Conways Game of Life

Hintergrund

1970 entwickelte der Mathematiker John Conway eine Art Spiel, das  er „The Game of Life“ oder einfach Life nannte.

Es ist vom Standpunkt der Evolution äußerst interessant, da es die evolutionäre Entwicklung komplexer Strukturen aus einfachen Grundstrukturen auf spektakuläre Art deutlich macht.

Hierbei kann man eine Vielzahl von Parallelen zur Natur und dem wirklichen Leben wie Geburt und Tod, Wachstum und Reproduktion beobachten.

 

Es zeigt sich dass dabei weniger der Zufall eine Rolle spielt, sondern eher ein Beziehungssystem zwischen den beteiligten Objekten, das durch sehr einfache Beziehungen bzw. „Spielregeln“ beschrieben werden kann.

 

Der Physiker Hans-Peter Dürr hat einmal gesagt, dass die Physiker jahrzehntelang die Materie in immer kleinere Einzelteile zerlegt haben und deren Beziehung zueinander analysierten, bis sie feststellen mussten, dass am Ende nur das Beziehungssystem übrig bleibt. Dies veranlasste ihn zu der Aussage, dass es die Materie eigentlich gar nicht gibt.

 

Das ist vielleicht schwer zu verstehen, aber diese App kann deutlich machen, was er gemeint hat, und man kann zu einem neuen Verständnis der Evolution kommen.

 

 

 

Das Spiel

Life findet auf einem Spielfeld, ähnlich einem Schachbrett statt. Dabei ist die Anzahl der einzelnen Felder für das Funktionieren gar nicht so wichtig. Ich habe sie für die Handyvariante auf 120 (12x10) begrenzt.

 

Der Spieler markiert eine (geringe) Anzahl beliebiger Felder durch Anklicken, wodurch diese die Farbe von grau nach schwarz wechseln. Damit sind die Anfangsbedingungen für den Prozess gesetzt. Der Prozess kann jetzt im Prinzip automatisch ablaufen. Damit man die evolutionäre Entwicklung besser beobachten kann, erfolgt dies jedoch schrittweise und halbautomatisch durch Klicken der Step-Taste oder als Folge von jeweils zehn Schritten, durch berühren der Loop 10 Taste.

 

Beziehungssystem bzw. Regeln

  1. Graue Felder mit genau drei schwarzen Nachbarfeldern ändern die Farbe nach schwarz.

  2. Felder mit 1, 2 oder mehr als 3 schwarzen Nachbarn werden grau.

  3. Alle anderen Felder behalten ihre Farbe.

     

    Das ist schon alles was zur Steuerung des Prozesses benötigt wird!

 

 

 

Was man mit Life entdecken kann

Es gibt einen Grund, warum das Spiel den Namen "Life" oder "The Game of life" erhalten hat.

Es treten ständig Muster auf, die einen deutlich an ein Verhalten von Objekten im richtigen Leben erinnern. 

Es gibt Objekte die sterben, da sie unter den

bestehenden Regeln nicht lebensfähig sind.

Diese verschwinden im nächsten Schritt.


Es gibt Objekte die passiv sind und sich ohne äußeren Einfluss nicht verändern. 

Sie verhalten sich wie unbelebte Materie.


Andere Objekte haben keinen stabilen Zustand, sondern oszillieren zwischen zwei oder mehreren Zuständen.

Dies könnte mit Anzeichen von Leben assoziiert werden.


Es gibt auch Objekte die sich bewegen können und über den Bildschirm laufen, solange sie nicht mit einem anderen Objekt kollidieren. Hier kommen wir dem Verhalten von lebenden Objekten noch näher.


Es gibt kleine einfache Objekte, die wie ein Samenkorn ein erstaunliches Wachstumspotential besitzen und wie ein Embryo oder eine Blume bis zu einem Endzustand wachsen. Dabei können sie die typischen Charakteristiken z.B. Symmetrien wie im richtigen Leben aufweisen, die leicht mit realen lebenden Objekten assoziiert werden können.


Eine Vielzahl weiterer Möglichkeiten

Das Spiel bietet eine Vielzahl weiterer Möglichkeiten und den Anreiz neue Varianten von Objekten auszuprobieren.  Hier sind ganz bewusst nur die einfachten Formen vorgestellt worden, da diese besonderes gut eine Evolutionäre Entwicklung aufzeigen können, die vorwiegend von existierenden Beziehungssystemen und Selektion, so wie sie in Darwins Mechanismus beschrieben wird, und nicht abhängig ist.

Es gibt jedoch eine Menge komplexerer Beispiele die noch viel spektakulärere Verhaltensweisen an den Tag legen als es bei den obigen Beispielen der Fall ist. Das Problem aus Sicht der Evolution ist, dass Conway Life für die Automatisierung von Prozessen entworfen hatte. Die komplexen Startkonfigurationen, die hier benutzt werden, sind von Mathematikern und Ingenieuren erdacht und nicht das Ergebnis eines evolutionären Prozesses, der nur mit sehr einfachen Startwerten auskommen sollte. Trotzdem ist es sehr interessant und man erhält zusätzliche Denkanstöße, wenn man sich solche Beispiele ansieht. Man kann tolle Videos hierzu auf Youtube finden.Viele hiervon benötigen jedoch ein größeres Spielfeld als es der Bildschirm eines Handys bieten kann. Trotzdem macht es einen Riesenspass, immer neue eigene Varianten auszuprobieren.

 

 

 

Auch in der realen Welt finden wir diese Beziehungssystem, wie die Rechenregeln der Mathematik, die Regeln der Logik, oder die Beziehungsysteme  der Physik un Chemie die zum Beispiel besagen, das ein Proton und ein Elektron, sich zu einem Wasserstoffatom zusammenschließen können oder sich ein Helium Atom aus zwei Protonen und zwei Neutronen plus zwei Elektronen aufbaut. 

 

Das ganze spielt sich auf unterschiedlichen Ebenen ab bei denen sich die Objekte mittels eines Beziehungssystems Objekte auf einem höheren Niveau bilden können. Auf diesem höheren Niveau existiert ein weiteres Beziehungssystem durch welches wieder Objekte auf dem nächst höheren NIveau gebildet werden können.

 

 

 

Denkanstöße für die Evolution

Offensichtlich läuft die Evolution in diesem Spiel etwas anders ab, als Darwin den Prozess mit seinen Mechanismus beschrieben hat.  Es sind vorwiegend die Beziehungen zwischen den Objekten, die den Prozess bewegen und nicht der Zufall, der nur eine untergeordnete Rolle spielt. Es ist mehr die Kooperation von Objekten  statt die Konkurrenz oder mit Darwins Worten ausgedrückt "der Kampf um Dasein". die ihren Einfluss geltend macht.

 

Für jemanden der in einem materialistischen Weltbild erzogen und aufgewachsen ist, sind solche Gedankengänge etwas ungewöhnlich, da man ein Beziehungssystem nicht in Form von Materie begreifen kann. Aber seine Wirkung lässt sich beobachten und messen. 

 

Wenn wir nun versuchen Dawkins Weasel unter den veränderten Rahmenbedingungen zu lösen erhalten wir Folgendes:

 

Dawkins wollte mit dem Weasel demonstrieren, dass die Evolution mittels des Zufalls und der natürlichen Selektion nicht unendlich viel Zeit benötigt, den aktuellen Stand zu erreichen, wie man es im Prinzip mathematisch nachweisen kann.

Hierzu nahm er das Theorem des unendlich tippenden Affen, dem es gelingen sollte Shakespeares Werke zu erzeugen wenn er zufällig in die Tasten einer Schreibmaschine hauen sollte, vorausgesetzt man gebe ihm unendlich viel Zeit.  Dawkins war der Ansicht, das der Affe auch schneller zum Ziel kommen könnte und demonstrierte das mit seinem Weaselalgorithmus. Bei dem ein Computer die Buchstaben des Satzes METHINKS IT IS LIKE WEASEL der aus Hamlet stammt, zufällig variert.  Dann zeigt er das eine Kumulative Selektion, wie er es nannte das Ergebnis in wenigen Schritten erzeugen kann.

 

 

Wenn man Dawkins Weasel das von zufälligen Variantionen der Buchstaben auf einer einigen Ebene ohne irgendwelche Regeln außer dem Recht des stärkeren abhängt, mit Conways Life vergleicht so bieten Conway und Duerr ganz andere Möglichkeiten, wenn eine Lösung in der Welt von Life finden wollte. Das sähe dann etwa so aus:

Auf der untersten Ebene gibt es die Buchstaben. Die treten in eine Beziehung zueinander und bilden Silben auf der nächsten Ebene. Die Silben treten in eine Beziehung zueinander und bilden Worte. Die wiederum auf der nächsten Ebene Sätze bilden anhand eines weiten Beziehungssystems ganze Sätze bilden. Semantik und Syntaktik sin Begriffe, die für solche Beziehungssysteme stehen.  

Erscheint diese Methode nicht erfolgversprechender?

 

Bleibt das Phänomen des Sprunges auf die höhere Ebene.  Buchstaben bleiben Buchstaben und schwarze und graue Quadrate machen auch keine Metamorphose durch. Wie In der Quantentheorie ist auch hier ein Beobachter erforderlich. Die Objekte die sich auf dem Bildschirm bewegen sind eigentlich nur Muster aus einer unterschiedlichen Energieverteilung auf dem Bildschirm. Erst im Bewusstsein des Beobachters, also des Spielers, werden sie zu Schneeflocken, Gleitern, Blumen, Sternen oder was man sich nun darunter vorstellen will. 

Aber es ist eigentlich nur ein Muster was man auf unterschiedliche Ebenen betrachten kann. 

 

Wenn das Thema weiter interessiert, dem seien die beiden Bücher "Evolution aus Sicht eines Vulkaniers" und Was der blinde "Uhmacher nicht sah" empfohlen. (Siehe oben!)

 


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Mihi quidem Antiochum, quem audis, satis belle videris attendere. Hanc igitur quoque transfer in animum dirigentes.

Consectetur adipiscing elit. Inscite autem medicinae et gubernationis ultimum cum ultimo sapientiae comparatur.