Что наша "Жизнь"? - Игра!

Скажу по секрету - у этой рубрики есть несколько постоянных читателей, которые время от времени пишут мне письма: "Константин, а не напишете ли Вы в "Досугах" вот на такую-то тему?" Если тема мне кажется не очень избитой, я стараюсь просьбу выполнить. А если очень - вежливо отвечаю, что на эту тему писал еще Мартин Гарднер, а мне после него делать нечего.

Но иногда я начинаю после таких писем наводить справки в поисковых системах, и вдруг оказывается, что с тех пор, как кто-то о чем-то писал, утекло много воды, а тема так и не исчерпана. На сей раз именно такой случай.

О замечательной игре "Жизнь" Мартин Гарднер писал как минимум трижды. Эти три его статьи из математической рубрики журнала "SciAm" ("Scientific American") переведены на русский язык и вошли в книгу "Крестики-нолики" (М., "Мир", 1988). Там же приведена и библиография на английском языке.

Прежде чем рассказать о том, что же нового открыто в "Жизни" после статей Гарднера, я хочу напомнить суть и основные правила игры.

Вся игра происходит на бесконечной клетчатой доске. Сначала на ней берется какое-нибудь расположение фишек (организмов). Затем эти организмы начинают "жить" - размножаться и умирать, подчиняясь при этом строгим "генетическим законам". Таких законов в игре всего два:

1) каждая особь, у которой есть 2 или 3 соседние особи, выживает - то есть переходит в следующее поколение; все остальные особи погибают.

2) в каждой пустой клетке, у которой есть рядом 3 живые соседние клетки, в следующем поколении рождается новая особь.

Смена поколений происходит тактами, за один такт генетические законы применяются одновременно ко всем клеткам доски. Соседними в "Жизни" считаются клетки, примыкающие друг к другу либо сторонами, либо углами.

Оказывается, что такие простые законы приводят к игре, фантастически богатой по возможностям. Многие начальные конфигурации долго эволюционируют, а затем погибают. Другие становятся "осцилляторами" - то есть периодически повторяющимися фигурами. Третьи неограниченно растут и даже размножаются, воспроизводя сами себя.

Первые опыты с "Жизнью" проводились на больших ЭВМ еще в начале 1970 годов. Это была первая компьютерная игра, убытки от которой (в виде потраченного машинного времени) оценивались миллионами долларов. Несколько групп исследователей, занимавшихся проблемами искусственного интеллекта, сразу после первых публикаций практически полностью переключились на исследование "Game of Life".

Зато теперь мы с вами можем практически даром - по цене Интернета - пожинать плоды потраченных ими усилий и наслаждаться "Жизнью". Правда, сначала потребуется загрузить какую-нибудь из программ и архив картинок.

Shareware программу Life 1.06 (автор - Ал Хенцель) можно получить с ftp://ftp.life.anu.edu.au/pub/complex_systems/alife/life/ life16.zip, она работает под MS-DOS и является самой быстрой из всех существующих программ. Хорошая программа Winlife (под Windows) написана Джоном Харпером, ftp://ftp.digital.com/pub/games/winlife.zip (в этом же архиве есть довольно много интересных картинок). Еще большие коллекции картинок имеются на ftp://alife.santafe.edu/pub/topics/cas/software/lifep.zip и на http://ddi.digital.net/TILDEalanh/lifepw.zip; Тем, кто захочет посмотреть на "Жизнь" повнимательнее, я их очень рекомендую. Все коллекции картинок написаны на одном и том же входном языке, то есть могут быть загружены как в программу Life, так и в программу Winlife.

Существует и доступен трехмерный вариант "Жизни": ftp://life.anu.edu.au/pub/complex_systems/alife/ 3DLIFE.ZIP.

Наконец, этот перечень ресурсов будет явно неполным, если я забуду упомянуть про целый раздел каталога Yahoo!, посвященный "Жизни" и ее вариациям: www.yahoo.com/Science/Artificial_Life/ Conway_s_Game_of_Life/index.html.

Увы, я хорошо понимаю, что у многих читателей нет доступа к Интернету, в лучшем случае есть e-mail. Если вы хотите получить программу Life по электронной почте, напишите мне, и мы вместе что-нибудь придумаем.

Ну, а теперь собственно картинки - те, которых не было у Гарднера и ради которых я все это и писал.

Одной из первых открытых в "Жизни" фигурок, которые способны бесконечно перемещаться по игровому полю, был "планер". В начальной позиции - три планера, летящих навстречу друг другу. Оказывается, что после встречи планеры разрушаются, но в результате образуется большой "летающий объект", который и продолжает полет!

На этом рисунке изображена фигура, получившая название "автомат Калашникова". Два "автомата" слева и справа устроены так, что периодически стреляют навстречу друг другу, и их выстрелы в результате столкновения превращаются в планеры, которые спокойно разлетаются в разные стороны… Вот если бы все военные столкновения заканчивались так мирно!

Это - быстрорастущая "опухоль". Она растет во все стороны со скоростью, равной 1 клетке за каждые 2 хода. Уже давно было доказано, что большей скорости роста в "Жизни" существовать не может, а вот пример такой "опухоли" найден совсем недавно.

А это просто мираж. Огромная картинка за считанные ходы рассыпается как карточный домик. Сначала от нее остается всего несколько планеров, а примерно на 75-м ходу и они сталкиваются друг с другом и аннигилируют.

И десерт для гурманов: когда эта статья уже была написана, я узнал о замечательном конкурсе рисунков тьюрмитов, который проводится Университетом города Переславля (а точнее, его преподавателем Евгением Лилитко). Участвовать могут все желающие, но надо торопиться: конкурс завершится 30 апреля. Что представляют собой тьюрмиты и почему они связаны с игрой "Жизнь", вы можете узнать из информации о конкурсе - http://up.botik.ru/~inform/thurmits/. А я обещаю спустя несколько недель вернуться к этой теме и подробно рассказать о тьюрмитах и победителях конкурса.