ViewWiki

שיעור 4 מתוך 4

כללים פשוטים, התנהגות מורכבת.

משחק החיים של קונוויי: לוח של תאים שכל אחד סופר את שמונת שכניו. כלל של משפט אחד, ומתוכו צורות דוממות, מהבהבים, רחפנים שנעים על הלוח, ואפילו מחשב.

שלב 1 מתוך 8 · הכללים

שלב 1 מתוך 8

הכללים

מכונת טיורינג הראתה שחישוב שלם יכול לצאת מכמה כללים פשוטים. ב־1970 הלך ג’ון קונוויי עוד צעד: לוח של תאים, וכלל אחד שכל התאים מצייתים לו בבת אחת. זה משחק החיים, דוגמה לאוטומט תאי.

כל תא חי או מת. בכל דור, כל תא סופר כמה משמונת שכניו חיים, כולל האלכסונים:

  • תא מת עם בדיוק 3 שכנים חיים נולד.
  • תא חי עם 2 או 3 שכנים חיים שורד.
  • כל תא אחר מת, או נשאר מת.

מבט פנימה פתוח על שכנים: כל תא מראה את מספר השכנים החיים שלו, בצבע שאומר מה יקרה לו בדור הבא.

לשאלה

שלב 2 מתוך 8

דור אחד

על הלוח R־פנטומינו, חמישה תאים בלבד. כל התאים מתעדכנים יחד, לפי הספירה של הדור הנוכחי: תא שנולד עכשיו לא נספר עד הדור הבא.

לשאלה

שלב 3 מתוך 8

לספור לידות

הלידות קורות בתאים ריקים, ולכן צריך לספור גם את השכנים של התאים שמסביב לצורה, לא רק של התאים החיים.

לשאלה

שלב 4 מתוך 8

צורות שזזות

בהמשך, R־פנטומינו מתפרץ לאלף דורות של כאוס, ממלא את הלוח ושולח החוצה צורות. כדי להבין מה קורה, מסתכלים על צורות קטנות לחוד. התחלה היא גן חיות של צורות: בשורה האחורית צורות שלא משתנות, באמצע צורות שמהבהבות, ומקדימה שתיים שעושות משהו אחר.

לשאלה

שלב 5 מתוך 8

דומם או מהבהב

מבט פנימה על צורות, ארבעים דורות אחרי ההתחלה. כל קבוצה של תאים צבועה לפי מה שהיא עושה: צורה דוממת לא משתנה, מתנד חוזר לעצמו אחרי כמה דורות, וחללית חוזרת לעצמה במקום אחר.

לשאלה

שלב 6 מתוך 8

לשנות את הכלל

הכלל של משחק החיים לא נבחר במקרה. קונוויי חיפש כלל שבו צורות לא מתות מהר מדי ולא ממלאות את הלוח, כך שיקרה משהו מעניין לאורך זמן. כאן הלוח מתחיל במרק אקראי.

לשאלה

שלב 7 מתוך 8

כלל שקופא

שחררנו את נולד עם ואת שורד עם. יש שישה־עשר צירופים; נסו כמה מהם וצפו במרק.

לשאלה

שלב 8 מתוך 8

מחשב מתאים

התחלה היא תותח רחפנים, צורה שחוזרת לעצמה כל שלושים דורות ובכל פעם שולחת רחפן חדש. אף אחד לא תכנן אותה בכלל; היא נמצאה בתוך הכלל.

לשאלה

סצנה אינטראקטיבית

הגרסה האינטראקטיבית נטענת…

כל שלב מכין לכם את הסצנה, ובקר שמסומן „קבוע” נשאר במקומו בשלב הזה.

לניסוי

תרגול · בחרו

בכללים של משחק החיים, נולד עם 3 ושורד עם 2 או 3. תא חי עם ארבעה שכנים חיים: מה יקרה לו בדור הבא?

לניסוי

תרגול · נבאו, ואז הסתכלו

התחלה היא R־פנטומינו: חמישה תאים חיים, ומבט פנימה על שכנים מראה כמה שכנים חיים יש לכל תא. כמה תאים חיים יהיו בדור 1?

לניסוי

תרגול · חשבו

באותו R־פנטומינו, בדור 0: בכמה תאים ריקים ייוולדו תאים חדשים בדרך לדור 1?

לניסוי

תרגול · נבאו, ואז הסתכלו

התחלה היא גן חיות של צורות: גוש, מהבהבים, פולסר, ובצד ימין למטה רחפן, חמישה תאים בצורת חץ. מה יעשה הרחפן?

לניסוי

תרגול · חשבו

מבט פנימה על צורות, בדור 40 של גן החיות: כל קבוצה צבועה לפי מה שהיא עושה. כמה מהקבוצות הן צורות דוממות, כאלה שלא משתנות בכלל?

לניסוי

תרגול · נבאו, ואז הסתכלו

שורד עם יתחלף לאף פעם: כל תא חי מת בדור הבא, אלא אם נולד מחדש. מה יקרה למרק האקראי?

לניסוי

תרגול · הגיעו למטרה

מצאו כלל, בעזרת נולד עם ושורד עם, שבו המרק האקראי קופא תוך פחות ממאה דורות לכמה צורות דוממות ומהבהבים, ולחצו על בדיקה.

לניסוי

תרגול · בחרו

הכלל של משחק החיים נכנס במשפט אחד. מה הוכח שאפשר לבנות ממנו?