Game of Life

The Game of Life , også kjent som Life, er en mobilautomat som ble utviklet av den britiske matematikeren John Horton Conway i 1970.

Spillet er et nullspillerspill, noe som betyr at dens utvikling bestemmes av dens opprinnelige tilstand, og krever ingen ytterligere innspill. Man samhandler med Game of Life ved å lage en innledende konfigurasjon og observere hvordan det utvikler seg, eller, for avanserte spillere, ved å lage mønstre med spesielle egenskaper.

regler

Game of Life's univers er et uendelig, todimensjonalt ortogonalt rutenett med firkantede celler, som hver er i en av to mulige tilstander, henholdsvis levende eller døde (eller henholdsvis befolket og upopulert). Hver celle samhandler med sine åtte naboer, som er cellene som er horisontalt, vertikalt eller diagonalt ved siden av. Følgende overganger skjer på hvert trinn i tid:

  1. Enhver levende celle med færre enn to levende naboer dør, som av underbefolkning.
  2. Enhver levende celle med to eller tre naboer lever videre til neste generasjon.
  3. Enhver levende celle med mer enn tre naboer dør, som av overbefolkning.
  4. Enhver død celle med nøyaktig tre levende naboer blir en levende celle, som ved reproduksjon.

Det opprinnelige mønsteret utgjør frøet til systemet. Den første generasjonen opprettes ved å bruke ovennevnte regler samtidig på hver celle i frøet; fødsler og dødsfall forekommer samtidig, og det diskrete øyeblikket dette skjer kalles noen ganger en hake. Hver generasjon er en ren funksjon av den forrige. Reglene fortsetter å bli brukt gjentatte ganger for å skape flere generasjoner.


På slutten av 1940 definerte John von Neumann livet som en skapelse (som et vesen eller organisme) som kan reprodusere seg selv og simulere en Turing-maskin. Von Neumann tenkte på en ingeniørløsning som ville bruke elektromagnetiske komponenter som flyter tilfeldig i væske eller gass. Dette viste seg ikke å være realistisk med den tilgjengelige teknologien den gang. Stanislaw Ulam oppfant celleautomater, som var ment å simulere von Neumanns teoretiske elektromagnetiske konstruksjoner. Ulam diskuterte å bruke datamaskiner for å simulere sin mobilautomatikk i et todimensjonalt gitter i flere artikler. Parallelt forsøkte Von Neumann å konstruere Ulams mobilautomat. Selv om han var vellykket, var han opptatt med andre prosjekter og lot noen detaljer være uferdige. Hans konstruksjon var komplisert fordi den prøvde å simulere hans egen ingeniørdesign.

Motivert av spørsmål i matematisk logikk og delvis av arbeid med simuleringsspill av Ulam, blant andre, begynte John Conway å gjøre eksperimenter i 1968 med en rekke forskjellige 2D-cellulære automatregler. [3] Conways opprinnelige mål var å definere en interessant og uforutsigbar celleautomat. Dermed ønsket han at noen konfigurasjoner skulle vare lenge før de døde, andre konfigurasjoner skulle fortsette for alltid uten å tillate sykluser, etc. Det var en betydelig utfordring og et åpent problem i mange år før eksperter på celleautomater klarte å bevise at Conways Game of Life innrømmet en konfigurasjon som var levende i betydningen å tilfredsstille Von Neumanns to generelle krav. Mens definisjonene før Conway's Life var bevisorienterte, siktet Conways konstruksjon mot enkelhet uten forutgående å gi bevis for at automaten var i live.

Conway valgte sine regler nøye, etter betydelig eksperimentering, for å oppfylle disse kriteriene:

1.Det skal ikke være noen eksplosiv vekst.
2.Det skal eksistere små innledende mønstre med kaotiske, uforutsigbare utfall.
3.Det bør være potensiale for von Neumann universelle konstruktører.
4. Reglene skal være så enkle som mulig, mens de overholder de ovennevnte begrensningene.

Mange mønstre i Game of Life blir etter hvert en kombinasjon av stilleben, oscillatorer og romskip; andre mønstre kan kalles kaotisk. Et mønster kan forbli kaotisk i veldig lang tid til det til slutt nøyer seg med en slik kombinasjon.