Gioco della Vita di Conway: una sfida di programmazione

Ricordo ancora l'emozione di vedere il mio primo universo virtuale prendere vita sullo schermo del computer. Stavo studiando all'Università di Perugia e per un progetto di esame il professore mi assegnò lo sviluppo del gioco di John Conway: un automa cellulare che ha affascinato matematici e programmatori di tutto il mondo.

Cos'è il Gioco della Vita?

Il Gioco della Vita di Conway è un universo virtuale semplificato, composto da una griglia di celle che possono assumere due stati: vive o morte. L'evoluzione di questo universo è governata da regole semplici:

• Nascita: Una cella morta con esattamente tre vicine vive nasce.
• Sopravvivenza: Una cella viva con due o tre vicine vive sopravvive; con meno di due o con più di tre muore.
• Morte: Una cella viva con meno di due o con più di tre vicine vive muore (per solitudine o sovraffollamento).

A partire da una configurazione iniziale, le celle si evolvono di generazione in generazione secondo queste regole, dando origine a pattern complessi e inaspettati.

Un universo di possibilità

Il Gioco della Vita è un esempio affascinante di come da regole semplici possano emergere comportamenti complessi e imprevedibili. È un modello semplificato di sistemi naturali, come la crescita di una colonia di batteri o l'evoluzione di una specie.

Oggetti del Game Of Life

• Oggetti di classe 1 che non cambiano mai nel tempo
• Oggetti di classe 2 come gli oscillatori, ripetono un pattern e si chiamano blinkers, perché possono comparire e scomparire a tempo indeterminato.
• Oggetti di classe 3 si muovono nello spazio, come  le spaceship, ovvero navi spaziali.

Algoritmi di programmazione

Public Sub Life()
  // Loop through all the cells and apply these rules
  // https://en.wikipedia.org/wiki/Conway%27s_Game_of_Life
  // 1. Any live cell With two Or three live neighbours survives.
  // 2. Any dead cell With three live neighbours becomes a live cell.
  // 3. All other live cells die In the Next generation. Similarly, 
  //    all other dead cells stay dead.
  // Start with a new blank cell grid and apply rules to it
  // based on the existing cell grid
  
  Var newCells(1, 1) As Boolean
  Var xMax As Integer = Cells.LastIndex(1)
  Var yMax As Integer = Cells.LastIndex(2)
  newCells.ResizeTo(xMax, yMax)
  
  For x As Integer = 0 To Cells.LastIndex(1)
    For y As Integer = 0 To Cells.LastIndex(2)
      Var neighborCount As Integer = CountNeighbors(x, y)
      
      If Cells(x, y) = True And (neighborCount = 2 Or neighborCount = 3) Then
        newCells(x, y) = True
      ElseIf Cells(x, y) = False And neighborCount = 3 Then
        newCells(x, y) = True
      End If
    Next
  Next
  
  GenerationCount = GenerationCount + 1
  Cells = newCells
  
End Sub

• Github Repositories
• GeeksForGeeks
• https://www.lifesocialgame.com/
• http://rendell-attic.org/gol/tm.htm

Alcune delle caratteristiche più interessanti del Gioco della Vita

• Auto-organizzazione: Partendo da configurazioni iniziali semplici, possono emergere pattern complessi e auto-organizzati.
• Universalità: Il Gioco della Vita è una macchina di Turing universale, ovvero è in grado di simulare qualsiasi calcolo computabile.
• Caos deterministico: L'evoluzione del sistema è determinata da regole semplici, ma il comportamento a lungo termine è spesso caotico e imprevedibile.

Cosa ho imparato

L'implementazione del Gioco della Vita è stata un'esperienza molto formativa che mi ha permesso di approfondire le mie conoscenze di programmazione e di apprezzare la bellezza della matematica e della complessità. Spero che questo articolo possa ispirare altri a esplorare questo affascinante universo virtuale