Илл. 2-04. Неумирающие паттерны в компьютерной модели Game of Life.
Чтобы увидеть паттерны в движении, перейдите по ссылке (QR-код). Советую потратить на это время. Это важно для понимания идей, которые мы будем обсуждать.
Верхний ряд состоит из паттернов типа “натюрморт”. По-французски nature morte — мёртвая природа. Но пусть вас не обманывает неподвижность натюрмортов. Клетки в них живые. И компьютер всё время их тестирует. Живая клетка в натюрморте остаётся стабильно живой только потому, что на каждом такте у неё 2 или 3 живые соседки — не больше и не меньше. Если вы перешли по QR-коду, то во втором ряду видите работу паттернов типа “осциллятор”. Расстановка живых клеток в них на каждом такте меняется, но периодически повторяется. Благодаря этому наш глаз воспринимает осциллятор как единый паттерн. Паттерны в нижнем ряду называют планерами или космическими кораблями, потому что они движутся по полю. Это похоже на то, как волна катится по морю.
В целом Game of Life воспроизводит уже известную нам ситуацию. В ней есть клетки — элементы, которые взаимодействуют между собой по определённым правилам. В некоторых ситуациях взаимодействие клеток приводит к образованию устойчивых паттернов — эмерджентных объектов. Когда вы смотрите на процесс изнутри, то видите, как на каждом такте компьютер исполняет 3 простых правила. И всё. Но когда вы смотрите снаружи, то — ТЫДЫЩ! — обнаруживаете натюрморты, осцилляторы, планеры и другие устойчивые паттерны, которые никакими правилами не описаны.
Если иметь дело только с натюрмортами, то может показаться, что паттерн — это стабильная группа клеток. Но это не так. Осцилляторы показывают, что состав клеток в паттернах может периодически меняться. А планеры убеждают, что состав клеток вообще не важен. Паттерн может перемещаться с одной группы клеток на другую, оставаясь при этом самим собой. Становится ясно, что паттерн — это не сами клетки, а результат их взаимодействия.
Модель Game of Life демонстрирует ещё одно важное свойство паттернов. Паттерны реальны. Это не кино, которое вам показывают на экране. Киношный герой ни на что повлиять не может. А от паттерна зависит жизнь и смерть клеток. Если паттерн распространяется на клетку, она живёт постоянно или периодически оживает. Если паттерн рассыпается, то клетка резко теряет шансы остаться в живых. Да, паттерн — это результат взаимодействия клеток. Но он не просто иллюзия, возникающая при смене точки зрения. Паттерны образуют реальность, в которой вынуждены существовать клетки.
Я уверен, что у вас достаточно воображения, чтобы провести параллели между моделью Game of Life и другими примерами, в которых возникают эмерджентные объекты. Особенно бросается в глаза внешняя похожесть Game of Life на работу мозга.
Аналогия между нервными клетками мозга и клетками в модели напрашивается сама собой. Нейроны усиливают или подавляют возбуждение друг друга подобно тому, как это делают клетки на игровом поле. И в модели Game of Life, и в мозге возникают устойчивые паттерны активности. Если вы наблюдаете за работой модели снаружи, то устойчивые паттерны активности клеток выглядят для вас как неподвижные или движущиеся фигуры. Если вы смотрите на работу вашего мозга с высоты вашего сознания, то устойчивые паттерны активности нейронов выглядят для вас как ваши собственные мысли. Похоже — правда?
Однако очевидно, что такая прямолинейная аналогия — не более чем метафора. Мозг устроен на много порядков сложнее, чем “Игра жизни”. Нейроны передают друг другу гораздо более разнообразную информацию, чем клетки в “Игре”, а правила взаимодействия нейронов по сложности не идут ни в какое сравнение с правилами поведения клеток на игровом поле. И уж подавно модель Game of Life не приспособлена для того, чтобы на ней изучать возникновение мемов. Для этого требуется куда более изощрённое компьютерное моделирование.