|
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
.Można potraktować przestrzeń, w której ewoluują układy punktów, jako model Wszechświata, przy czym reguły Conwaya odpowiadałyby prawom fizyki, a upływ czasu następuje skokowo.Wszystko, co wydarza się w tym świecie, ma charakter ściśle deterministyczny: każdy kolejny układ jest całkowicie wyznaczony przez układ go poprzedzający.Układ wyjściowy determinuje zatem wszystkie przyszłe układy, ad infinitum.Pod tym względem świat ŻYCIA odpowiada newtonowskiej wizji Wszechświata jako mechanizmu zegarowego.Faktycznie, mechanistyczny charakter gier tego typu zyskał im miano „automatów komórkowych”, przy czym przez komórki rozumie się tutaj odpowiednio pola lub punkty na ekranie.Wśród nieskończonej różnorodności form występujących w ŻYCIU są takie, które poruszając się zachowują swoją postać.Należą do nich tak zwane „szybowce”, złożone z pięciu punktów, i większe obiekty, zwane „statkami kosmicznymi”.W wyniku zderzeń tych form powstają najróżniejsze struktury i formy odpadowe, w zależności od sytuacji.Szybowce mogą być wytwarzane przez „działo”, wyrzucające je kolejno jako strumień w regularnych odstępach czasu.Co ciekawe, działo może powstać w wyniku zderzenia trzynastu szybowców, tak więc szybowce rodzą szybowce.Innymi często spotykanymi formami są „bloki”, stacjonarne kwadraty złożone z czterech punktów, niszczące obiekty, które się z nimi zderzają.Dalej mamy bardziej destrukcyjne „pożeracze”, które rozbijają i pochłaniają przechodzące w pobliżu obiekty, a następnie odbudowują ewentualne ubytki, jakie spowodowało w nich takie spotkanie.Conway i jego współpracownicy odkryli, że w ŻYCIU występują niewiarygodnie bogate i złożone struktury, co niekiedy było sprawą przypadku, a niekiedy wymagało sporych umiejętności i dużej dozy intuicji.Niektóre z bardzo interesujących układów wymagają niezwykle dokładnego zgrania olbrzymiej liczby złożonych obiektów i pojawiają się dopiero po wielu tysiącach kroków.Śledzenie tych bardziej zaawansowanych struktur ŻYCIA wymaga już komputerów o bardzo dużej mocy obliczeniowej.Świat ŻYCIA stanowi oczywiście jedynie blade odbicie rzeczywistości, a podobieństwo jego mieszkańców do istot żywych jest dość powierzchowne.Niemniej jednak struktura logiczna ŻYCIA kryje w sobie zdolność generowania struktur o dowolnym stopniu złożoności, w zasadzie nawet tak złożonych jak organizmy biologiczne.W istocie zainteresowanie von Neumanna automatami komórkowymi wzięło swój początek z jego dążenia do rozwikłania tajemnicy życia.Fascynowało go, czy można w ogóle zbudować maszynę, która byłaby zdolna do samoreprodukcji, a jeśli tak, to jaka powinna być jej struktura i zasada działania.Gdyby taka maszyna była możliwa, to bylibyśmy w stanie pojąć zasady, dzięki którym organizmy żywe mogą się samoreprodukować.Rozumowanie von Neumanna opierało się na pojęciu „uniwersalnego konstruktora”, analogicznego do pojęcia uniwersalnego komputera.Miałaby to być maszyna, którą można by zaprogramować tak, by produkowała każdą zadaną rzecz, podobnie jak maszynę Turinga można zaprogramować tak, by wykonywała dowolną obliczalną operację matematyczną.Von Neumann rozważał, co będzie, gdy zaprogramuje się uniwersalnego konstruktora tak, aby produkował samego siebie.Oczywiście, aby można było mówić o pełnej samoreprodukcji, maszyna powinna nie tylko wykonywać kopię samej siebie, ale i kopię programu prowadzącego do wykonania takiej kopii; w przeciwnym przypadku maszyna pochodna byłaby „bezpłodna”.Pojawia się tu wyraźne niebezpieczeństwo postępowania w nieskończoność, lecz von Neumann wpadł na sprytny sposób obejścia tego problemu: uniwersalny konstruktor powinien być wyposażony w specjalny mechanizm regulujący.Gdy konstruktor wyprodukuje już kopię samego siebie (zawierającą oczywiście także kopię mechanizmu regulującego), mechanizm ten wyłącza program i pozwala go traktować jako jeszcze jedną część urządzenia.Maszyna von Neumanna wykonuje zatem także kopię programu i umieszcza go w nowej maszynie, która w ten sposób nie różni się już niczym od maszyny macierzystej i może uruchomić swój własny program reprodukcji.Początkowo von Neumann zamierzał zbudować prawdziwą maszynę o takich własnościach, „z drucików i śrubek”, lecz Ulam przekonał go, że lepiej będzie zbadać teoretycznie zachowanie automatów komórkowych pod względem występowania struktur samoreprodukujących.W ten sposób maszyna von Neumanna miałaby być jedynie układem punktów świetlnych na ekranie czy też pionków na szachownicy, lecz nic to nie szkodzi, gdyż ważna jest jedynie logiczna i systemowa struktura takiej maszyny, a nie konkretny sposób jej realizacji.Po żmudnych badaniach von Neumannowi i jego współpracownikom udało się wykazać, że zdolność samoreprodukowania się faktycznie pojawia się w układach powyżej pewnego stopnia złożoności; wymaga to jednak rozważania automatów komórkowych o regułach o wiele bardziej skomplikowanych niż w przypadku ŻYCIA.Zamiast przypisywania każdej komórce zaledwie jednego z dwóch stanów - pusta lub pełna - automat von Neumanna dopuszczał co najmniej dwadzieścia jeden możliwości.Rzeczywiste zbudowanie automatu samoreprodukującego było zadaniem beznadziejnym - uniwersalny konstruktor wraz z mechanizmem regulującym i pamięcią musiałby zajmować co najmniej dwieście tysięcy komórek - lecz ważne było to, że oto w zasadzie czysto mechaniczny system zdolny jest do samoreprodukcji
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
zanotowane.pldoc.pisz.plpdf.pisz.plhanula1950.keep.pl
|