Quelques propriétés
remarquables
et même carrément
épatantes :-)
Dernière mise à
jour le 9 Mai 98
A venir : machine de Turing...
Si vous cherchez des définitions, il existe un glossaire
(tiré de l'archive de Alan Hensel), et quelques définitions
à partir de cette
page (tout cela est en anglais...)
Vitesse limite
Il existe des structures
appelées vaisseaux (spaceships) ou encore navires ayant la
propriété de se déplacer.
Voici une définition
plus précise : un vaisseau est une structure finie (de cellules
vivantes) qui, après un certain nombre de générations
réapparait, mais translatée dans une certaine direction (et
avec une distance non nulle). Le plus petit nombre de générations
au bout desquelles elle réapparait translatée est sa période.
On définit la vitesse
d'un vaisseau par la distance de translation (mesurée par la
longueur du plus court chemin entre deux cellules : deux cellules adjacentes
(cote à cote ou en diagonale) étant distantes de 1) divisée
par la période.
La vitesse d'une cellule
par génération est notée usuellement c.
Plusieurs propriétés:
-
c est la
vitesse maximalle (strictement) d'un vaisseau (on la note
ainsi par analogie avec la vitesse de la lumière).
-
Si un vaisseau se déplaçe de
A cases horizontalement et de B cases verticalement en une période,
cette période doit être au moins 2*(A+B).
Voici une démonstration
de ces deux propriétés.
Il
existe des structures dont l'effectif croît indéfiniment.
Le remplisseur du plan (spacefiller)
Cliquez
ici pour le voir évoluer (Applet Java de Paul Callahan)
ou sur l'image pour télécharger
le fichier correspondant.
Cette structure à la propriété
de s'agrandir indéfiniment en remplissant le plan de Conway de lignes
horizontales alternées. Très surprenant à voir évoluer...
Un canon à glisseurs (glider
gun) : Cette structure
emmet un flux régulier de glisseurs.
Cliquez
ici pour le voir fonctionner (Applet Java de Paul Callahan)
ou sur l'image pour télécharger
le fichier correspondant.
Les glisseurs sont les paquets
de 5 cellules, ils se déplacent en diagonale comme ceci :

L'automate
cellulaire de Conway est irréversible
Cela signifie qu'il n'est pas possible
de proposer des règles permettant de déduire d'une configuration
son état à la génération précédente.
En effet, d'une part, il existe des
structures ayant plusieurs antécédents possibles, d'autre
part il en existe aussi n'ayant pas d'antécédent.
Il est donc impossible de "repasser le
film en arrière".
La démonstration de la non-unicité
des antécédents est assez triviale : il n'est pas difficile
de trouver 2 antécédents possibles à une même
structure. Par exemple :
et
sont
deux antécédents possibles de 
Jardins d'Eden (structures
pour lesquelles il n'existe pas d'antécédent)
Il existe des structures Jardin d'Eden
pour le Jeu de La Vie.
Cela n'est à priori pas si étonnant,
en effet, puisqu'il existe des structures finies ayant plusieurs antécédents
et que le nombre de structures s'inscrivant dans un rectangle donné
est limité, il paraît naturel que d'autres n'en aient aucun.
Une démonstration se trouve
dans Winning Ways (for your Mathematical Plays) par Berlekamp,
Conway, et Guy, (ainsi que dans d'autres ouvrages) : elle se fonde
sur des arguments de dénombrement.
En voici un exemple :

Le comportement asymptotique d'une structure du
Jeu de la Vie est indécidable.
Cela signifie qu'il n'existe aucun
procédé général de calcul (ou algorithme) capable
de prédire comment va évoluer à long terme (on dit
aussi asymptotiquement) une structure quelconque du Jeu de la Vie. Par
exemple, il n'existe pas d'algorithme permettant de répondre, dans
un temps fini et pour toutes les structures du Jeu de la Vie, à
la question "Cette structure va-t-elle croître indéfiniment
?"
Dès lors, on ne peut espérer
répondre à ces questions qu'en examinant des cas particuliers,
ou en ayant recourt à la simulation (pour laquelle rien ne garantit
d'obtenir une réponse dans un temps fini).
La démonstration de cette propriété
n'est pas triviale.
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