Игра на живот
Как е възникнал светът? Какви са правилата, които определят неговото развитие? Имаме ли свободен избор или сме само част от сложен математически модел?
Свикнали сме фантастиката да изследва както висотите на науката, така и дълбините на митологията, религията, мистицизма и дори философията. Може би фантастиката е един от най-всеобхватните жанрове в изкуството като цяло. Бог и произходът на Вселената често са били обект на изображение във филми, сериали, книги… Може би ще се учудите, когато ви кажа, че науката също се интересува от тези въпроси, и то много!
Съвременната наука е достигнала нива, на които формира теории за произхода на Вселената и дори успешно ги обосновава. Най-популярната теория за Началото е теорията за Големия взрив. Колкото и добре да е формулирана тя, обаче, все пак не отговаря на въпроси като: „Какво е причинило Големия взрив?“, „Какво е имало преди това?“, „Как се е стигнало до появата на живот?“ и други.
В книгата си „Великият дизайн“ Стивън Хокинг и Ленард Млодинов показват как понятия като живот, разум и свободна воля могат да бъдат симулирани чрез прост математически модел. Нещо, което може да ни помогне да осмислим проблемите на реалността и сътворението, е Играта на живот (Game of life), която младият математик Джон Конуей (John Conway) от Кеймбридж измисля през 1970г.
Не се подвеждайте по името – това почти изобщо не е игра. В нея не може да победите или да бъдете победен. Всъщност в тази „игра“ дори не можете да играете… Играта на живот представлява набор от закони, които управляват двуизмерно пространство, разделено на клетки (квадратчета). Полето на играта може да е крайно или безкрайно. Всяка клетка има две състояния – жива и мъртва. Живите клетки са представени с цвят. Времето в играта протича на отделни ходове. На всеки ход клетките взаимодействат със съседните си – отдолу, отгоре, отляво, отдясно и по диагонал, като следват определени закони:
- Живата клетка с два или три живи съседа остава жива и на следващия ход (оцелява);
- Мъртва клетка с точно три живи съседа оживява (ражда се);
- Когато жива клетка има по-малко от два живи съседа, тя умира (от самота);
- Когато жива клетка има повече от три живи съседа, също умира (от пренаселване);
Така например, кръст от живи клетки (1) преминава през междинните състояния (2-6), за да достигне до вечно повтарящия се цикъл от състояния 7 и 8. От това равновесие, системата може да бъде извадена от влиянието на външна за нея клетка или общество от клетки, като например характерните „плъзгачи“, които се придвижват по диагонал на полето:
Плъзгачите се репликират, но изместени с едно поле по диагонал. Така по този начин, те се придвижват по полето. Сблъсъкът им с друга фигура може да доведе до интересни резултати, които ще са и много различни в зависимост от момента и мястото на сблъсъка.
Поведението на някои други конфигурации от клетки е показано на долната схема:
Макар законите, които управляват тази своеобразна Вселена, да са изключително прости, то възможните резултати могат да бъдат безкрайни. На различен мащаб, нещата могат да изглеждат различно – на най-малкия възможен мащаб виждаме клетките и можем чрез наблюдение да изведем правилата, които ги управляват. На по-голям мащаб виждаме частици, които се движат по определен начин, остават неподвижни или изчезват след период от време. На още по-голям мащаб имаме и така наречените оръдия за плъзгачи. Това са фигури, които с еволюцията си образуват плъзгач, който напуска оръдието, а то самото се връща в началното си състояние, готово да излъчи нов плъзгач.
Чрез наблюдения на различен мащаб, можете да изведете закони, които управляват вселената на играта, но тези закони няма да са сред основните правила на играта. Например, можете да заключите, че блоковете от 4 клетки не се движат. Или, че фигурата наречена плъзгач, се движи в определена посока. Но моделът се базира само и единствено на четирите гореспоменати правила.
Джон Конуей и студентите му искали да разберат дали свят, управляван от такива прости закони, може да съдържа обекти, които да се възпроизвеждат. Те не само показват, че това е възможно, а че дори на такива форми, могат да се припишат черти, характерни за разумния живот. По-ранни трудове на Джон фон Нойман показват, че размерът на обект, който е способен да породи същия като себе си, е около десет трилиона клетки. (Между другото, толкова е горе-долу броя на молекулите в една човешка клетка 😉 ).
Такъв прост математически модел с фундаментални закони е елементарен за пресъздаване в компютърна симулация. Интернет е пълен със сайтове, които демонстрират възможностите на Играта на живот. Дори при търсене в Google, търсачката показва в дясно от резултатите подобна симулация с произволна начална конфигурация. Една добра Java интерпретация можете да намерите тук. В Google Play има и приложение за Андроид. Ако съм ви заинтригувал, посетете някоя от връзките и експериментирайте с това какво можете да получите и какви модели на поведение можете да забележите.
Аз бях изумен от факта, че такова сложно поведение може да бъде базирано на толкова прости правила. Веднъж показах Играта на живот на група приятели (всички занимаващи се с физика, а някои дори с философия). След като обясних правилата и направих кратка демонстрация на поведението на някои обекти, зададох съвсем реторичния въпрос – „Какво ли ще стане, ако направим мрежата триизмерна и адаптираме правилата за триизмерното пространство?“. Много се изненадах, когато почти хорово ми отговориха: „Ами… Хора…“
Моето мнение е, че „Играта на живот“ ни показва същността на Вселената и реалността като цяло. Всичко е изградено от тази маса частици, които се управляват от набор закони. Самостоятелно, тези частици са напълно безсмислени, но заедно, задвижени от законите на Вселената, те изграждат всичко. В този ред на мисли, всичко е предопределено и предвидимо – ако знаеш законите, можеш да предвидиш бъдещето или да се върнеш назад в миналото. Тази теория дори елиминира концепцията за съзнание. Самите ни мисли протичат ръководени от правилата на Вселената – самостоятелното съзнание и свободният избор са просто илюзия, не съществува разлика между живо и неживо, между материя и енергия.
Дали Играта на живот ще промени начина, по който Вие гледате на въпросите за света, Вселената, бъдещето и свободния избор, Бог и сътворението, това зависи само от вас самите. Споделете в коментарите!