Игра «Жизнь» (Конвей)
Игра «Жизнь» Джона Конвея — двумерный клеточный автомат на квадратной решётке. Время идёт дискретными **поколениями**. Каждая клетка **живая** или **мёртвая**. Следующее состояние всех клеток вычисляется **одновременно** по правилам Конвея: **мёртвая** с ровно **тремя** живыми соседями **оживает**; **живая** выживает только при **двух или трёх** соседях, иначе погибает от **одиночества** или **перенаселения**. Запись правила — **B3/S23**. Модель **детерминирована**: случайность нужна только для начальной закраски. При этом из простых локальных правил возникают **сложное** долгоживущее поведение — классический пример **эмерджентности**. В симуляторе топология **тороидальная**: верхний край **склеен** с нижним, левый — с правым, поэтому глайдеры и корабли **не пропадают** у жёсткой границы. Можно **рисовать** и **стирать** клетки мышью, запускать непрерывную эволюцию с регулируемой скоростью, делать **один шаг**, **очищать** поле, **случайно** заполнять с заданной плотностью или ставить известные **паттерны**: глайдер, LWSS, ружьё Госпера, пульсар, малые осцилляторы, **жёлудь** и **R-пентамино**. Реализация — подсчёт восьми соседей на клетку; это не бесконечная плоскость и не библиотека альтернативных правил.
Для кого: Школьники и студенты, изучающие дискретные модели и эмерджентность; все, кто сравнивает клеточные автоматы с непрерывными моделями.
Ключевые понятия
- Клеточный автомат
- Игра «Жизнь» Конвея
- B3/S23
- Поколение
- Глайдер
- Космический корабль
- Тороидальные границы
- Эмерджентность
Как это работает
**Игра «Жизнь»** Джона Конвея: дискретное время на квадратной сетке, у каждой клетки **восемь** соседей. **Мёртвая** клетка **оживает**, если ровно **три** живых соседа (**рождение**); **живая** остаётся живой при **двух или трёх** соседях, иначе умирает (**перенаселение** или **одиночество**). Это правило записывают как **B3/S23**. Здесь поле **тороидальное** (края **склеены**), поэтому движущиеся узоры **переходят** через край. Рисуйте мышью, включайте **автошаг** или жмите **Шаг**, загружайте **глайдер**, **LWSS**, **ружьё Госпера**, **пульсар** и другие классические **паттерны** — или **случайное** заполнение с заданной **плотностью**.
Основные формулы
Часто задаваемые вопросы
- Почему края «склеены», а не мёртвая зона снаружи?
- На торе компактные узоры остаются в поле зрения — удобно на маленькой сетке. Жёсткая граница с мёртвыми клетками — другой распространённый вариант; поведение у края меняется. Оба — конечные приближения бесконечной плоскости.
- Это «хаос» в строгом смысле?
- Система полностью детерминирована, но многие конфигурации показывают чувствительность к малым изменениям и огромные транзиенты — в популярных объяснениях это часто сопоставляют с хаосом. Это не непрерывная динамическая система с обычными показателями Ляпунова.
- Что такое ружьё Госпера?
- Устойчивый узор, периодически **выпускающий** глайдеры. Его открытие показало, что в «Жизни» возможен **неограниченный** рост от **конечного** начального набора клеток.
- Почему случайное заполнение то быстро затухает, то «кипит»?
- При **высокой** плотности случайного поля чаще остаётся фрагментированная активность; при **низкой** — чаще выходят **натюрморты** и осцилляторы. Исход зависит от плотности, размера сетки, топологии и конкретной реализации случайности.
Ещё из «Визуализация математики»
Другие симуляторы в этой категории — или все 30.
a → v → x
Интегрирование ускорения для получения скорости и положения; совмещённые графики зависимости от времени.
Ряд Тейлора
Сравнение sin, cos или exp с суммой Тейлора около центра a до порядка n.
Комплексный фазор
exp(iωt) на единичной окружности; Re, Im и фаза φ.
Хаос-игра (треугольник Серпинского)
Случайная вершина + шаг к середине; аттрактор — сальфетка Серпинского; три цвета по вершине.
Метод наименьших квадратов
Зашумленные линейные данные; подобранные угловой коэффициент и свободный член с остатками.
Свёртка (импульсы)
Два прямоугольных импульса; длина перекрытия при τ = 0.