Планер в игре «Жизнь» Конвея: движение, свойства и возможности
Glider (Conway's Game of Life)
Глайдер в «Игре жизни» Конвея: самовоспроизводящийся паттерн, движущийся по полю. Открыт в 1969 г. – самый маленький «корабль» с уникальной симметрией.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Движущийся узор из пяти живых клеток в игре «Жизнь» Конвея.
Moving pattern of five live cells in Conway's Game of Life
Планер — это узор, который перемещается по игровому полю в игре «Жизнь» Конвея. Он был впервые обнаружен Ричардом К. Гаем в 1969 году, когда группа Джона Конвея пыталась отследить эволюцию пентомино R. Планеры — самые маленькие космические корабли, и они перемещаются по диагонали со скоростью одной клетки каждые четыре поколения. Планеры часто возникают из случайно сгенерированных начальных конфигураций. Название происходит от того, что после двух шагов узор планера повторяет свою конфигурацию с симметрией скользящего отражения. После четырех шагов и двух скользящих отражений он возвращается к своей первоначальной ориентации. Джон Конвей заметил, что ему жаль, что он назвал его планером. Игра была разработана до широкого распространения интерактивных компьютеров, и, увидев анимацию, он почувствовал, что планер больше похож на муравья, ползущего по плоскости.
The glider is a pattern that travels across the board in Conway's Game of Life. It was first discovered by Richard K. Guy in 1969, while John Conway's group was attempting to track the evolution of the R pentomino. Gliders are the smallest spaceships, and they travel diagonally at a speed of one cell every four generations, or The glider is often produced from randomly generated starting configurations. The name comes from the fact that, after two steps, the glider pattern repeats its configuration with a glide reflection symmetry. After four steps and two glide reflections, it returns to its original orientation. John Conway remarked that he wished he hadn't called it the glider. The game was developed before the widespread use of interactive computers, and after seeing it animated, he feels the glider looks more like an ant walking across the plane.
Важность
Планеры важны для Игры Жизни, поскольку они легко создаются, могут сталкиваться друг с другом, образуя более сложные объекты, и могут использоваться для передачи информации на большие расстояния. Примеры этого второго преимущества называются синтезом планеров. Например, восемь планеров можно расположить таким образом, чтобы при столкновении они сформировали пушку Госпера. Столкновения планеров, предназначенные для получения определенных паттернов, также называются синтезом планеров. Паттерны, такие как блоки, соты, мигалки, светофоры, даже редкий "Пожиратель", могут быть синтезированы всего двумя планерами. Для построения трех других базовых космических кораблей и даже осциллятора "Пятидесятиборье" требуется три планера. Некоторые паттерны требуют очень большого количества (иногда сотен) столкновений планеров; некоторые осцилляторы, экзотические космические корабли, "пулеметные поезда", пушки и т.д. Вопрос о том, может ли построение экзотического паттерна из планеров означать, что он может возникнуть естественным образом, остается предметом гипотез. Планеры также могут сталкиваться с другими паттернами с интересными результатами. Например, если в блок точно определенным образом направить два планера, блок приблизится к источнику планеров. Если направить три планера точно определенным образом, блок удалится. Эта "память со сдвигающимся блоком" может быть использована для моделирования счетчика, который будет изменяться при попадании в него планерами. С помощью планеров можно построить логические элементы, такие как И, ИЛИ и НЕ. Также можно создать паттерн, который действует как конечный автомат, подключенный к двум счетчикам. Он обладает той же вычислительной мощностью, что и универсальная машина Тьюринга, поэтому, используя планер, Игра Жизни теоретически так же мощна, как любой компьютер с неограниченной памятью и без ограничений по времени: она является Тьюринг-полной.
Gliders are important to the Game of Life because they are easily produced, can be collided with each other to form more complicated objects, and can be used to transmit information over long distances. Instances of this second advantage are called glider syntheses. For instance, eight gliders can be positioned so that they collide to form a Gosper glider gun. Glider collisions designed to result in certain patterns are also called glider syntheses. Patterns such as blocks, beehives, blinkers, traffic lights, even the uncommon Eater, can be synthesized with just two gliders. It takes three gliders to build the three other basic spaceships, and even the pentadecathlon oscillator. Some patterns require a very large number (sometimes hundreds) of glider collisions; some oscillators, exotic spaceships, puffer trains, guns, etc. Whether the construction of an exotic pattern from gliders can possibly mean it can occur naturally, is still conjecture. Gliders can also be collided with other patterns with interesting results. For example, if two gliders are shot at a block in just the right way, the block moves closer to the source of the gliders. If three gliders are shot in just the right way, the block moves farther away. This "sliding block memory" can be used to simulate a counter, which would be modified by firing gliders at it. It is possible to construct logic gates such as AND, OR and NOT using gliders. One may also build a pattern that acts like a finite state machine connected to two counters. This has the same computational power as a universal Turing machine, so, using the glider, the Game of Life is theoretically as powerful as any computer with unlimited memory and no time constraints: it is Turing complete.
Эмблема хакера
Эрик С. Реймонд предложил планер в качестве символа, представляющего хакерскую субкультуру, поскольку игра «Жизнь» привлекает хакеров, а концепция планера «возникла почти одновременно с Интернетом и Unix». Этот символ используется в различных сообществах субкультуры.
Eric S. Raymond has proposed the glider as an emblem to represent the hacker subculture, as the Game of Life appeals to hackers, and the concept of the glider was "born at almost the same time as the Internet and Unix". The emblem is in use in various places within the subculture.