BioWall

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Life
La seconde expérience, tirée du fameux "jeu de la vie" inventé par John Conway, implique une colonie de molécules. L'existence de chacune des molécules dépend du nombre de voisines vivantes qui l'entourent. Le visiteur peut donner vie aux molécules et observer l'évolution de la colonie.

Life : Quand la complexité surgit du néant, ou les surprises de l'émergence

La vie est complexité. Le tissage d'une toile par l'araignée, ou la construction d'une fourmilière par ses habitantes, suggèrent que ces insectes sont dotés d'intelligence. Il n'en est rien. Selon la démonstration des biologistes, c'est en suivant aveuglément des règles élémentaires, progressivement affinées par la sélection naturelle, que tout animal inférieur manifeste des comportements atteignant parfois l'extrême complexité.
Dans son univers et dans son langage, l'informaticien qualifie d'"émergence" l'apparition sur son écran de motifs complexes générés par des règles simples. Dans l'expérience Life, chaque molécule de la paroi BioWall est morte (éteinte) ou vive (allumée). De seconde en seconde, chaque molécule gagnera un nouvel état (de mort ou de vie), ne dépendant que du nombre de molécules vivantes existant dans son voisinage immédiat. Une colonie de molécules vivantes forme alors un motif qui se déforme au cours du temps, s'étend et colonise aggressivement l'espace ou, au contraire, s'éteint graduellement. Le visiteur peut stimuler la persistance de cette population artificielle en exerçant une pression sur une molécule morte, ce qui lui prête vie, de manière à modifier localement le comportement collectif de l'ensemble.

Mode d'emploi
La paroi BioWall présente une surface de 2000 molécules, chacune se trouvant soit dans l'état mort (éteint), soit dans l'état vif (allumé). Les règles de survie d'une molécule ne dépendent que de l'état de ses huit voisines immédiates (figure 1) et peuvent être précisées ainsi:

si le nombre de voisines vivantes est trop faible (zéro ou un), la molécule meurt d'isolement et son état futur est mort;
si le nombre de voisines vivantes est égal à deux exactement, la molécule survit et conserve son état du moment, mort ou vif;
si le nombre de voisines vivantes est égal à trois exactement, une nouvelle molécule naît: son état est vif;
si le nombre de voisines vivantes est trop élevé (quatre ou plus), la molécule meurt de surpopulation: son état devient mort.

Figure 1: Les règles du "Jeu de la Vie" (rouge = vif, noir = mort).

Des colonies de molécules
Vous remarquerez que certains motifs sont stables, comme le carré de la figure (figure 2). D'autres présentent un cycle, comme le clignotement (blinker). D'autres encore se déplacent dans le plan sans modifier leur apparence: c'est le cas du planeur (glider).

Figure 2: Divers motifs du "Jeu de la Vie".

Derrière le décor
L'émergence de motifs complexes à partir de règles simples est l'une des propriétés de structures informatiques très populaires, les "automates cellulaires". Le mathématicien John Conway a proposé le "Jeu de la Vie" (Game of Life) selon les règles décrites ci-dessus.

Pour en savoir plus

E.R. Berlekamp, J.H. Conway, R.K. Guy: Winning Ways for your Mathematical Plays. Vol.2: Games in Particular. Academic Press, London, 1985.

Ressources