משחק החיים (אוטומט תאי)

מִשְחַק הָחַיִים (באנגלית: Conway's Game of Life) הוא משחק מסוג אוטומטים תאיים בסביבת מור שהומצא ב-1970 על ידי המתמטיקאי הבריטי ג'ון הורטון קונוויי. המשחק מתנהל על רשת משבצות, וכל משבצת היא באחד משני המצבים "חי" או "מת". בתחילת המשחק השחקן בוחר אילו משבצות לצבוע, ולאחר מכן המשחק מתנהל בעצמו (לכן הוא נחשב גם משחק לאפס שחקנים). המשבצות נקראות "תאים" משום שההתנהגות שלהן מזכירה תאים ביולוגיים שנולדים, חיים ומתים לפי כללים מסוימים, התלויים רק במצבם ובמצב השכנים הקרובים אליהם.

כל משבצת מוקפת ב-8 משבצות, לכן לכל תא יכולים להיות עד 8 שכנים.
המשחק מתנהל לפי הכללים הבאים, לכל תא מסתכלים על השכנים שלו בדור הנוכחי:
 אם הוא חי, ויש לו שכן אחד או שאין לו שכנים כלל, הוא מת מבדידות. אם יש לו יותר משלושה שכנים, הוא מת מצפיפות.
 אם הוא מת, ויש לו בדיוק שלושה שכנים, הוא הופך להיות חי ("נולד").
 אחרת (שני שכנים, או שלושה שכנים והוא חי) מצבו לא משתנה.
בנוסף יש לספק מצב התחלה כלשהו. על פי כללים פשוטים אלה משתנה סידור התאים על הרשת מדור לדור, ומתוך פיזור אקראי של תאים נוצרים מבנים מורכבים ואוכלוסיות מאורגנות.

המשחק העסיק רבות חוקרי בינה מלאכותית. באוניברסיטאות רבות הוא משמש תרגיל תכנות לסטודנטים בקורסי תכנות בסיסיים, בקורסי מבוא למדעי המחשב ובקורסים על תכנות מקבילי, משום שהמימוש שלו פשוט ועם זאת יש לעשות שימוש במושגים בסיסיים של תכנות מחשבים, כגון מערכים דו-ממדיים ולולאות.

תבניות מיוחדות
במשחק מתפתחות צורות שונות, שקיבלו שמות כמו "טבע דומם" שלא משתנה מדור לדור, "מתנדים" שמשתנים בצורה מחזורית כל מספר דורות, "גלשנים" ששטים במרחב, "אקדחים" יורי גלשנים, ו"רכבות קיטור". התבניות המיוחדות הראשונות התגלו על ידי קונוויי בלי עזרת מחשב, ואלה היו תבניות קטנות סטטיות או מחזוריות. אחת הצורות שקונווי חקר בשלב הזה מורכבת מחמש משבצות ונקראת R-פנטומינו, ולפי הניסויים שלו נראה שהאוכלוסייה שמתפתחת מצורה זו ממשיכה להשתנות ואינה מתייצבת. אחר כך התברר בעזרת מחשב שהאוכלוסייה מתייצבת אחרי 1103 מחזורים עם 116 תאים, ועד אז יורה גלשנים. כך גם התגלה לראשונה דבר קיומם של הגלשנים.

קונוויי ניחש ששום אוכלוסייה התחלתית אינה גדלה עד אינסוף. בפרסום הראשון על המשחק בסיינטיפיק אמריקן הוא הציע פרס של 50 דולר לאדם הראשון שיפריך את הניחוש לפני סוף 1970. בנובמבר אותה שנה זכתה בפרס קבוצה מ-MIT שגילתה את אקדח הגלשנים הראשון, Gosper glider gun. צורה זו יורה גלשן כל 15 דורות.

מאוחר יותר התגלו צורות נוספות שמתייצבות רק אחרי מחזורים רבים, והן מכונות "מתושלחים". die-hards - "המתעקשים עד הסוף" - הוא כינוי למתושלחים שאחרי מחזורים רבים לא רק מתייצבים, אלא נכחדים.

לקריאה נוספת
 איאן סטיוארט, תיבת האוצרות המתמטיים של פרופסור סטיוארט, כנרת זמורה-ביתן דביר, 2012, הפרק "משחק החיים", עמ' 255–261.

קישורים חיצוניים

 יוסי ומיכל אלרן, המתמטיקה של ה-"חיים"
 יישומון של משחק החיים
 
 
 Life Lexicon (archived), Extensive Life Lexicon with many patterns
 Game of Life News
 LifeWiki
 Conway Life forums
 Catagolue, an online database of objects in Conway's Game of Life and similar cellular automata
 Cellular Automata FAQ – Conway's Game of Life
 For platform .net, mono –  Game of Life
 A JavaScript implementation of the Game of Life

ערכים שבהם תבנית בריטניקה אינה מתאימה
משחקי עט ונייר
אוטומטים
ג'ון הורטון קונוויי