Juego de la vida

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Animacin del juego de la vida de Conway

El juego de la vida es el mejor ejemplo de un autmata celular, diseado por el matemtico britnico John Horton Conway en 1970.

Hizo su primera aparicin pblica en el nmero de octubre de 1970 de la revista Scientific American, en la columna de juegos matemticos de Martin Gardner. Desde un punto de vista terico, es interesante porque es equivalente a una mquina universal de Turing, es decir, todo lo que se puede computar algortmicamente se puede computar en el juego de la vida.

Desde su publicacin, ha atrado mucho inters debido a la gran variabilidad de la evolucin de los patrones. Se considera que la vida es un buen ejemplo de emergencia y autoorganizacin. Es interesante para los cientficos, matemticos, economistas y otros observar cmo patrones complejos pueden provenir de la implementacin de reglas muy sencillas.

La vida tiene una variedad de patrones reconocidos que provienen de determinadas posiciones iniciales. Poco despus de la publicacin, se descubrieron el pentamin R, el planeador o caminador (en ingls glider, conjunto de clulas que se desplazan) y el explosionador (clulas que parecen formar la onda expansiva de una explosin), lo que atrajo un mayor inters hacia el juego. Contribuy a su popularidad el hecho de que se public justo cuando se estaba lanzando al mercado una nueva generacin de miniordenadores baratos, lo que significaba que se poda jugar durante horas en mquinas que, por otro lado, no se utilizaran por la noche.

Para muchos aficionados, el juego de la vida slo era un desafo de programacin y una manera divertida de usar ciclos de la CPU. Para otros, sin embargo, el juego adquiri ms connotaciones filosficas. Desarroll un seguimiento casi fantico a lo largo de los aos 1970 hasta mediados de los 80.

Tabla de contenidos

[ocultar] 1 Descripcin

2 Ejemplos de patrones

3 Variantes

4 Enlaces externos

4.1 En ingls

4.2 Software

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Descripcin

El juego de la vida es en realidad un juego de cero jugadores, lo que quiere decir que su evolucin est determinada por el estado inicial y no necesita ninguna entrada de datos posterior. El "tablero de juego" es una malla formada por cuadrados ("clulas") que se extiende por el infinito en todas las direcciones. Cada clula tiene 8 clulas vecinas, que son las que estn prximas a ella, incluso en las diagonales. Las clulas tienen dos estados: estn "vivas" o "muertas" (o "encendidas" y "apagadas"). El estado de la malla evoluciona a lo largo de unidades de tiempo discretas (se podra decir que por turnos). El estado de todas las clulas se tiene en cuenta para calcular el estado de las mismas al turno siguiente. Todas las clulas se actualizan simultneamente.

Las transiciones dependen del nmero de clulas vecinas vivas:

Una clula muerta con exactamente 3 clulas vecinas vivas "nace" (al turno siguiente estar viva).

Una clula viva con 2 o 3 clulas vecinas vivas sigue viva, en otro caso muere o permanece muerta(por "soledad" o "superpoblacin")

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Ejemplos de patrones

Existen numerosos tipos de patrones que pueden tener lugar en el juego de la vida, como patrones estticos ("vidas estticas", en ingls still lifes), patrones recurrentes ("osciladores", oscillators, un conjunto de vidas estticas) y patrones que se trasladan por el tablero ("naves espaciales", spaceships). Los ejemplos ms simples de estas tres clases de patrones se muestran abajo. Las clulas vivas se muestran en negro y las muertas en blanco. Los nombres son ms conocidos en ingls, por lo que tambin se muestra el nombre de estas estructuras en dicho idioma.

BloqueBarcoParpadeadorSapoPlaneadorNave ligera

BlockBoatBlinkerToadGliderLWSS

El bloque y el barco son vidas estticas, el parpadeador y el sapo son osciladores y el planeador y la nave espacial ligera (LWSS, lightweight spaceship) son naves espaciales que recorren el tablero a lo largo del tiempo. Los patrones llamados "Matusalenes" (Methuselahs) pueden evolucionar a lo largo de muchos turnos, o generaciones, antes de estabilizarse. El patrn "Diehard" desaparece despus de 130 turnos, mientras que "Acorn" tarda 5206 turnos en estabilizarse en forma de muchos osciladores, y en ese tiempo genera 13 planeadores.

DiehardAcorn

En la aparicin original del juego en la revista, Conway ofreci un premio en metlico por el descubrimiento de patrones que crecieran indefinidamente. El primero fue descubierto por Bill Gosper en noviembre de 1970. Entre los patrones que crecen indefinidamente se encuentran las "pistolas" (guns), que son estructuras fijas en el espacio que generan planeadores u otras naves espaciales; "locomotoras" (puffers), que se mueven y dejan un rastro de basura y "rastrillos" (rakes), que se mueven y emiten naves espaciales. Gosper descubri posteriormente un patrn que crece cuadrticamente llamado "criadero" (breeder), que deja atrs un rastro de pistolas. Desde entonces se han creado construcciones ms complicadas, como puertas lgicas de planeadores, un sumador, un generador de nmeros primos y una clula unidad que emula el juego de la vida a una escala mucho mayor y una velocidad menor. El primer planeador que se ha descubierto sigue siendo el ms pequeo que se conoce:

Pistola de planeadores de Gosper (Gosper Glider Gun)

Se han hallado posteriormente patrones ms simples que tambin crecen indefinidamente. Los tres patrones siguientes crecen indefinidamente. Los dos primeros generan un motor interruptor que deja bloques, mientras que el tercero genera dos. El primero tiene una poblacin mnima de 10 clulas vivas, el segundo cabe en un cuadrado 5 5 y el tercero slo tiene un cuadrado de altura:

Es posible que los planeadores interacten con otros objetos de forma interesante. Por ejemplo, si se disparan dos planeadores hacia un bloque contra el que chocan de la forma correcta, el bloque se acercar al origen de los planeadores, pero si se disparan tres planeadores de forma correcta el bloque se alejar. Esta "memoria del bloque deslizante" se puede emplear para simular un contador. Es posible construir puertas lgicas AND (y, conjuncin), OR (o, disyuncin) y NOT (no, negacin) mediante el uso de planeadores. Tambin se puede construir una estructura que acte como una mquina de estados finitos conectada a dos contadores. Esto tiene la misma potencia computacional que una mquina universal de Turing, as que el juego de la vida es tan potente como un ordenador con memoria ilimitada: por ello es Turing-completo. Adems, una estructura puede contener un conjunto de pistolas que se combinen para construir nuevos objetos, incluso copias de la estructura original. Se puede construir un "constructor universal" que contenga un ordenador Turing-completo y que pueda generar muchos tipos de objetos complejos, incluso nuevas copias de s mismo. (Vienen descripciones de estas construcciones en Winning Ways for your Mathematical Plays de Conway, Elwyn Berlekamp y Richard Guy)

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Variantes

Desde la creacin del juego se han desarrollado nuevas reglas. El juego estndar, en que nace una clula si tiene 3 clulas vecinas vivas, sigue viva si tiene 2 o 3 clulas vecinas vivas y muere en otro caso, se simboliza como "23/3". El primer nmero o lista de nmeros es lo que se requiere a una clula para que siga viva, y el segundo es el requisito para su nacimiento.

As, "16/6" significa que "una clula nace si tiene 6 vecinas y vive siempre que haya 1 o 6 vecinas". HighLife ("Alta Vida") es 23/36, porque es similar al juego original 23/3 slo que tambin nace una clula si tiene 6 vecinas vivas. HighLife es conocida sobre todo por sus replicantes. Se conocen muchas variaciones del juego de la vida, aunque casi todas son demasiado caticas o demasiado desoladas.

/3 (estable) casi todo es una chispa

5678/35678 (catico) diamantes, catstrofes

1357/1357 (crece) todo son replicantes

1358/357 (catico) un reino equilibrado de amebas

23/3 (catico) "Juego de la Vida de Conway"

23/36 (catico) "HighLife" (tiene replicante)

235678/3678 (estable) mancha de tinta que se seca rpidamente

245/368 (estable) muerte, locomotoras y naves

34/34 (crece) "Vida 34"

51/346 (estable) "Larga vida"

Parte de la lista que hay en Life32Se han desarrollado variantes adicionales mediante la modificacin de otros elementos del universo. Las variantes anteriores son para un universo bidimensional formado por cuadrados, pero tambin se han desarrollado variantes unidimensionales y tridimensionales, as como variantes 2-D donde la malla es hexagonal o triangular en lugar de cuadrada.

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Enlaces externos

Wikimedia Commons alberga contenido multimedia sobre Juego de la vida

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En ingls

Life Lexicon

Conway's Game of Life applet software home page

"Eric Weisstein's Treasure Trove of the Life C.A." - a site by Dr. Eric Weisstein containing many descriptions and animations of Life patterns

Game of Life applet with source code

Wonders of Math - The Game of Life

Color Game of Life Visual Exhibition

Demonstration of some Variations on Life

The turing machine, implemented in game of life.

The Game of Life. - Una introduccin sencilla e interesante.

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Software

JuegoVida - Versin GPL (libre) del juego de la vida para dispositivos mviles con Java (MIDP 1.0). Emulador de prueba.

GTKlife - Versin libre del juego de la vida.

GLTlife - Versin usando las cualidades graficas de OpenGL del juego de la vida.

GLlife - Otra Versin con las mismas caractersticas que la anterior.

Life32 - Versin del juego de la vida para Windows

Conways Game Of Life Collection - Descarga gratuita de 16 clones del juego de la vida de Conway.

Obtenido de "http://es.wikipedia.org/wiki/Juego_de_la_vida"

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