John Conway’s Game of Life in Python

Come primo progetto in Python, ho deciso di realizzare una semplice versione del famosissimo automa cellulare di Conway: “Game of Life”.

jaGOF - just another Game of Life screenshoot

screenshot di jaGOF

Quick start

Per maggiori informazioni su Life vi rimando alla pagina di Wikipedia in italiano oppure in inglese ed ai vari riferimenti ed approfondimenti che citerò al termine di questo articolo.

Se utilizzate un browser che supporta l’HTML5 potete provare velocemente gameoflife.

The Game of Life

The Game of Life, concepito al termine degli anni 60 dal matematico britannico John Horton Conway, è un automa cellulare che simula l’evoluzione di una popolazione tramite regole che stabiliscono vita, nascita, morte di ogni singolo individuo.

La magia di questo gioco sta nella sua semplicità contrapposta alla profondità e complessità dell’esplorazione dei risultati; piccole variazioni di un solo individuo nella distribuzione della popolazione iniziale possono condurre ad evoluzioni totalmente diverse.

Ogni cella di una popolazione, transitando dallo stato di vita o morte, condiziona l’evoluzione delle celle confinanti; queste interazioni provocano evoluzioni estremamente complesse ed interessanti anche a partire da configurazioni apparentemente banali.

In molti si sono cimentati nella ricerca di configurazioni iniziali con determinate proprietà o nella classificazione sistematica dei possibili schemi o pattern ricorrenti.

Descrizione formale dell’algoritmo di evoluzione

Il mondo è costituito da una griglia rettangolare di N x M celle le quali possono essere in due possibili stati: vive o morte.

Due celle si definiscono confinanti se sono connesse in una delle 8 direzioni possibili (anche in diagonale); i confini del mondo sono tra loro connessi come in un pianeta perfettamente sferico.

Definita una configurazione iniziale di celle, l’automa simula l’evoluzione della vita. In intervalli di tempo discreti tutte le cellule del mondo vengono aggiornate simultaneamente (ogni aggiornamento è definito generazione o epoca) seguendo queste regole:

  • una cella viva rimane in vita se esistono 2 o 3 celle vive confinanti (sopravvivenza)
  • una cella viva muore se confina con meno di due celle vive (isolamento)
  • una cella viva muore se esistono piu’ di 3 celle confinanti (sovraffollamento)
  • una cella morta con esattamente 3 celle vive confinanti nasce e diventa viva (riproduzione)

Evoluzione e classificazione di alcuni schemi

L’evoluzione della popolazione può giungere verso l’estinzione totale della specie oppure verso varie tipologie di configurazioni ricorrenti che possono essere di:

  • tipo statico (blocco, barca)
  • oscillante (lampeggiatore, rospo)
  • in movimento o navicelle spaziali (aliante, astronave leggera LWSS)

Altri schemi estremamente interessanti sono:

  • fucili: stazionari che sparano alianti o navicelle spaziali
  • fumatori: si muovono lasciando in coda frammenti di vita
  • rastrelli: si muovono ed emettono navicelle
  • reattore: lascia una coda di fucili (tasso di crescita quadratico)

Su Wikipedia sono disponibili le configurazioni di questi schemi base oppure su ConwayLife Wiki o su  Life Lexicon è possibile trovare una classificazione ancora più accurata ed estesa.

jaGof: just another Game of Life (la mia realizzazione)

Per realizzare Life in Python ho utilizzato la libreria Pygame (python-pygame) che si basa su SDL. Potete scaricare i sorgenti di jaGof, rilasciati sotto licenza GNU/GPL v.3, e siete incoraggiati a farne quello che desiderate.

Nella directory seeds sono stati inclusi più di 400 pattern iniziali in formato .cell scaricati da Life Lexicon.

Ricordo che si tratta del mio primo progetto in Python.

Visualizza o scarica i sorgenti dal repository su github

Futuri sviluppi

Mi piacerebbe sviluppare un algoritmo automatico per la ricerca di qualche configurazione con determinate proprietà.

Riferimenti

gameoflifeWikipedia(it): “Gioco della vita”
LifeWiki
Life Lexicon Home Page

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