В производстве

ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ ИГРА GAME OF LIFE / ЭВОЛЮЦИЯ В РОССИИ.
ВВЕДЕНИЕ, СТАНДАРТНЫЕ И ГРАНИЧНЫЕ ОБРАЗОВАНИЯ.

Щеглов Г. П.
доцент, канд. техн. наук, доцент

Тульский государственный университет, Россия, г. Тула

Излагаются направления развития классического алгоритма, приводятся правила игры и простейшие примеры, даются стабильные образования, осцилляторы, глайдеры и граничные образования зеркальных и ватных границ.

Ключевые слова: Конвей, Life, игра, стабильные, граничные образования, осцилляторы, глайдеры, зеркальные, ватные границы..




Неинституализированная интеллектуальная игра Game of Life - гениальное изобретение /1970/ Джона Хортона Конвея (John Horton Conway)[1]. В России известна как Жизнь/Эволюция, последнее в переводе /1971/ журнала Наука и жизнь [2].

Игра представляет собой zero-game одного пассивного "игрока" и сводится к наблюдению за происходящими на бесконечном клетчатом поле преобразованиями фигур составленных из одноцветных фишек.

Авторское развитие [3, 4, 5] классической Игры - поиск предшественников, алгоритмические расширения в цвете и объеме, игры в полу- и ограниченном пространстве...

Одно из направлений - разработка варианта игры в ограниченном пространстве, в т.ч. на шахматной доске, далее везде Life+, и ее дальнейшая спортизация.

Правила Игры классические (1-3), дополнительные (4-6).

1. Существование. Каждая фишка, по соседству с которой насчитывается две или три фишки, продолжает жить в следующем поколении, то есть остается на доске.

2. Отмирание.
2а. Каждая фишка, по соседству с которой оказалось четыре, и более соседей, отмирает в следующем поколении из-за перенаселенности.
2б. Каждая фишка, по соседству с которой оказалось один или ноль соседей, отмирает в следующем поколении из-за одиночества. В обоих случаях фишка снимается с доски.

3. Рождение. На каждой пустой клетке доски, по соседству с которой оказалось ровно три соседа, на следующем ходу нарождается, то есть устанавливается фишка.

4. Цветность. Цвет вновь рожденной фишки определяется по преобладанию цвета в порождающей ее триаде фишек.

5. Отражение.
5а. Зеркальные границы. Если игра происходит на ограниченном поле, то при достижении границ, например, вертикали h, и рождения фишек за ее пределами, на мнимой вертикали i, мнимые рождения, отражаясь от границы h, переносятся на вертикаль g.
5б. Ватные границы. Рождений за пределами поля и отражений не происходит (поглощение мнимых рождений).

6. Активность.

Основные определения. Поле – это клетка ограниченного, или неограниченного пространства Жизни/Эволюции. Обозначение поля, например, для одного из вариантов игры может производиться по правилам шахматных нотаций, на рис. ниже - это поле d4.

Любое поле двумерного игрового пространства окружено совокупностью соседних полей. Всего ближайших полей окружения у любой клетки такого пространства восемь.

В простейшем варианте монохромной игры участвуют фишки одного цвета. Фишка может располагаться, или нет, в любой клетке поля. Совокупность фишек образует фигуру, элементарную, например, такую как цепочка Ц2, более сложную, а также систему фигур, и, далее агрегат.

Обозначение фишки соответствует обозначению поля. Для фишки, например, d4 соседними признаются диагонально, ортогонально, или то и другое вместе расположенные фишки. Максимальное число соседей для первого и второго случаев – четыре, для последнего случая – восемь. Очевидно, что минимальное число соседей для всех случаев – ноль.

Процедура совершения ходов в монохромном варианте игры. Для игры в ее настольном варианте необходимы шахматная доска и один - два комплекта одноцветных шашек.

Продолжающие жить в следующем поколении шашки остаются на доске без изменения. На отмирающие накладывается вторая шашка лицом вверх. Порождаемые шашки появляются на поле лицом вниз.

Далее, двойные, отмирающие шашки снимаются с доски, а вновь образованные переворачиваются лицом вверх.

На рис. ниже даются примеры поведения простейших фигур с приведением промежуточных положений (рис. 0), и, далее, с приведением начальных и конечных положений указанных фигур (рис. 1).


Рис. 0. Ряд 1 (по горизонтали) - преобразование монохромной цепочки Ц3 - светофор. Ряд 2 - светофор на границе.
На четных поз. - промежуточные положения фигур, серые фишки здесь отмирают.


Рис. 1. Простейшие преобразования (по вертикали).
1 - цепочка Ц3 >> светофор (2 ход),
2 - протоблок >> блок (2),
3 - цепочка Ц4 >> улей (2),
4 - z-образная фигура >> улей (2),
5 - г-образная фигура >> улей (3),
6 - т-образная фигура >> пульсар огни светофора (9).



Рис. 2. Стабильные фигуры.
1-ый ряд: блок, бадья, ботик, улей, плотиик, кораблик.
2-ый ряд: змея, бот, булка, плот, корабль, пруд.


Рис. 3. Периодические неперемещающиеся фигуры - осцилляторы: светофор, часы, жаба, бакен (период 2).


Рис. 4. Периодические перемещающиеся фигуры - глайдеры: глиссер, космические корабли LWSS, MWSS, HWSS (период 4).


Рис. 5. Стабильные граничные образования зеркальных границ. Слева, справа - граничные пульсары черная дыра и вспышка (период 2 и 4).


Рис. 6. Стабильные граничные образования ватных границ. Слева и справа - угловые стабильные фигуры, справа - с блокирующим элементом.


Рис. 7. Периодические граничные образования ватных границ. Слева - угловой ГП 12-14-18, справа - угловой ГП 14-16, в центре - линейные ГП 24-28-36 и ГП 28-32.

Выше показаны простейшие фигуры Жизни/Эволюции, возникающие на игровом поле, а также на границах игрового пространства. Первые представляют лишь малую толику того, что наработано подвижниками Игры и чему посвящена масса публикаций...

Исследования образований зеркальных и ватных границ, и, в целом, классификация направлений и модификаций Жизни/Эволюции и их реализация - это прерогатива автора и это составляет содержание последующих глав. Welcome!

В заключение... Игра определяется несколькими простыми правилами. Однако, вот уже в течение 50 лет она привлекает неотрывное внимание учёных, работающих в области точных и прикладных наук.

Возможно, Игра связана и с другими научными явлениями, в том числе с теми, о которых современной науке пока неизвестно.

Кроме аналогий в науке, технике, представляет интерес связь с музыкальным, поэтическим направлениями искусства. Авторская попытка связать игровые ритмы шахматной Эволюции, ритмы музыкальные и стихотворческие.

Основные понятия Игры применимы к социальным, историческим и политическим наукам. Первое направление - может имитироваться непредсказуемое развитие событий в настоящем, а последнее - позволяет строить прогностические модели в предположении определенного наперед заданного критерия.

Закономерности, обнаруженные в Игре, имеют отношение к философии как науке всех наук - приведённые примеры из различных математических и не совсем математических дисциплин наводят на мысль, что всё во Вселенной может развиваться по нескольким фундаментальным законам, пока ещё не познанным человеком.

Отвлечение 8a. Если брать расширительно, т.е. не Game of Life, а Life в прямом смысле, можно предположить наличие непознанных сейчас Правил эволюции, сверхчеловеческие возможности некоего Разума и сверх-, над- сознательное целеполагание...