کشف الگو‌های نایافته با کمک «بازی زندگی»

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا به نقل از مجلۀ کوانتا؛ در سال 1969، ریاضیدانی انگلیسی به نام جان کانوی (John Conway)، «بازی زندگی» (Game of Life) را ساخت؛ این بازی شامل مجموعۀ قوانینی ساده برای ساختن رفتارهای پیچیده می‌شد.

«بازی زندگی» روی جدولی نامتناهی اجرا می‌شود. هر مربع جدول می‌تواند «زنده» یا «مرده» باشد. طی چند مرحله (یا «نسل») جدول متحول می‌شود و سرنوشت هر خانۀ جدول را هشت خانۀ اطرافش تعیین می‌کنند. قوانین بازی از این قرارند؛

1 – تولد: اگر سه خانۀ همسایۀ خانه‌ای زنده باشند، آن خانه متولد می‌شود.

2 – نجات: اگر دو یا سه خانۀ همسایۀ خانه‌ای زنده باشند، آن خانه زنده می‌ماند.

3 – مرگ: اگر کمتر از دو یا بیشتر از سه خانۀ همسایۀ خانه‌ای زنده باشند، آن خانه می‌میرد.

این قوانین ساده منجر به ظهور الگوهایی متنوع یا «شکل‌های زندگی» می‌شود. از آن سال تا کنون علاقمندان به این بازی، در جستجوی نوسانگرهای تازه، فهرستی از این الگوهای تهیه کرده‌اند و اخیراً نیز با پیشرفت فناوری رایانه این کار سرعت بیشتری یافته است.

خود کانوی نیز الگویی کشف کرده بود که بین دو حالت نوسان می‌کرد و آن را «چشمک‌زن» نامید.

در طول سالیان نوسانگرهای متفاوتی کشف شده است، اما کشف نوسانگرهایی بادوره‌های بین 15 تا 43 دشوار بوده است. ریاضی‌دانان کوشیده‌اند رفته‌رفته این خلاء را پر کنند و اخیراً در مقاله‌ای از کشف دو نوسانگر گم‌شده خبر دادند: نوسانگرهای 19 و 41.

کسانی که الگوهای بازی زندگی را مطالعه می‌کنند توانسته‌اند الگوهایی شبیه به سفینه، تفنگ، جرثقیل و شکل‌های متنوع دیگری بسازند و حتی اعداد صحیح را بشمارند یا الگوریتم‌های پیچیده را اجرای کنند.

با بیشتر شدن دورۀ گردش نوسانگرها، پیچیدگی فرایند کشف آنها نیز دشوارتر می‌شود. ترکیب‌های خلاقانۀ نوسانگرهای شناخته شده منجر به کشف نوسانگرهای نایافته شده است. به‌علاوه، در میانۀ دهۀ 1990 روشی برای ساخت نوسانگرهای مصنوعی با دوره‌های گردش بالا ابداع شد.

در اوایل سدۀ بیست‌ویکم تنها دوازده دورۀ گردش مانده بود که کشف‌شان می‌توانست هیجان‌انگیز باشد. همچنین، در سال 2013 با کشف روش «اسنارک» فنون پیشین برای ساخت نوسانگرهای با دورۀ گردش طولانی بهبود یافت.

مطالعۀ بازی زندگی همچنان الهام‌بخش پژوهش‌های خلاقانه در حوزه‌های ریاضیات و علوم رایانه است.