משחק החיים (אוטומט תאי)

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
"אקדח גלשנים" הוא צורה שיורה גלשנים באופן מחזורי.
R-פנטומינו מתפתח ומתייצב אחרי 1103 מחזורים, ובדרך יורה גלשנים.
צילום מסך של רכבת קיטור (באדום), שמשאירה אחריה שובל של אקדחים (בירוק), שיורים גלשנים (בכחול)

משחק החיים הוא משחק מסוג אוטומטים תאיים שהומצא בשנת 1970 על ידי המתמטיקאי הבריטי ג'ון הורטון קונוויי. המשחק מתנהל על רשת משבצות, וכל משבצת היא באחד משני המצבים "חי" או "מת". בתחילת המשחק השחקן בוחר איזה משבצות לצבוע, ולאחר מכן המשחק מתנהל בעצמו (לכן הוא נחשב גם משחק לאפס שחקנים). המשבצות נקראות "תאים" משום שההתנהגות שלהן מזכירה תאים ביולוגיים שנולדים, חיים ומתים לפי כללים מסוימים, התלויים רק במצבם ובמצב השכנים הקרובים אליהם.

כל משבצת מוקפת ב-8 משבצות, לכן לכל תא יכולים להיות עד 8 שכנים. המשחק מתנהל לפי הכללים הבאים, לכל תא מסתכלים על השכנים שלו בדור הנוכחי:

  • אם הוא חי, ויש לו שכן אחד או שאין לו שכנים כלל, הוא מת מבדידות. אם יש לו יותר משלושה שכנים, הוא מת מצפיפות.
  • אם הוא מת, ויש לו בדיוק שלושה שכנים, הוא הופך להיות חי ("נולד").
  • אחרת (שני שכנים, או שלושה שכנים והוא חי) מצבו לא משתנה.

בנוסף יש לספק מצב התחלה כלשהו. על פי כללים פשוטים אלה משתנה סידור התאים על הרשת מדור לדור, ומתוך פיזור אקראי של תאים נוצרים מבנים מורכבים ואוכלוסיות מאורגנות.

המשחק העסיק רבות חוקרי בינה מלאכותית. באוניברסיטאות רבות הוא משמש תרגיל תכנות בסיסי לסטודנטים בקורסי תכנות בסיסיים, בקורסי מבוא למדעי המחשב ובקורסים על תכנות מקבילי, משום שהמימוש שלו פשוט ועם זאת יש לעשות שימוש במושגים בסיסיים של תכנות מחשבים, כגון מערכים דו-ממדיים ולולאות.

תבניות מיוחדות[עריכת קוד מקור | עריכה]

במשחק מתפתחות צורות שונות, שקיבלו שמות כמו "טבע דומם" שלא משתנה מדור לדור, "מתנדים" שמשתנים בצורה מחזורית כל מספר דורות, "גלשנים" ששטים במרחב, "אקדחים" יורי גלשנים, ו"רכבות קיטור". התבניות המיוחדות הראשונות התגלו על ידי קונווי בלי עזרת מחשב, ואלה היו תבניות קטנות סטטיות או מחזוריות. אחת הצורות שקונווי חקר בשלב הזה מורכבת מחמש משבצות ונקראת R-פנטומינו, ולפי הניסויים שלו נראה שהאוכלוסייה שמתפתחת מצורה זו ממשיכה להשתנות ואינה מתייצבת. אחר כך התברר בעזרת מחשב שהאוכלוסייה מתייצבת אחרי 1103 מחזורים עם 116 תאים, ועד אז יורה גלשנים. כך גם התגלה לראשונה דבר קיומם של הגלשנים.
קונווי ניחש ששום אוכלוסייה התחלתית אינה גדלה עד אינסוף. בפרסום הראשון על המשחק בסיינטיפיק אמריקן הוא הציע פרס של 50 דולר לאדם הראשון שיפריך את הניחוש לפני סוף 1970. בנומבר אותה שנה זכתה בפרס קבוצה מ-MIT שגילתה את אקדח הגלשנים הראשון, Gosper glider gun. צורה זו יורה גלשן כל 15 דורות.
מאוחר יותר התגלו צורות נוספות שמתייצבות רק אחרי מחזורים רבים, והן מכונות "מתושלחים". die-hards - "המתעקשים עד הסוף" - הוא כינוי למתושלחים שאחרי מחזורים רבים לא רק מתייצבים, אלא נכחדים.

קישורים חיצוניים[עריכת קוד מקור | עריכה]