Matematika je poželela da simulira život. I tako je sedamdesetih godina prošlog veka nastala jedna sasvim drugačija igra, nazvana Život (engl. The Game of Life). Posebno je vole informatičari - smatra se najčešće kompjuterizovanom igrom na svetu. Zahvaljujući svojoj kompleksnoj prirodi i nepredvidivosti, i danas uspešno iznenađuje i zaokuplja istraživače.
Piše: Anja Šišarica
Tvorac igre, jedna od glavnih zvezda Teorije brojeva, brilijantni Džon Konvej, nije imao nikakvih ambicija da imitira život. Naime, njegova namera bila je daleko od matematičke igre – pokušao je da stvori univerzalni sistem, odnosno univerzalnu Tjuringovu mašinu, što možemo zamisliti kao samoprogramirajući kompjuter koji će beskonačno dugo da radi. Konvej je bio inspirisan radom fon Nojmana, pionira iz oblasti ćelijskih automata, koji je pedesetih godina uspeo da definiše jedan univerzalni sistem, upravo pomoću ćelijskog automata u dvodimenzionalnoj ravni, gde stanje ćelija u trenutku t+1 zavisi samo od stanja komšijskih ćelija u trenutku t.
Međutim, nevolja je bila u tome što taj sistem nije bio baš najelegantnije realizovan. Šta više, bio je nepodnošljivo nezgrapan, sa svojih čak 29 stanja. Kako fon Nojmanov pronalazak objašnjava sam Konvej: «Ako je želeo da realizuje određenu osobinu, kao na primer mogućnost razmene poruka, dodao bi još nekoliko stanja i dobio bi je. Kada bi poželeo drugu osobinu, dodao bi još nekoliko stanja... i tako ih je na kraju bilo 29. I kad onda uzmete da čitate dodatak njegovog rada, vidite jednu jako dugačku listu tabela koje opisuju funkcije prelaska... Kakav haos!».
Dakle, Konvej je težio ka «spektakularno jednostavnom» univerzalnom sistemu. Upravo suprotno od Fon Nojmanovog pristupa - eksplicitnog forsiranja sistema da se ponaša na željeni način - verovao je da je bolje izabrati neki sistem sa prikladnim ponašanjem, za koji postoji osnovana mogućnost da postane univerzalan, i onda pustiti sistem da živi; a vremenom se može naučiti kako se sistem programira i kako ga naterati da obavlja arbitrarne proračune – što je uslov da bi postao univerzalna Tjuringova mašina. «Na primer, uzmimo mnogo nekih elektronskih uređaja i povežimo ih na slučajan način u jednom skladištu.
Tako ćete verovatno dobiti jedan univerzalni sistem. Stisnete neko dugme i vidite da se pali crvna lampica. Malo razmišljate, malo pokušavate, i ubrzo ćete razumeti kako određene akcije imaju određene rezultate... I uskoto ćete uspeti da pronađete način da saberete dva broja. Pritisnete jedno dugme 5 puta, onda uradite nešto drugo, pa opet pritisnete dugme još 8 puta, i na nekom izlazu dobijete 13. I ako je soba dovoljno velika, i ponašanje mašina dovoljno zanimljivo, postepeno ćete učiti da naterate sistem da radi šta god poželite. I to je sjajno. Pitanje je, koliko malo može da bude skladište, koliko jednostavno možete da napravite veze između mašina...», Konvej slikovito predstavlja svoju ideju.
Međutim, Život nije ispao tako jednostavan kao što je Konvej zamišljao, ali bila je to, kako kaže, «prijatna propast». Da bi nam to bilo jasnije, pogledajmo konačno pravila ove igre:
Život se igra na beskonačnoj kvadratnoj tabli, čija polja – ćelije, mogu biti žive (zauzeta polja) ili mrtve (prazna polja). Nema igrača, pa samim tim niko ne pobeđuje i niko ne gubi. Zadaje se inicijalni raspored živih ćelija, a igra napreduje kroz generacije ćelija, kako se primenjuju sledeća pravila života i smrti:
· Ćelija preživljava do iduće generacije ako ima dve ili tri komšijske ćelije.
· Ćelija umire u idućoj generaciji ako ima četiri ili više suseda (prenaseljavanje) ili ako je ostala sa samo jednim susedom (usamljenost).
· Mrtva ćelija oživljava u sledećoj generaciji ako dobije tačno tri suseda (rođenje).
Ironično, s jedne strane se fon Nojmanov automat može smatrati jednostavnijim jer stanje ćelije zavisi od četiri suseda, a ne od osam, kao u Životu. Kako je Konvej tragao za sistemom koji je «zapanjujuće jednostavan», želeo je da umanji kompleksnost time što bi rešenje radilo u jednoj dimenziji, za razliku od Fon Nojmanove ideje o dvodimenzionalnoj ravni, gde se u trenutku t vodi računa o poziciji (x,y). Međutim, to se posle mnogih pokušaja ispostavilo nemogućim, te je od toga Konvej naposletku odustao.
Sledeći težak korak bio je odabir prikladnog dvodimenzionalnog sistema za proučavanje. Problem je u tome što su takvi sistemi beskonačne prirode, a analiza zahteva jedan ograničeni deo ravni. Konvej i njegovi saradnici su za svoj objekat istraživanja uzeli tablu za igru Go. Zanimljivo je da je paralelno sa radom na Životu, Go inspirisao Konveja na, po njegovim rečima, «otkriće na koje je najponosniji» - nadrealne brojeve; koji su izazvali pravu revoluciju u matematici (Donald Knut ih sjajno uvodi u eseju Surreal Numbers : How Two Ex-Students Turned on to Pure Mathematics and Found Total Happiness).
Ali vratimo se sada ovoj priči. Da populacije ne bi «eksplodirale», jasno, bilo je potrebno izmisliti neko pravilo smrti. Slično, i jednako važno, da bi populacija nastavila da živi kroz generacije, izmišljeno je pravilo rođenja. «Probali smo razna pravila, proučavali njihove efekte i posmatrali šta će da se desi. Pitanje se samo nametnulo, kako da postavimo relativni odnos snaga između rođenja i smrti, tako da za tipičnu populaciju postoji dobra verovatnoća da neće izumreti niti se linearno širiti.» Odnosno, da bude dovoljno interesantan da izraste u univerzalni sistem, a i dovoljno stabilan da nastavi da živi.
Posle dve godine napornih pauza za kafu, dali su oglas
Posle dve godine napornih pauza za kafu, Konvej i njegov tim konačno su došli do goreopisanog skupa pravila. To su shvatili kada su primetili da neke populacije vremenom obrazuju takozvane «klizače», odnosno entitete koji kroz svoju evoluciju kroz generacije «šetaju» po čitavoj ravni. Ovo je bio prvi znak uspeha i veliko ohrabrenje, jer da bi se napravio univerzalni sistem, tj. da bi se omogućili arbitrarni proračuni potrebno je obezbediti razmenu informacije preko ravni, a «klizači» su im upravo to pružili. «Kada su se pojavile ove strukture, odmah smo prestali da eksperimentišemo sa ostalim pravilima, jer je postalo jasno da je to ono što smo čekali. Ponašalo se baš onako kako smo želeli, i seli smo da dokazujemo da radi», kaže Konvej.
Za samo nekoliko nedelja, tim je napravio skoro sve konfiguracije koje bi omogućile arbitrarne proračune: AND, OR i sve ostale logičke komponente koje imaju računari; međutim, nikako nisu mogli da nađu rešenje za inicijalni skup «klizača», tzv. «pištolj», koji bi sve pokrenuo na odgovarajući način, kao dugme za paljenje, i potom nastavio kontrolisano beskonačno da se razmnožava. «Rešio sam da dam oglas», priča kasnije Konvej.
Obratio se svom prijatelju Martinu Gardneru, predlažući Život za njegovu kolumnu o Matematičkim igrama u časopisu Scientific American, i nagradu od $50 za onoga ko uspe da napravi «pištolj». To je bilo u aprilu 1970. godine, a članak se pojavio u broju 223 pod naslovom «The fantastic combinations of John Conway's new solitaire game Life».
Gosperov «pištolj»
Vest je odjeknula i pobudila maštu naučne zajednice, i ubrzo potom grupa sa MIT-a, predvođena Bilom Gosperom nalazi rešenje. Samo dve nedelje kasnije Konvej i njegov tim i grupa sa MIT-a dokazuju da sa određenom postavkom ćelija Život radi kao univerzalna Tjuringova mašina. Pobeda!
Vojska se ljuti, a svet se zabavlja
Još od svog prvog pojavljivanja u Gardnerovoj kolumni, Život je izazvao veliko interesovanje javnosti. Način na koji Život imitira život, iako mu to nije bio cilj, zaintrigirao je mnoge.
Već iste godine igra je prvi put programirana, za računar PDP-7. Američka vojska je u jednom trenutku negodovala zbog količine kompjuterskih resursa koji se «troše uzalud» gledanjem ove igre. A Život se i danas igra. Na Internetu se može pronaći na hiljade freesoftware programa koji nam nude Život kao zabavu; neki od najpoznatijih su Golly, Life32, Xlife, koji podržavaju neke od brojnih algoritama dizajniranih za ovu igru (kao što je npr. Hashlife). Za unutrašnju reprezentaciju ćelija najčešće se koriste egzotične strukture podataka poput dinamičnih torusnih nizova – jer kompjuter je sa svojom memorijom konačan, a igra je beskonačna.
«Klovn», nastaje posle 110 iteracija nad oblikom obrnutog slova U od 7 æelija
Život je inspirisao ljude da naprave i neke nove matematičke igre, kao što je na primer ova: Igraju dva igrača i svaki od njih ima svoju boju. Igra se na tabli, kao za Život (samo što je u ovom slučaju to neosporno konačna ravan). Žive ćelije su u boji, i na početku se ravnomerno rasporedi broj živih ćelija za svakog igrača po slučajnom paternu.
Potez se sastoji iz toga što igrač stavlja jednu svoju živu, i ubija jednu protivničku ćeliju. Ćelija oživljava kada ima tačno tri suseda, a biće one boje koja među tim susedima preovlađuje. Igrač pobeđuje kada izumru sve protivničke ćelije.
Ovo je arhivirana verzija originalne stranice. Izvinjavamo se ukoliko, usled tehničkih ograničenja,
stranica i njen sadržaj ne odgovaraju originalnoj verziji.
Od početka ove godine u Italiji se primenjuju ažurirana pravila za korišćenje bankomata, koja utiču na način podizanja gotovine, identifikaciju korisnika i obračun naknada.
Hitna sednica Saveta bezbednosti Ujedinjenih nacija o Iranu održana je večeras na zahtev Sjedinjenih Američkih Država, a UN su upozorile da bi mogući vojni udari na Iran dodali "nestabilnost već zapaljivoj situaciji".
Ukoliko bi se želja Maje Sandu ostvarila, odnosno ako bi se Moldavija i Rumunija ujedinile, nastala bi nova država sa oko 24 miliona stanovnika, koja bi promenila odnos snaga u Evropi.
Pet muškaraca optuženo je u Poljskoj za učešće u ruskom planu sabotaža i slanja eksplozivnih paketa u Veliku Britaniju, SAD, Kanadu i na druge destinacije, saopštili su danas tužioci. Oni bi mogli da dobiju doživotne zatvorske kazne ako budu osuđeni.
Sudiju Ljubicu smo već imali priliku da upoznamo kao pravog profesionalca u takmičenju MasterChef Srbija, a sada nam je dozvolila da zavirimo i u njen privatni život.
Vicešampionka 4. sezone MasterChefa, Sanja Berić, otkriva u kakvim odnosima je bila sa Aleksandrom, koja je njena supermoć u kuhinji, ali i koji će trenutak pamtiti.
Pet muškaraca optuženo je u Poljskoj za učešće u ruskom planu sabotaža i slanja eksplozivnih paketa u Veliku Britaniju, SAD, Kanadu i na druge destinacije, saopštili su danas tužioci. Oni bi mogli da dobiju doživotne zatvorske kazne ako budu osuđeni.
Rat u Ukrajini – 1.423. dan. Predsednik Rusije Vladimir Putin poručuje da rešenje za Ukrajinu mora biti postignuto što je pre moguće i da se Moskva se zalaže za dugoročni mir.
Majkl Vartan, nekadašnji holivudski zavodnik, koji je igrao sa Madonom, Dženifer Lopez i Dženifer Garner, pojavio se u javnosti prvi put nakon dužeg perioda, a ljudi su u šoku kako sada izgleda.
Poznati španski pevač Hulio Iglesijas odbacio je optužbe za zlostavljanje koje su protiv njega iznele dve bivše zaposlene, ocenivši ih kao "apsolutno netačne“.
Dugoočekivani trejler za treću i poslednju sezonu popularne HBO serije "Euforija" je objavljen, a prema prvim kadrovima, gledaoce očekuju najnapetije epizode do sada, međutim, svi su prvo primetili kadrove sa Sidni Svini.
Osobe sa sindromom sopstvenog alkoholnog vrenja opiju se bez konzumiranja pića. Njihov digestivni trakt proizvodi etanol. Nova studija kaže da su uzrok mikrobi i da crevna flora može da bude relevantna i pred sudom.
Nauka o ishrani se stalno razvija, a namirnice koje su se nekada smatrale neutralnim ili čak povremenim užitkom danas se proučavaju kroz znatno precizniju, naučno utemeljenu prizmu.
Plivanje za Časni krst tradicionalno se organizuje na Bogojavljenje 19. januara, a iako mnogo ljudi želi da učestuje u ovom običaju, moraju biti svesni opasnosti po zdravlje.
Amsterdam Shortcutz, jedinstvena globalna turneja kratkih filmova koja povezuje publiku i autore kratkih filmova, i ove godine se održava u Domu omladine Beograda.
Zoe Saldana postala je glumica koja najviše zarađuje zahvaljujući uspehu filmova jer su do sada oni u kojima je igrala na svetskim blagajnama zaradili više od 15,46 milijardi dolara.
Serbian President Aleksandar Vučić said today that he is confident Serbia will find a solution and accelerate its path toward the EU, adding that he is not boycotting Members of the European Parliament, but that they have shown great disrespect toward Serbia.
As Donald Trump threatens to use the U.S. military to seize Greenland, European officials and diplomats have begun quietly voicing a previously unspoken thought: what would it look like to strike back at Trump?
In the Arctic mountains of Norway, British Royal Marines are training in extreme conditions for a potential war with Russia, the Brussels-based portal Politico reported today.
The President’s media adviser, Suzana Vasiljević, stated today that talks on the takeover of the Russian stake in NIS have reached the final stage, and she expects negotiators to send the final document to the U.S. OFAC by the end of this week.
WhatsApp će konačno biti blokiran u Rusiji tokom 2026. godine, izjavio je za Tass zamenik predsednika Odbora ruske Dume za informacionu politiku, IT i komunikacije Andrej Svincov.
Komentari 2
Pogledaj komentare