi atkuriant.

Pradinis modelis sudaro sistemos sėklą. Pirmoji karta sukuriama taikant minėtas taisykles tuo pačiu metu visoms sėklos ląstelėms; gimimai ir mirtys įvyksta vienu metu, o diskretus momentas, kai tai įvyksta, kartais vadinamas erke. Kiekviena karta yra gryna ankstesnės funkcijos. Taisyklės ir toliau pakartotinai taikomos kuriant kitas kartas.


1940 m. Pabaigoje Johnas von Neumannas apibrėžė gyvenimą kaip kūrinį (kaip būtybę ar organizmą), kuris gali daugintis ir imituoti Tiuringo mašiną. Von Neumannas galvojo apie inžinerinį sprendimą, kuriame būtų naudojami elektromagnetiniai komponentai, atsitiktinai plūduriuojantys skystyje ar dujose. Tai pasirodė nerealu naudojant tuo metu turimas technologijas. Stanislovas Ulamas išrado korines automatus, kurie buvo skirti imituoti von Neumanno teorines elektromagnetines konstrukcijas. Keliuose dokumentuose Ulamas diskutavo apie naudojimąsi kompiuteriais, kad imituotų savo ląstelių automatus dvimatėje grotelėje. Lygiagrečiai Von Neumannas bandė sukonstruoti Ulamo ląstelių automatą. Nors ir sėkmingai, jis užsiėmė kitais projektais ir kai kurias detales paliko nebaigtas. Jo statyba buvo sudėtinga, nes buvo bandoma imituoti jo paties inžinerinį projektą.

Motyvuotas dėl matematinės logikos klausimų ir iš dalies dėl Ulamo imitavimo žaidimų, be kita ko, Johnas Conway 1968 m. Pradėjo eksperimentuoti su įvairiomis skirtingomis 2D ląstelinių automatų taisyklėmis. [3] Pradinis Conway tikslas buvo apibrėžti įdomų ir nenuspėjamą ląstelių automatą. Taigi jis norėjo, kad kai kurios konfigūracijos ilgai gyventų prieš mirdamos, kitos konfigūracijos tęstųsi amžinai, neleidžiant ciklų ir tt. Tai buvo didelis iššūkis ir atvira problema daugelį metų, kol ląstelių automatų ekspertai sugebėjo įrodyti, kad iš tikrųjų „Conway's Game of Life “ pripažino, kad konfigūracija buvo gyva, tenkinant du pagrindinius Von Neumanno reikalavimus. Nors prieš „Conway Life“ apibrėžimai buvo orientuoti į įrodymus, Conway konstrukcija siekė paprastumo, a priori neįrodydama, kad automatas buvo gyvas.

Po didelių eksperimentų Conway atsargiai pasirinko savo taisykles, kad atitiktų šiuos kriterijus:

1.Turėtų būti ne sprogstamasis augimas.
2.Turėtų egzistuoti maži pradiniai modeliai su chaotiškais, nenuspėjamais padariniais.
3.Turėtų būti galimybė von Neumanno universaliesiems konstruktoriams.
4. Taisyklės turėtų būti kuo paprastesnės, nepažeidžiant pirmiau nurodytų apribojimų.

Daugelis gyvenimo žaidimo modelių ilgainiui tampa natiurmortų, generatorių ir erdvėlaivių deriniu; kiti modeliai gali būti vadinami chaotiškais. Modelis gali išlikti chaotiškas labai ilgą laiką, kol galiausiai nusistovės prie tokio derinio.