Autómatos celulares · emergência

Jogo da Vida

No Jogo da Vida de Conway, cada casa de uma grelha infinita está viva ou morta e todas mudam ao mesmo tempo: uma casa morta com exatamente três vizinhas vivas nasce, uma viva com duas ou três sobrevive e todas as outras estão mortas na geração seguinte.

O Jogo da Vida nesta visualização

No Jogo da Vida de Conway, cada célula x de uma grelha infinita está viva, s(x)=1s(x) = 1, ou morta, s(x)=0s(x) = 0. Sendo N(x) o número de células vivas entre as 8 à volta de x, incluindo as diagonais, a geração seguinte é

s′(x)={1N(x)=3,s(x)N(x)=2,0caso contraˊrio,s'(x) = \begin{cases} 1 & N(x) = 3, \\ s(x) & N(x) = 2, \\ 0 & \text{caso contrário,} \end{cases}

É a regra B3/S23. Aqui pode desenhar padrões, observar a sua evolução, voltar a gerações anteriores, antever a seguinte e ver quando se demonstra que um padrão estabilizou.

Todas as células são atualizadas ao mesmo tempo a partir da mesma geração anterior. Em pausa, Geração seguinte mostra um passo antes de o executar: as células que vão nascer ficam contornadas e as que vão morrer ficam riscadas. Ao apontar para uma célula, vê as 8 vizinhas e quantas estão vivas. A grelha não tem bordas nem liga uma extremidade à outra. Uma seta em V na borda da imagem indica quantas células vivas estão para lá dela. A curva no painel conta as células vivas de cada geração desde a última alteração à grelha.

Alguns tipos de objetos aparecem repetidamente. Uma natureza-morta nunca muda, como o bloco ou a colmeia. Um oscilador regressa ao seu estado, como o pisca-pisca a cada 2 gerações. Uma nave recupera a sua forma noutro lugar: após 4 gerações, o planador deslocou-se uma célula para o lado e uma para baixo. Um canhão regressa ao seu estado e deixa algo para trás de cada vez; o canhão de Gosper dispara um planador a cada 30 gerações. Pequenos padrões que demoram muito a estabilizar, como o pentaminó R, chamam-se matusaléns. Como o estado seguinte de uma célula só depende do bloco de 3 × 3 à sua volta, nenhum efeito se propaga mais depressa do que uma célula por geração, contando um passo diagonal como uma célula. É a velocidade da luz c, e o planador move-se a c/4.

A página só diz que um padrão estabilizou quando o consegue provar. A prova assenta num facto. Seja F o avanço de uma geração. Se dois grupos de células vivas X e Y estiverem separados por pelo menos 3 células, contando novamente um passo diagonal como uma célula, então

F(X∪Y)=F(X)∪F(Y),F(X \cup Y) = F(X) \cup F(Y),

pois nenhum bloco de 3 × 3 alcança ambos. Assim, quando os resíduos que ficam no lugar se repetem por si e cada nave se afasta mantendo-se sempre a pelo menos 3 células dos resíduos e das outras naves, nada poderá voltar a perturbá-los. A curva assinala com uma linha tracejada a primeira geração a partir da qual a grelha é composta por esses resíduos e essas naves. Quando a página não o consegue provar, como no caso de naves prestes a colidir ou de um canhão que continua a disparar, não conclui nada sobre a estabilização. Também nunca afirma que um padrão não irá estabilizar.

John Horton Conway criou o jogo em 1970, e Martin Gardner tornou-o famoso na Scientific American em outubro desse ano.

Aspetos a observar

  • A cor e o rasto luminoso são efeitos de apresentação, não fazem parte da regra. O rasto desvanece-se com os segundos, não com as gerações, pelo que não indica a idade de uma célula.
  • Estabilizado nem sempre significa imóvel: osciladores continuam a piscar e naves continuam a voar; o mostrador indica o caso. Uma curva plana também não significa estabilização, pois a grelha pode mudar enquanto a contagem se mantém.

Temas relacionados