به نقل از «آنا»

معمای بازی زندگی پس از نیم قرن حل شد

تاریخ انتشار: ۷ دی ۱۴۰۲ | کد خبر: ۳۹۳۹۳۲۹۸

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا به‌نقل از نیوساینتیست، یک معمای پیچیده در «بازی زندگی» (Game of Life) که ۵۰ سال است پاسخی برای آن پیدا نشده بود، توسط تیمی از علاقه‌مندان به ریاضیات در دانشگاه نیویورک ابوظبی حل شد. در حالی که این کشف هیچ کاربرد عملی فوری ندارد، اما تمایل انسان به کاوش را نشان می‌دهد، که می‌تواند حس کنجکاوی و مهارت‌های حل مسئله را در هر کسی که علاقه‌مند به شگفتی‌های ریاضیات است برانگیزد.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

بازی زندگی که توسط ریاضیدان «جان کانوی» (John Conway) در سال ۱۹۷۰ اختراع شد، مشهورترین نمونه یک اتوماتای سلولی است. این بازی از یک جدول نامتناهی دو بعدی با بردار‌های متعامد ساخته شده‌است که شامل سلول‌های مربع شکل است. هر سلول می‌تواند یکی از دو حالت زنده یا مرده را داشته باشد. هر سلول با هشت سلول همسایه و همجوار خود به صورت افقی، عمودی و مورب، در تراکنش است. در هر مرحله زمانی از بازی، تحولات زیر اتفاق می‌افتند:

۱. هر سلول زنده با کمتر از ۲ همسایه زنده، می‌میرد. (به دلیل کمبود جمعیت)

۲. هر سلول زنده با بیش از ۳ همسایه زنده، می‌میرد. (به دلیل ازدحام جمعیت)

۳. هر سلول زنده با ۲ یا ۳ همسایه زنده، زنده می‌ماند و به نسل بعد می‌رود.

۴. هر سلول مرده با دقیقاً ۳ همسایه زنده، دوباره زنده می‌شود.

این قوانین ساده باعث ایجاد الگو‌های پیچیده و زیبایی در بازی می‌شود که سه نوع الگو ایجاد می‌کنند: اشیاء ساکن که تغییر نمی‌کنند. «نوسانگرها» (oscillators) که یک الگوی تکرار شونده، اما ثابت را تشکیل می‌دهند. «فضاپیماها» (spaceships) که تکرار می‌شوند و در سراسر شبکه حرکت می‌کنند.

یک سوال کلیدی در تحقیقات بازی زندگی این بوده است که آیا نوسانگر‌هایی برای هر دوره وجود دارد؟ پیش از این، ریاضیدان «دیوید باکینگهام» (David Buckingham) روشی را برای ایجاد نوسانگر‌هایی با هر دوره بالاتر از ۵۷ ابداع کرد، اما دوره‌های کوچک‌تر را به عنوان یک شکاف وسوسه انگیز باقی گذاشته بود.

اکنون، تیمی از علاقه‌مندان به رهبری «میچل رایلی» (Mitchell Riley) از دانشگاه «نیویورک ابوظبی» (New York University Abu Dhabi)، این شکاف‌ها را پر کرده‌اند و نوسانگر‌هایی را با دوره‌های ۱۹ و ۴۱ شناسایی کرده‌اند - قطعات گمشده نهایی.

رایلی که این اکتشاف را به عنوان یک سرگرمی در کنار تحقیقات خود در محاسبات کوانتومی دنبال می‌کند، اذعان دارد که تحقیق در این زمینه یک بازی شانسی است. او می‌گوید: این دقیقا مانند بازی دارت است، ما قبلاً هرگز ۱۹ یا ۴۱ نمی‌زدیم. وی ضمن اشاره به فقدان کاربرد‌های عملی این اکتشاف، شیفتگی خود را به کنجکاوی خالص نسبت می‌دهد.

 

 

انتهای پیام/

منبع: آنا

کلیدواژه: ریاضیات رشد جمعیت اختراع همسایه زنده بازی زندگی

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت ana.press دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «آنا» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۹۳۹۳۲۹۸ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

ساخت نخستین سلول مغزی مصنوعی با آب و نمک 

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا به نقل از ساینس الرت، محققان توانسته اند اتصالات عصبی به نام سیناپس‌ها را با استفاده از همان آب و مواد نمکی که مغز از آن استفاده می‌کند شبیه سازی کنند؛ پیشرفتی که به رشته نوظهور «یونترونیک» که ترکیب زیست شناسی و الکترونیک است کمک می‌کند.

گروهی از پژوهشگران دانشگاه اوترخت در هلند و دانشگاه سوگانگ در کره جنوبی، از عملکرد مغز انسان که از ذرات باردار به نام یون‌های محلول در آب برای انتقال سیگنال‌ها در نورون‌ها استفاده می‌کند، الهام گرفته اند.

یکی از ویژگی‌های مهم توانایی مغز برای پردازش اطلاعات، انعطاف پذیری سیناپسی است که به نورون‌ها اجازه می‌دهد تا قدرت اتصالات بین خود را در پاسخ به تاریخچه ورودی تنظیم کنند.

این دستگاه که جدید «ممریستور یونترونیک» نام دارد، میزان بار الکتریکی را که قبلا از آن عبور کرده است «به یاد می‌آورد» و ما را به ساخت سیستم‌های مصنوعی با قابلیت تقلید از مغز ابرقدرت انسان نزدیک‌تر می‌کند.

«تیم کامسما» «Tim Kamsma» فیزیکدان نظری از دانشگاه اوترخت، می‌گوید: این دستاورد نشان دهنده یک پیشرفت حیاتی به سمت رایانه‌هایی است که نه تنها می‌توانند الگو‌های ارتباطی مغز انسان را تقلید، بلکه از همان محیط نیز استفاده کنند.

ممریستور یونترونیک به شکل مخروط با محلول آب و نمک در داخل آن، فقط ۱۵۰ در ۲۰۰ میکرومتر عرض دارد (عرض حدود سه یا چهار تار موی انسان در کنار هم). تکانه‌های الکتریکی باعث حرکت یون‌ها در کانال مخروطی شکل شده و تغییرات در بار الکتریکی منجر به تغییر در حرکت یون می‌شود. تغییر در چگونگی رسانش الکتریسیته سیناپس را می‌توان اندازه گیری و رمزگشایی کرد تا دریابیم سیگنال ورودی چه بوده که این نشان دهنده نوعی حافظه است.

طول کانال بر مدت زمان حفظ حافظه ممریستور تأثیر می‌گذارد و این نشان می‌دهد می‌توان کانال‌ها را برای کار‌های خاصی طراحی کرد دقیقا مانند آنچه در مغز وجود دارد. فیزیک دان‌ها همچنین در تلاش برای یافتن روش‌های مختلف ترکیب این سیناپس‌های مصنوعی هستند.

اگرچه هنوز این دستگاه و به طور کلی یونترونیک، در مراحل بسیار اولیه هستند، اما با توجه به تولید نسبتا سریع و ارزان، این طراحی جدید می‌تواند برای طیف وسیعی از کاربرد‌های آینده مقیاس پذیر باشد.

مجریان این طرح می‌گویند اگرچه سیناپس‌های مصنوعی قادر به پردازش اطلاعات پیچیده بر اساس مواد جامد هستند، اما ما اکنون و برای اولین بار نشان دادیم که این شاهکار با استفاده از آب و نمک نیز قابل اجراست. ان‌ها به طور موثر رفتار عصبی را با استفاده از سیستمی تکرار می‌کنند که از محیطی مشابه مغز استفاده می‌کند.

این پژوهشگران امیدوارند با الگوبرداری از مغز، به جای تکیه بر فرآیند‌ها و اجزای الکتریکی سنتی و رایج، بتوان با رایانه‌ها به ظرفیت و کارایی مغز نزدیک شد.

نتایج این تحقیقات در نشریه PNAS منتشر شده است.

انتهای پیام/