Хотите поиграть в бога? Игра "Жизнь" (Game of Life) - клеточный автомат, придуманный английским математиком Джоном Хортоном Конвеем в 1970 г. Это игра без игроков, в которой человек создаёт начальное состояние, а потом лишь наблюдает за её развитием.

Конвей ещё в детстве заинтересовался проблемой самовоспроизводящихся автоматов, предложенной в 1940-х гг. Джоном фон Нейманом. Фон Нейману удалось создать математическую модель такой машины с довольно сложными правилами - в его автомате ячейка может иметь одно из 29 состояний, которые эти правила описывают. Предсказать поведение такой системы невероятно сложно. Конвей поставил целью придумать как можно более простой клеточный автомат с нетривиальным поведением, надеясь, что в таком случае он будет обладать полнотой по Тьюрингу.

Итогом перебора бесчисленных вариаций правил стал набор из двух правил для клеток с двумя состояниями, получивших известность как игра "Жизнь". В 1970 г. в письме к Мартину Гарднеру Конвей изложил правила и основные сведения о получившейся системе. Гарднер изложил это в своей колонке о математических играх в журнале Scientific American. Игра быстро получила тысячи поклонников по всей Америке и за её пределами, а Конвей приобрёл известность среди широкой публики, хотя и остался недоволен тем, насколько игра "Жизнь" стала более известна, чем другие его работы.

Представьте себе двухмерную вселенную, состоящую из клеток (как в школьной тетради). Некоторые клетки закрашены - тогда считается, что в них есть жизнь. У каждой клетки есть 8 клеток-соседей.

1. Если у живой клетки меньше 2 соседей, она умирает от одиночества.
2. Если у живой клетки 2 или 3 соседа, она продолжает жить.
3. Если у клетки более 3 соседей, она умирает от перенаселения.
4. Если у неживой клетки ровно 3 соседа, происходит размножение и клетка становится живой.

Может ли в такой простой системе возникнуть что-то похожее на столь сложный процесс, как жизнь? Оказывается, может. Из простых правил рождаются очень сложные, непредсказуемые структуры. Почти невозможно заранее предсказать, вымрет ли система или стабилизируется и за сколько шагов это произойдёт. Эта простая модель очень помогла развитию математики, а также программирования, биологии, химии, демографии и социологии.

Игра поражает своей непредсказуемостью. Клетки постоянно рождаются и умирают, количество живых клеток то возрастает, то убывает. Иногда через какое-то количество шагов поле остаётся пустым, иногда на нём остаются стабильные структуры, а порой нечто "живое" остаётся в игре очень долго или навсегда.

Тем не менее, Game of Life — абстрактная и упрощённая модель, имеющая свои ограничения. Она не моделирует реальность или разумную жизнь, но, несмотря на всю условность правил, является прекрасным инструментом для исследования эмерджентности, саморепликации и динамики популяций.

• Одиночество. Клетка умирает, если у неё меньше двух соседей, что можно представить как одиночество или недостаток разнообразия партнёров для репликации, или что во многих системах общение и социализация критичны для выживания.

• Перенаселённость. Клетка также умирает, если у неё есть более трех соседей, что можно интерпретировать как перенаселённость или борьбу за ресурсы, с которыми сталкиваются многие виды в живой природе.

Базовые правила довольно просты, и, добавляя новые правила, можно создавать более сложные и реалистичные, но менее предсказуемые модели. Можно сделать клеткам возраст, чтобы они умирали, если долго не изменяются, или сделать клетки шестиугольными, а не квадратными. А можно сделать игровое поле трёхмерным.

Всё проверяется опытом и расчётом. Сыграйте.

Сыграть:
🎲 The Game of Life (портал, посвящённый игре).
🎲 Conway’s Game of Life (онлайн).
🎲 Game of Life с усложнёнными правилами.

Видео игры:
🎦 Epic conway's game of life.
🎦 Life in life.

Ресурсы по теме:
📖 Эволюционирующие клеточные автоматы.
📖 Клеточный автомат "Камень, ножницы, бумага"⁠⁠.
📖 Клеточные автоматы в браузере.

#моё@cliomechanics
#ПравилаИгры@cliomechanics
#cm_модели
#cm_эволюция

⚙️ Механика истории — подписаться

Когда приручили дромадера?

Наиболее древние кости диких одногорбых верблюдов (он же дромадер, дромедар, арабиан) на месте стоянок и поселений людей найдены в Йемене и датируются 7200-7100 гг. до н.э. Более поздние находки подобных останков имеются на северо-западе и юго-востоке Аравии. Но по ним невозможно определить, были ли эти животные дикими или уже одомашненными.

К началу III тыс. до н.э. относятся около 200 верблюжьих костей, найденных при раскопках в районе Умм-эль-Нар, свидетельствующих о зарождающейся стадии одомашнивания. Современные исследования указывают на то, что одомашнивание одногорбого верблюда состоялось на границе III-II тыс. до н.э. именно на юго-востоке Аравии.

После мегазасух 5900 и 4200 лет назад громадные пустынные пространства в Африке, на Ближнем Востоке и в Центральной Азии разделили мир на макрорегионы, и это деление во многом сохраняется до сих пор. Для племён, живших на аридных границах первых цивилизаций, животное, способное обходиться без еды и воды от недели и больше, и при этом нести груз до 50% массы собственного тела без вреда для здоровья, оказалось незаменимым не только как источник шерсти, молока и мяса, но, в первую очередь, как средство транспорта там, где другие животные не справлялись.

Лошадь несёт не более 20% от массы собственного тела (тянуть может и больше, но по дороге, а повозку и нормальную упряжь ещё надо изобрести) и может быстро двигаться только очень короткое время. Осёл более автономен, неприхотлив и требует вдвое меньше корма, чем лошадь того же веса, при схожей грузоподъёмности и лучшей проходимости на горных тропах, но он медлителен, и его хотя бы раз в три дня необходимо поить.

Верблюд не вязнет в песке, его мозоли не сбиваюся о камни, как копыта лошади. Он способен проходить более 100 км в день и может поднимать на пару градусов температуру тела для предотвращения теплового удара. Между водопоями верблюд теряет до 40% массы тела, но за один водопой способен восполнить потери, выпивая до 100 литров воды за 10 минут. Может бежать, не останавливаясь, быстрее и дальше лошади. При этом количество потреблямой им еды меньше, чем у лошади и сравнимо с ослом, а разница в качестве еды легендарна - осёл и лошадь не выживут на еде, пригодной для верблюда.

Правда, жить верблюд может только в засушливом климате, он менее манёвренный и более эмоциональный, чем копытные, его поведение менее предсказуемо. Однако в условиях Аравии и Северной Африки альтернатив ему как вьючному животному до сих пор нет.

В Египте одомашненные верблюды появляются примерно в это же время, распространяются на запад вдоль средиземноморского побережья и на юг вдоль Нила в Нубию. Оттуда после 1500 г. до н.э. в регионы Сахары и Судана, о чём свидетельствуют петроглифы.

Уже ко временам поздней бронзы одомашненные дромадеры были распространены по всей Аравии, но при этом немногочисленны в Египте и на Ближнем Востоке. В это же время появляются маршруты доставки благовоний через пустынную Аравию, что косвенно указывает на время окончательного одомашнивания дромадера. Анализы ДНК останков и современных животных также указывают на конец II тыс. до н.э.

1️⃣ Подобные изображения верблюдов в северо-западной Аравии, высеченные из целых скал, долгое время относили к рубежу эр (эпоха Набатейского царства), но новейшие исследования показывают, что им 7-8 тысяч лет.

Наскальные изображения верблюдов:
2️⃣ Близ Стоянки верблюдов, провинция Аль-Джауф, Саудовская Аравия. VI тыс. до н. э.
3️⃣ Эль Уэнат, Восточная Сахара.
4️⃣ Уан Бендер, Тассилин-Аджер.
5️⃣ Тадрарт-Акакус, Ливия.

Источники:
📖 Ancient and modern DNA reveal dynamics of domestication and cross-continental dispersal of the dromedary.
📖 When was the dromedary domesticated in the ancient Near East?
📖 The Appearance of the Domestic Camel in South-east Arabia.
📖 Life-sized Neolithic camel sculptures in Arabia: A scientific assessment of the craftsmanship and age of the Camel Site reliefs.
📖 The History of Camels in North Africa.

#моё@cliomechanics
#ЖиваяИнженерия@cliomechanics
#cm_животные
#cm_культура
#cm_эволюция

⚙️ Механика истории — подписаться

В римской истории было три больших эпидемии.

• Антонинова чума 165-180 гг., известная также как чума Галена погубила около 10-20% из примерно 55-65 миллионов человек населения империи. Среди симптомов этого заболевания античные историки описывали лихорадку, диарею и пустулы на коже. Современные ученые считают, что в действительности это могла быть оспа или мутантный штамм кори. Согласно записям Диона Кассия, на пике эпидемии в Риме умирали две тысячи человек в день - примерно 25% от заболевших. В некоторых провинциях умерло до трети населения. Это не совсем типично для оспы.

• Киприанова чума 249-270 гг. сократила население империи ещё на 15-25%. Согласно историческим записям, эта болезнь вызывала рвоту, диарею и иногда гниение конечностей. Она была более затяжной и разрушительной, нежели Антонинова чума, и длилась 20 лет, охватила Италию, Грецию, затронула Александрию и Карфаген. У учёных нет единой версии о причинах этой болезни. Они предполагают, что это могла быть корь, оспа или какая-то геморрагическая лихорадка, однако также по симптомам эта эпидемия была похожа на лихорадку Эбола.

• Юстинианова чума, начавшаяся в 541 г. - первая в письменной истории эпидемия бубонной чумы - уничтожила в разных регионах от 1/3 до 2/3 населения.

Обычно смертность при эпидемиях коррелируется с плохим питанием. Например, Чёрной Смерти, прошедшейся по Европе и Ближнему Востоку в 1346-1353 гг., предшествовали неурожаи 1-й пол. XIV в. и вызванный ими Великий голод 1315-1317 гг.

В случае с Антониновой чумой мы наблюдаем совершенно иную картину. Хозяйственные записи в первые два века Империи демонстрируют рост зарплат работников, обгоняющий рост цен на пшеницу и аренду земли. Возможно, благодаря этому число жертв первой волны эпидемии, принесённой вернувшимися из парфянского похода легионами, было сравнительно небольшим, но каждая следующая волна эпидемии была страшнее и дольше предыдущей.

Киприанова чума длилась два десятилетия, а Юстинианова периодически возвращалась на протяжении двух веков, унося десятки миллионов жизней. Для общества, где земледельцы составляли 90-95% населения, а расходы на содержание армии и при Антонинах составляли примерно 80% от бюджета Империи, цифры очень критичные.

Немаловажно, что в большей степени убыль касалась той части населения, которая производила, а не потребляла ресурсы. Это ещё более ухудшало положение бедных слоёв, снижая их реальные доходы и способствуя увеличению размаха эпидемий. В отличие от, например, средневековой Англии, сокращение числа работников не приводило к повышению их доходов, хотя стоимость зерна и земли снижалась.

Рост доходов мог ограничиваться и законодательно. Новелла 122 Юстиниана от 544 г. предваряется следующими словами:

Нам стало известно, что даже после наказания, назначенного Господом Богом из любви к человечеству, люди участвовали в сомнительных сделках и махинациях: и те, кто промышляет ремеслами, и те, кто возделывал землю, и даже моряки - обратились к жадности и искали двойной или тройной оплаты против древних обычаев.

Кроме того, шло закрепощение крестьян и ремесленников, что позволяло собирать больше налогов, но мешало восстановлению экономики и повышению благосостояния людей. Уменьшение мобильности населения прослеживается в том числе по переходу от выплаты дневных жалований во времена расцвета империи к месячным с конца II в. и годовым с конца IV в.

Эпидемии прореживали население, а выжившим приходилось поневоле выплачивать налоги и за себя, и за погибших, так как расходы государства только росли. Это каждый раз создавало стабильные условия для прихода новой, более сильной эпидемии.

1️⃣ Примерная оценка численности населения римского Египта.
2️⃣ Динамика реальных зарплат. Неквалифицированный труд, зарплаты в гектолитрах зерна в год.
3️⃣4️⃣ Динамика ренты и динамика цен на землю, в гектолитрах зерна в год на 1 га земли.

Источники:
📖 Kyle Harper. People, Plagues, and Prices in the Roman World: The Evidence from Egypt.

#моё@cliomechanics
#АнтичныеЗарисовки@cliomechanics
#cm_демография
#cm_эпидемии

⚙️ Механика истории — подписаться