Мои опыты с B-гептамино в осцилляторах

Я впервые обратил внимание на многоликость B-гептамино, когда в 1973 году обнаружил любопытный осциллятор периода 54 на базе спаренных B, разместив вокруг осциллятора из спаренных B пожирателей и придвигая их. Если пожирателей переместить на одно место, то осциллятора не получается; еще на одно, и получаются спаренные B. Действительно, любопытный объект.

В почти то же самое время в 1973 году Марк Нимик исследовал появление известных общих форм (B, R, Lom, Пи, и т.д.) в процессе развития этих тех же самых объектов. Он показал мне распечатку самого многообещающего наблюдения: запуск B-гептамино до 70 поколения (настоящий подвиг в те дни!), где он обратил внимание на появление нового B-гептамино в поколении 64, изменившего направление на 90 градусов. А так как B-гептамино в 41 поколении испускает естественный глайдер, то, казалось абсолютно достоверным, что должны получиться ружья периодов 64, 128 и 256, как только кто-нибудь приручил бы противные развалины позади этого нового B! Но большая часть работы в те дни делалась вручную (удавиться!), а эта задача была не для ручной работы. Кроме того, оглядываясь на прошлое, надо сказать, что здесь было больше ловушек, чем мы, возможно, представляли себе.

В это время я начал систематическое строительство всех конечных объектов, содержащих менее чем 15 битов, и все еще исследовал конструкцию маленького осциллятора, так что для других проблем было немного времени. Я еще не представлял себе B-треки, которые сформируют основание более поздней работы, но думал, что объекты могли бы быть прослежены через возможный набор преобразований (R->B, B->LOM, LOM->Pi, и т.д. возвращаясь, в конечном счете, к первоначальному объекту и положению). Добавление дополнительных частей трека, подобно построению детской железной дороги, произвело бы различные периоды. Хотя в течение следующих 15 лет я постепенно собрал интересные преобразования, было еще много проектов, которыми я занимался (Жизнь и прочее). Кроме того, мы (Марк Нимик и я) попали в университет и имели доступ к универсальной ЭВМ (реальная вычислительная мощь) и могли начать делать НАСТОЯЩУЮ ЖИЗНЬ!

Хотя я программировал всегда (или возможно это только кажется так), я получил машину в собственное распоряжение только в 1987 году и, конечно, быстро написал программу Жизни и начал разбираться с тем большим количеством результатов, полученных вручную и собранных за эти годы, которое я к этому времени имел. Кроме того, я впервые за годы начал всерьез работать с новым материалом.

Одна из первых вещей, которую я собирался создать, было глайдерное ружье, так как я его еще не нашел. После некоторого экспериментирования, я нашел столкновение предшественника пасеки с глайдером, которое через 105 поколений производит предшественника пасеки, глайдер и B-гептамино. Казалось, что ружье можно создать просто: только отразить глайдер к переместившемуся двигателю и получить глайдер, который B-гептамино создает в поколении 41. Целиком конструкция имела бы период 210 (число кратное 30), а отражение глайдерных потоков периода 30n легкая задача.

Первый глайдер, произведенный от столкновения с предпасекой, находится в неподходящей фазе и выпущен слишком близко к двигателю; это еще не страшно. Что ж, в таком случае мы должны получить 2 глайдера от B, но как это сделать?

Даже учитывая, что B-гептамино действительно производит 2 глайдера с небольшим количеством остаточных развалин, казалось, что этот процесс был слишком труден для успешного изменения, и необходимо больше времени, чем механизм мог обеспечить. Поэтому я решил разместить блок на пути B-гептамино в надежде, что мог бы образоваться поддающийся изменению объект, который мог бы испустить глайдеры, а затем или отложить блок, или, более вероятно, позволить при взаимодействии развалин с пожирателями или источниками искр воссоздать его. Испытание не более, чем пары дюжин позиций, привело к необходимой реакции, о которой я думаю как каталитической; Госпер назвал это "эффектом прозрачных развалин".

Катализатор B-гептамино. Создает новые развалины, вновь формируя блок
1988 Дейв Бакинэм
(Примечание)

Эта реакция производит первоначальный блок и некоторые неопределенные, но изобильные развалины, которые могут быть возбуждены искрой (и позже, поглощены), чтобы чисто произвести 2 глайдера, и построить, таким образом, интересное, но не удовлетворившее меня, ружье периода 210.

Очень неприятное, но работающее ружье периода 210
Закончено в 1988 году, Дейв Бакинэм

Дополнительная работа, в конечном счете, привела к способу превратить эти катализированные развалины в два глайдера без употребления пентадекатлона.

В телефонном разговоре с Госпером в то время я узнал, что он рассматривал период 210 как период, не достойный ружья, так как он был кратен периоду 30 (хотя справедливости ради скажу, что он отрекся от этого мнения, когда ружье было разослано по почте). Хорошо, возвратимся к первоначальному понятию курсирующих по фиксированным трекам B-гептамино.

В июле 1990 года обычной почтой с любезностью от Хикерсона прибыл симпатичный челнок Боба Уэйнрайта периода 72 на базе R пентамино. Я тут же проверил столкновения глайдера с его развалинами. Одним из плодов этой работы было B-гептамино, и даже удаляется надоедливый блок. Объединение этого результата с реакцией прозрачных развалин приводит к интересному набору ружий периодов (P144+72n), который кто-то назвал "Стреляющими звездами".

P144 Стреляющая звезда базирующаяся на P72 осцилляторе, обнаруженном Бобом Уэйнрайтом
1990 Дейв Бакинэм

С учетом Стреляющей звезды казалось разумным, что реакция прозрачного блока могла бы привести к другим интересным результатам, если другим способом преобразовать B в 1->3 глайдера. Только один истинно интересный результат позволил построить основанное на периоде, кратном 8, ружье периода 856.

P856 ружье B-гептамино Дейва Бакинэма
используется эффект прозрачного блока, 1991

Большинство старых заметок, касающихся превращений объектов и других интересных событий, были надолго забыты, или возможно только неуместны, но это условно; во всяком случае, я не думаю, что что-нибудь из имеющего реальное значение было зарегистрировано. Возрождая старый листинг Нимика с B-гептамино, воспроизводящего себя в поколении 64, я собирался начать создание ружья периода 64.

Мне нужен был источник искр, и начав с большинства изящных искрящих игрушек, которые существовали тогда, я должен был все же обратиться к программам поиска, практически были только образцы периода 8 (и подпериодов) (Восьмерка, Галактика Кока, Эмуляторы, Плесень, Этода).

При помощи этих инструментов новое B-гептамино было быстро изолировано, но новый (и непредвиденный) вызов: нужно было удалить блок, созданный B-гептамино в 15 поколении. Вдобавок к этому бедствию, новое B-гептамино делает такой крутой поворот, что удаление блока, образующегося из развалин от предыдущего B-гептамино в 57 поколении, становится проблемой. Ладно, в этом случае процесс удаления развалин должен был бы удалять два блока и остаточные развалины от реакции поворота.

После нескольких недель работы реакция найдена, P64 ружье построено и — что это? — глайдер, произведенный каждым B в поколении 41, врезается в одну из используемых Галактик. Обидно, я забыл, что глайдер проходит назад через механизм! Нет проблем, мы только найдем другой способ повернуть B-гептамино и используем эти два способа в комбинации. Еще работа и изящное возбуждение B-гептамино искрой приводит к P73 скользяще симметричному повороту; развалины умирают чисто при удалении блока поколения 15, а глайдер, произведенный B, удаляет блок от предыдущего B. На сей раз мы проверим четверть механизма перед построением всей конструкции. Теперь глайдер только подрезает восьмерку, примененную для P73 поворота. Еще больше работы, P64 поворот, удаляющий развалины, оба блока, и глайдер. Итак, он построен — P584 Швейцарский Крест. Но если бы вы знали, что эта вещь бесплодна; полное торжество спорно!

Я имею Швейцарский Крест, и он расширяем, это так, но как я могу вывести глайдер из него? Притирка фрагментов вместе кажется бесполезным вложением сил, и несколько месяцев упражнений, кажется, подтверждают это. Поворот P73 на самом деле оставляет немного изолированных развалин; возможно, они могут быть зажжены. Наконец, усилие вознаграждено, и к счастью, очень небольшое усилие нужно, чтобы произвести очень ожидаемый глайдер, используя P8 Блокатор Уэйнрайта, в то время как функция P73 поворота не нарушена.

B-гептамино можно выстроить в цепочку в треке и придвинуть друг к другу на интервал до 136 поколений, так что эта конфигурация представляла собой глайдерные ружья периодов 136+8n! Для следующих разработок я занялся компоновкой набора альтернативных отрезков маршрута для B-гептамино (P65, и т.д.) на P8 основе. После чего это было отправлено в группу Жизни.

P6 вариант трека B (B-поезда?) оказалось относительно легко создать, но так как тогда не существовало (и все еще реально нет) P6 источника искр домино, то этот период был также бесплоден. В результате поиска, проведенного к этому моменту Хикерсоном, периоды 3, 4 и 5 были также осуществимы, но так как они также должны быть бесплодны, не было никакого смысла в их внимательном рассмотрении. Я построил множество участков трека различных периодов для работы с периодом 6, но ни один из них не решил проблему вывода глайдера.

Каждый из известных механизмов страдал от одной и той же проблемы; в каждом случае вновь произведенный B появлялся или в месте реакции или немного против ветра от нее. Следовательно, глайдер, произведенный удаляющимся B, был нацелен на один из участвующих в реакции источников искр или пожирателей. Так как блок поколения 15 от B должен был быть удален вместе с уборкой развалин, вновь сформированный B вряд ли мог быть слишком далеко от оставляемых развалин.

В конце 1993 года решение внезапно стало очевидным (хотя не решенным, конечно). Если убегающее B (ответственное за P73 поворот) удалить от развивающегося B, то возможно остающееся R пентамино могло бы быть приручено, произведя новое B, значительно более подветренное от места реакции. Это новое B могло бы выпустить свой глайдер, свободно производящий глайдерное ружье. Первое P6 исполнение этого показано ниже.

P366 ружье B-гептамино на основе периода 6, Дейв Бакинэм 1994

Разновидности этой темы для P4 и P5 были довольно легко проверены на пригодность, но реальные ружья не были построены до лета 1995 года. Рич Шроеппэль участвовал в конференции в Университете Ватерлоо и договорился со мной о визите ко мне. Ружья были торопливо построены вместе с бесплодной конструкцией, основанной на P3 (чтобы продемонстрировать выполнимость для такого периода) к его посещению.

К этому моменту все треки P150+3n, P152+4n, P150+5n, P150+6n и P136+8n были теперь сконструированы, и все они кроме P3 вариантов производили глайдеры.

Неплохой результат к этому моменту, но в это время всплыли две проблемы: 1) если программы поиска или другая эвристика не станут значительно лучше в ближайшем будущем, большие периоды источников искр будут маловероятны, и 2) эти новые периоды не дают ничего для того, чтобы продвинуть вперед производство осцилляторов интересных периодов (главное!).

Попытки производить независимые от периода части трека (ограниченные только натюрмортами) были не в состоянии дать много полезного за предыдущие 23 года. Внезапно (облака открылись, солнце засияло, ангелы запели) удачно найденное размещение блока (и последующих блоков стабилизации) произвело поворот B-гептамино с периодом 64, о котором я мечтал в 1973 году (столь же классно и изящно, как это и предполагалось тогда). Это было первым независимым от периода поворотом B-гептамино и привело к P256 ружью (показанному ниже), но так как выпущенные глайдеры проходят через механизм, это — единственный возможный период глайдерного ружья ( Восьмеркой глайдеры можно удалить и вписать в цикл 4 B, но при этом теряется цель). Следовательно, ружья периода 64 все еще нет!

P256 ружье B-гептамино, использующее независимый от периода поворот
26 сентября 1995, Дейв Бакинэм

В то время в беседе с Нимиком я упоминал, что у меня были три долгоиграющих реакции с B-гептамино, которые могли бы через некоторое время (вероятно через долгое время), быть перепроектированы так, чтобы избавиться от осцилляторов, необходимость которых была минимальной. Каждая из них развивается достаточно долго, так что возможностей выбора для устойчивого вмешательства очень много. Было трудно представить, что одна из этих реакций не займет когда-нибудь своего места. (Я предполагал, что независимое от периода ружье с этими реакциями вероятно будет иметь минимальный период 400->500.)

Скользяще симметричный поворот B-гептамино за 134 поколения,
Развалины очищаются через 632 поколений
Необычно удаление начального блока, созданного B-гептамино
15 ноября 1992 года, Дейв Бакинэм

B-гептамино, смещенное/перевернутое за 156 поколений,
Развалины очищаются через 325 поколений
3 ноября 1993 года, Дейв Бакинэм

B-гептамино, поворачивающееся на 90 градусов за 213 поколений, R-гексамино в 186 поколении
Развалины очищаются через 263 поколения
31 октября 1993 года, Дейв Бакинэм

Но прежде, чем много времени могло быть потрачено впустую на этих вариантах, судьба улыбнулась еще раз. Я еще раз наугад поместил блок около переходного B-гептамино, произведенного в 64 поколении истории B. Этот блок превратил B-гептамино в R-пентамино, оставляя остальную часть развалин нетронутыми.

В моем опыте R-пентамино пользовались небольшим спросом, кроме как в качестве переходных объектов на пути к созданию B-гептамино. Давно было известно несколько методов приручения R-пентамино и его превращения в B (Гершел) с небольшим переходным процессом, используя устойчивые объекты. Известный пример такого метода используется в P500 ружье, посланном группе Жизни. Я буду обсуждать эти методы позже.

Еще не попытавшись найти никакого другого решения, я поместил змею, чтобы уменьшить R-пентамино до B-гептамино и блока. Когда пыль улеглась, и вызванное удивлением недоверие исчезло, я увидел блок точно в том же самом положении, в котором он был вначале, а чистое B-гептамино (Гершел) было смещено вперед на 39 поколений. Интересно, что змея, возможно, не была помещена в первоначальный контекст!

Смещение B-гептамино на 13 мест (и переворот) за 39 поколений
Удаление переходного блока
Другие более свободно расположенные, но необходимые, ячейки, удалены для ясности
Результирующее B сдвинуто только по x
5 июля 1996 года Дейв Бакинэм

С этим новым механизмом, нет больше нужды делать уборку обширных развалин или удалять блок переходного B-гептамино. Изменение B-гептамино независимым от периода способом, производящее новое B-гептамино вместо Гершела, наконец, уменьшает задачу до цивилизованных пределов. Во первых, новый результат был применим непосредственно. Таким же образом могла быть изменена фаза B-гептамино, используемого в P73 скользяще симметричном повороте, производя P112 поворот на 90 градусов (R-> Гершел трубопровод переворачивающий B-гептамино). Использование этого механизма дает трубопровод периода 112 низкого периода!

Поворот B-гептамино на 90 градусов за 112 поколений
Удаление переходного блока
5 июля 1996 года, Дейв Бакинэм

Глайдерное ружье периода 112 (производит 4 глайдера каждые 112 поколений)
5 июля 1996 года, Дейв Бакинэм

С механизмом периода 64 могут быть построены большие ружья, но минимальная компрессия составляет 153 поколения. (Я использую термины "компрессия" для определения интервала между B-гептамино в поколениях, и "задержка" для определения периода времени между начинающим перегон B-гептамино и заканчивающим его.)

Без дополнительной модификации, на любом участке маршрута, включающем B-гептамино, которое развивается достаточно долго, чтобы позволить его первому глайдеру убежать, компрессия не может быть меньше чем 69 поколений. Если для удаления этого глайдера используется пожиратель, то компрессия понижается до 63, а если используется пожиратель 2, максимум компрессии — 61 поколение. Этот факт очень привлекателен следующим моментом: с одним или более дополнительными механизмами могли быть построены осцилляторы периодов 61+n!

Чтобы немного сократить слишком длинную историю, я просмотрел снова все треки, ранее собранные с источниками искр, и произвел общим количеством 8 полезных участков маршрута B-гептамино, приведенных в итоге ниже.

Задержка Тип Макс компрессия Глайдер @
--------------------------------------------------------------------------
64 90 градусов 153(также 73,74,77)** *****
77 смещение/переворот 61 69
112 90 градусов 61 69
117 смещение 63 69***
119 смещение/переворот 231 231******
156 90 градусов 62 62, 69****
*158 смещение/переворот 176(также 101,102,109,111,159)** нет
190 90 градусов 107 *****

* Выход участка периода 158 непосредственно в Гершел
** Для 64 и 158, переходные развалины могут удалить глайдер предыдущего участка, что даст большую компрессию, чем было бы возможно обычно
*** Может быть сожжен осцилляторами, производящими одиночную искру в интервале 61-68
**** Глайдер, сжимаемый до 62 поколений, является естественным для этого трека, до 69 — естественный глайдер B-гептамино
***** Для 64 и 190, глайдер нацелен внутрь осциллятора, так что, сможет ли глайдер убежать, зависит от геометрии
****** Производит 3 глайдера

Любопытно, что участки периодов 64, 77, 119 и 158 не используют трубопровод B-гептамино, который первоначально казался жизненным для независимости от периода. Механизмы периодов 77 и особенно 119 работают способом, который я представлял себе, как наиболее многообещающий 20 с лишним лет назад. Некоторый объект взаимодействует с блоком, производя B-гептамино, и это новое B-гептамино заменяет этот блок на свой собственный.

В дополнение к участкам периодов 112 и 64, представленным выше, вот — остальные известные к настоящему времени:

Поворот B-гептамино на 90 градусов за 156 поколений
Удаление переходного блока
7 августа 1996 Дейв Бакинэм

Перемещение B-гептамино за 117 поколений
Удаление переходного блока
5 июля 1996 Дейв Бакинэм

Смещение/переворот B-гептамино за 77 поколений
Удаление переходного блока
3 августа 1996 Дейв Бакинэм

Смещение/переворот B-гептамино за 158 поколений, заканчивающееся Гершелом
Удаление переходного блока
7 июля 1996 Дейв Бакинэм

Поворот B-гептамино на 90 градусов за 190 поколений
Удаление переходного блока
7 июля 1996 Дейв Бакинэм

Смещение/переворот B-гептамино за 119 поколений
Удаление переходного блока
15 сентября 1996 Дейв Бакинэм

Участок периода 77 может быть возбужден однобитовой искрой, чтобы произвести глайдер. Это полезно для периодов 61 — 69, для которых естественный глайдер B-гептамино должен быть удален. Развалины участка могут также использоваться для отражения глайдеров, и в одном случае для размножения. Механизм, использующий источники искр, даже более важен, так как период 61 все еще является безглайдерным, и только периоды 77 и 112 могут быть сжаты до такой компрессии.

Возбуждение трека периода 77 искрой Юникса (например), чтобы произвести глайдер
3 августа 1996 года Дейв Бакинэм

(A) двигатель для P500+200n ружья, которое я построил в 1992 году
(B) Трубопровод, превращающий B-гептамино в Гершел
(C) поколение 57 поворота периода 64
(D) поколение 57 поворота периода 77

Обратите внимание на подобие между (A) и (B), (C) и (D). Ловко!

Создание R-пентамино, выходящего из реакции, — хороший признак, так как оно может быть превращено в чистое B-гептамино, обеспечивая хорошее удаление от места реакции. Ниже показан набор методов превращения R-пентамино в чистое B-гептамино, объединенных с трубопроводом B-гептамино. Скорее всего, расширить этот список относительно просто.

Последние два выглядят довольно впечатляюще (если без ложной скромности).

Превращение R-пентамино в чистое B-гептамино
Я нашел это в 1972, но я уверен, что я не был первым!

Превращение R-пентамино в чистое B-гептамино
1980/1 (?) Дейв Бакинэм

Превращение R-пентамино в чистое B-гептамино
Начало 1980-ых, Дейв Бакинэм

Обратите внимание, что в следующем примере блок возвращается.

Превращение R-пентамино в чистое B-гептамино
18 сентября 1996 года, Дейв Бакинэм

Превращение R-пентамино в чистое B-гептамино
23 сентября 1996 года, Дейв Бакинэм

Участки маршрута, открытые к настоящему времени, не только могут использоваться для создания глайдеров всех периодов >=62, исключая только безглайдерный осциллятор периода 61, но, по крайней мере, это действительно реально и представлено здесь тем, чему я верю — минимальными конструкциями всех ружей периодов 62-69. Для периода 69 и выше, благодаря естественному глайдеру, произведенному B-гептамино, можно благополучно избежать создания большинства глайдерообразующих участков; период 69 иллюстрирует это явление.

Период 68 представлен дважды: первый пример не использует осцилляторов, а второй использует источник искр, создавая меньшую конфигурацию.

До сих пор еще не было найдено ни одного скользяще симметричного поворота на 90 градусов, осциллятор периода 61 иллюстрирует, как могут быть построены большие "кораллы", используя участки смещения и переворота (то есть периода 77).

Осциллятор периода 61, основанный на B-гептамино
6 августа 1996 Дейв Бакинэм

Глайдерное ружье периода 62, основанное на B-гептамино
8 августа 1996 Дейв Бакинэм

Глайдерное ружье периода 63, основанное на B-гептамино
9 августа 1996 Дейв Бакинэм

Глайдерное ружье периода 64, основанное на B-гептамино
6 августа 1996 Дейв Бакинэм

Глайдерное ружье периода 65, основанное на B-гептамино
10 августа 1996 Дейв Бакинэм

Глайдерное ружье периода 66, основанное на B-гептамино
3 августа 1996 Дейв Бакинэм

Глайдерное ружье периода 67, основанное на B-гептамино
7 августа 1996 Дейв Бакинэм

Глайдерное ружье периода 68, основанное на B-гептамино
10 августа 1996 Дейв Бакинэм

Глайдерное ружье периода 68, основанное на B-гептамино , используя источник искр периода 4
10 августа 1996 Дейв Бакинэм

Глайдерное ружье периода 69, основанное на B-гептамино
8 августа 1996 Дейв Бакинэм

Оставляет ли нас то, что сделано? Хорошо не бывает нигде. Вселенная все еще в значительной степени та же самая, что и вчера, но...

С комплектом инструментов глайдерного ружья появляется возможность создать (разумно рентабельно) глайдерное ружье почти любого необходимого периода.

С новыми инструментами производство дополнительных участков маршрута должно быть довольно академическим осуществлением (включая глайдерообразующий участок, который можно сжать до 61 поколения). Если это станет возможным для независимого от периода развития B-гептамино прежде, чем его глайдер произведен, или для движения через ряд стадий, заканчивающихся B-гептамино, то новые инструменты должны добавить к списку ряд петель с периодами меньше, чем 61.

Этот набор конструкций устанавливает верхнюю границу для периодов, еще нереализованных для правил Жизни. Так что, единственные периоды оставшиеся нерешенным, в настоящее время (12 октября 1996 года) — 17, 19, 22, 23, 27, 31, 33, 34, 37, 38, 39, 41, 43, 49, 51, 53, 57, и 59 (если этот список неправилен, пожалуйста сообщите мне).

Так как есть многочисленные способы превратить B-гептамино (Гершел) в один или более глайдеров (а большинство участков и сами производят глайдеры), возможно использовать открытый туннель как трубопровод, чтобы быстро переместить глайдеры в определенное место. Пока что это — не вполне светоскоростная связь, использование соответствующего набора участков маршрута фактически приближается к C/3 трубопроводу. Я уже частично начал работать над этими перегонами, когда Рич Шроеппэль заезжал ко мне в 1995 году, но он приехал не достаточно надолго, чтобы я мог подробно обсудить с ним эту идею, хотя я думал, что идея трубопровода была бы интересным дополнением к нашему обсуждению универсального конструктора.

Лично я (извините меня за небольшое эго) в 1973 году сначала представил себе идею прогнать наиболее частые объекты Жизни через треки, и это действительно хорошо выглядит, когда это осуществлено! Кроме того, хоть это и менее значительно, после многих-многих ложных начинаний конструкция с B-гептамино наконец произвела глайдерное ружье периода 64, о котором так давно думали как о весьма тривиальном (хотя это выглядит и действует совсем не похоже на то, что думал об этом любой из нас)!

Теперь, когда Вы имеете участок со светофором, который может произвести B-гептамино, подходящее для использования с этими инструментами, есть возможность расширить ваши горизонты до метаморфозы, которая со временем станет только богаче, так как весьма тривиально превратить B-гептамино в светофор множеством различных способов (и я уверен, что Вы найдете еще многие).

Трубопровод R->B должен фактически реализовать многочисленные интересные возможности в этой области, приводя к петлям меньшим, чем 61 поколение. Начните строить ваши двигатели.

Взгляните на это, действительно ли это ново?

Основанное на B-гептамино глайдерное ружье периода 345 на базе периода 5
20 июля 1996 Дейв Бакинэм
Базируется на участке маршрута, созданном 30 сентября 1995 года

Мои Опыты с B-гептамино в Осцилляторах