Accueilretour
précédentsuivant

Navires et glisseurs

Origines

"Blinkers"

Jardins d'Éden

Navires

  1ères découvertes

    Glisseur
    Vaisseau spatial
    Vitesse de la lumière

  Théorie

    Composants
    Types

Canons...

"Breeders"

Machines

Métacellules

Documents

Certaines configurations peuvent être qualifiées de stables dans un sens particulier : au bout d'un certain nombre d'étapes, on les retrouve identiques à elles-mêmes, mais décalées d'un certain nombre de cases [1].

On les désigne des termes imagés de "glisseurs" (ou planeurs, gliders), "vaisseaux spatiaux" (ou navires, spaceships).

On note (A,B)/T une configuration qui se déplace de A cases horizontalement et B cases verticalement en T générations.

Premières découvertes

Dès l'apparition du Jeu de la vie, on a étudié l'évolution des configurations les plus simples. Les exemples suivants ont rapidement été découverts.

Le glisseur, ou planeur (glider)

C'est l'ensemble de 5 cellules dans la configuration suivante. Après 2 étapes, on le retrouve pivoté à angle droit. Encore 2 étapes et le voilà décalé d'une case vers la droite et vers le bas.

glider

Le glisseur est donc un navire de type (1,1)/4.

Bien sûr, grâce à une symétrie convenable, on peut orienter son déplacement dans le sens et la direction (diagonale) souhaités,

Le navire, ou vaisseau spatial (spaceship)

Dans sa forme la plus simple, il est constitué de 9 cellules. En 2 générations, il avance d'une case mais se retrouve tête en bas. 2 générations plus loin, il a donc progressé de 2 cases horizontalement. C'est un navire (2,0)/4.

LWSS

Ce vaisseau a une particularité intéressante : il est modulaire. On peut, sans modifier son "avant" ni son "arrière", allonger arbitrairement sa partie centrale sans que cela n'affecte son comportement d'ensemble (son type).

navires léger (LWSS), moyen (MWSS) et lourd (HWSS)

Ces ensembles modulaires dans le jeu de la vie sont particulièrement utiles pour l'élaboration de configurations complexes.

Vitesse de la lumière

Selon les règles du Jeu de la vie, toute cellule qui apparaît doit être voisine d'au moins une cellule présente à la génération précédente. Comme conséquence immédiate, aucune configuration mobile (aucun "navire") ne peut progresser dans l'espace plus vite qu'une case par génération.

John Conway lui-même a nommé "vitesse de la lumière" cette vitesse limite d'une case par tour. Elle est bien sûr notée c.

haut de page


Théorie et recherches

Composants élémentaires

Les collisions de navires entre eux, et avec des objets fixes, ont fait l'objet d'études approfondies. On en a déduit des configurations stables, résistantes aux collisions. Ce genre de composant sert à "consolider" une construction délicate (telle que celle-ci), ou très importante, qui serait autrement instable.

On a découvert que beaucoup de configurations pouvaient être synthétisées en disposant convenablement des glisseurs (exemple).

Comme en électronique, il existe maintenant un véritable design manual au Jeu de la vie. Ce répertoire de composants, aux propriétés bien maîtrisées, est un tremplin vers les réalisations les plus complexes.

Types de navires

Rappelons qu'un navire de type (A,B)/T se déplace de A cases horizontalement et B cases verticalement en T générations. Dans ce domaine d'étude, il y a loin de la théorie à la pratique.

On sait montrer que pour tout navire de type (A,B)/T, T ≥ 2(|A| + |B|) [2].

Il en découle aussitôt que tout navire progresse en fait au maximum à la vitesse c/2. Comme dans le monde réel, la vitesse de la lumière est inaccessible dans le jeu de la vie.

Attention, ceci n'interdit pas de créer des configurations (grosso modo, linéaires) qui disparaissent à la vitesse c. Ainsi les deux extrémités de cette diagonale :


Le développement de cette idée a permis la réaliastion de "câbles" (réseaux stables de lignes de cellules parallèles, théoriquement infinies). Dans ceux-ci, un "signal" (une perturbation) peut se déplacer (se "propager") dans le plan avec la vitesse c :

signal

Au sujet des types de vaisseaux, la théorie assure que pour tout couple (A,B), il existe un navire répondant à ce type. Cependant, la construction est très complexe. Les seuls navires connus à l'heure actuelle sont tous de type transversal (AB = 0, comme le vaisseau spatial) ou diagonal (|A| = |B|, comme le glisseur).

En ce qui concerne les vitesses réalisées, on dispose d'exemples correspondant à c/2, c/3, c/4 [3], c/5, c/6, c/12 (ce dernier, dû à D. Hickerson, est de période T = 96 et de type diagonal). Mais aussi 2c/7, 2c/5, ... 17c/45 !

Ce dernier exemple est particulièrement spectaculaire. Construit par G. Nivasch, J. Summers et D. Bell en 2004, il est de période T = 270 et comporte, au minimum de son cycle... 11 880 063 cellules [4] ! Tout en longueur, il mesure 4 195 cases de large et (environ) 330 721 de long. Vous pouvez le contempler ici (mais pas en entier !). Rendu possible uniquement grâce aux progrès récents des simulateurs du Jeu de la vie, il s'agit de loin de la configuration la plus complexe jamais élaborée. Sa conception a nécessité 51 parties indépendantes assemblées informatiquement au moyen d'un programme dédié.

Ces étonnants résultats ne peuvent être le fruit du hasard. Un carré 20×20 donne lieu à 2400 ≃ 2,6.10120 configurations, ce qui est (et restera) hors de portée des ordinateurs par d'une recherche exhaustive. Les amateurs spécialistes du Jeu de la vie développent des programmes raffinés pour conduire intelligemment les calculs. Ils analysent les tentatives infructueuses pour éviter de les renouveler.

C'est l'existence des navires (même les plus simples) qui a permis de répondre (positivement) à la question originale de J. Conway : existe-t-il des configurations dont la population augmente indéfiniment ? (voir page suivante)

haut de page


Notes

[1]  Ce déplacement périodique s'entend en l'absence de tout obstacle. Les collisions entraînent le plus souvent la destruction des véhicules. Mais parfois on obtient des résultats plus intéressants, comme la synthèse d'autres configurations.

[2]  Ainsi, le glisseur et le vaisseau spatial ont tous deux la période minimale par rapport à leur déplacement.

[3]  c/2 transversal et c/4 diagonal étaient les deux seuls types connus jusqu'en 1985.

[4]  et jusqu'à 12,02 millions au maximum !

haut de page