بازی زندگی کانوی

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به ناوبری پرش به جستجو
اسلحه گلایدرساز گاسپر در حال گلایدر سازی

بازی زندگی کانوی (به انگلیسی: Conway's Game of Life) یا بازی زندگی یا به‌طور مختصر زندگی (Life)، یک اتوماتای سلولی است که توسط ریاضیدان انگلیسی جان هورتون کانوی در سال ۱۹۷۰ میلادی به وجود آمد. بازی زندگی مشهورترین نمونه یک اتوماتای سلولی است.

زندگی یک بازی بدون بازیکن است، بدین معنا که تکامل آن تنها وابسته به وضعیت و شرایط آغازین آن بوده و نیازی به عامل ورودی انسانی در مراحل بعد ندارد. نحوه تراکنش انسانی با بازی بدین صورت است که فرد در شروع بازی حالت ابتدایی چیدمان را به وجود می‌آورد و سپس چگونگی رشد و تکامل سیستم را بدون دخالت خود مشاهده می‌کند.

قوانین[ویرایش]

دنیای بازی زندگی از یک جدول نامتناهی دو بعدی با بردارهای متعامد ساخته شده‌است که شامل سلول‌های مربع شکل است. هر سلول می‌تواند یکی از دو حالت زنده یا مرده را داشته باشد. هر سلول با هشت سلول همسایه و همجوار خود به صورت افقی، عمودی و مورب، در تراکنش است. در هر مرحله زمانی از بازی، تحولات زیر اتفاق می‌افتند:

۱. هر سلول زنده با کمتر از ۲ همسایه زنده، می‌میرد. (به دلیل کمبود جمعیت)
۲. هر سلول زنده با بیش از ۳ همسایه زنده، می‌میرد. (به دلیل ازدحام جمعیت)
۳. هر سلول زنده با ۲ یا ۳ همسایه زنده، زنده می‌ماند و به نسل بعد می‌رود.
۴. هر سلول مرده با دقیقاً ۳ همسایه زنده، دوباره زنده می‌شود.

الگوی آغازین بازی به عنوان بذر سیستم به حساب می‌آید. اولین نسل در بازی با اعمال قوانین فوق بر تک تک سلول‌ها به صورت همزمان ایجاد می‌شود و در آن زاد و ولدها و مرگ و میرها اتفاق می‌افتد. این رویه تا ایجاد نسل‌های آینده ادامه می‌یابد. بدین ترتیب هر نسل تابعی از نسل ما قبل خود خواهد بود.

منشأ پیدایش[ویرایش]

در اواخر ۱۹۴۰، جان فون نویمن زندگی را به صورت مخلوقی (مثل یک ارگانیزم یا یک موجود) تعریف کرد که می تواند تولید مثل کرده و یک ماشین تورینگ را شبیه سازی کند. فون نویمن به راهکار مهندسی فکر می کرد که از مؤلفه های الکترومغناطیسی استفاده کرده و به صورت تصادفی در مایع یا گاز شناور باشد.[۱] معلوم شد که این ایده بر اساس فناوری های آن زمان واقع‌گرایانه نخواهد بود. استنیسلاو اولام اتوماتای سلولی را ابداع کرد تا سازه های الکترومغناطیسی نظری فون نویمن را شبیه سازی کند. اولام در مورد استفاده از کامپیوتر ها برای شبیه سازی اتوماتای سلولی اش در یک مشبکه دو بعدی در چندین مقاله بحث کرد. فون نویمان به طور موازی تلاش کرد تا اتوماتای سلولی اولام را بسازد. گرچه که موفق بود، اما به خاطر اشتغالاتش به پروژه های دیگر، برخی جزئیات را تمام نشده رها کرد. سازه او پیچیده بود، چون سعی کرد تا طراحی مهندسی خود را شبیه سازی کند. به مرور زمان، سازه های زندی ساده تری توسط محققان دیگر ارائه شد و در کتاب ها و مقاله هایشان منتشر گشت.

جان کانوی که در کنار چیزهای دیگر، توسط سؤالاتی در منطق ریاضی و همچنین به طور جزئی توسط کارهای شبیه سازی اولام انگیزه گرفته بود، در ۱۹۶۸ شروع به آزمایش هایی با انواع مختلف قواعد اتوماتای سلولی دو بعدی کرد.[۲] هدف اولیه کانوی تعریف یک اتوماتای جالب و پیش بینی ناپذیر بود. لذا او می خواست برخی از چینش ها را به گونه ای طراحی کند که قبل از نابودی مدت مدیدی دوام پیدا کنند و دیگر چینش ها به گونه ای بی پایان ادامه پیدا کنند، اما درعین حال در یک دور تکراری و ... قرار نگیرند. این چالشی بزرگ بود و برای سال ها مسئله ای باز، تا این که متخصصان اتوماتای سلولی موفق به اثبات آن شدند، در حقیقت برای بازی زندگی کانوی چینشی بدست آمد که دو شرط مذکور فون نویمن را برآورده کرد. درحالی که تعاریف قبل از بازی کانوی اثبات محور بودند، هدف خود ساختار کانوی سادگی بود، بدون این که از پیش اثباتی برای زنده بودن اتوماتا ارائه کند.

منابع[ویرایش]

  1. Wolfram, Stephen (2002). A New Kind of Science. Wolfram Media, Inc. p. 1179. ISBN 978-1-57955-008-0.
  2. Wolfram, Stephen (2002). A New Kind of Science. Wolfram Media, Inc. p. 877. ISBN 978-1-57955-008-0.