Ва-Тор — это модель динамики популяций , разработанная А. К. Дьюдни [1] и представленная в декабрьском номере журнала Scientific American за 1984 год в пятистраничной статье под названием «Компьютерные развлечения: акулы и рыбы ведут экологическую войну на тороидальной планете Ва-Тор». ".
(Т) планета Ва-Тор... имеет форму тора или пончика и полностью покрыта водой. Двумя доминирующими обитателями Ва-Тора являются акулы и рыбы... [1]
Wa-Tor обычно реализуется как двумерная сетка с тремя цветами: один для рыбы, один для акул и один для пустой воды. Если существо проходит за край сетки, оно снова появляется на противоположной стороне. Акулы хищны и едят рыбу. И акулы, и рыбы живут, перемещаются, размножаются и умирают в Ва-Торе согласно простым правилам, определенным ниже. Из этих простых правил можно увидеть, что возникает сложное эмерджентное поведение.
Баланс этой экосистемы очень хрупкий: популяции двух видов могут следовать совершенно разным циклам в зависимости от заданных параметров (таких как циклы размножения и период времени, в течение которого акула должна питаться, чтобы избежать голодной смерти), а также от стартового положения каждого вида. существование. Это может быть от того, что оба вида находятся под угрозой исчезновения, до изобилия одного или обоих видов.
Когда жертв много, хищники могут быстро размножаться. Но это увеличение, в свою очередь, увеличивает количество добычи, на которую охотятся, и популяция добычи уменьшается. Когда добыча становится все реже, хищники начинают голодать и умирать от голода, уменьшая их популяцию и ослабляя охотничье давление на добычу. Жертва (а со временем и хищник) может затем вернуться к быстрому размножению, поскольку цикл повторяется.
«Время протекает дискретными скачками, которые я буду называть хрононами. В течение каждого хронона рыба или акула могут перемещаться на север, восток, юг или запад к соседней точке, при условии, что эта точка еще не занята представителем ее собственного вида. Генератор случайных чисел делает фактический выбор. Для рыбы выбор прост: выберите наугад одну незанятую соседнюю точку и двигайтесь туда. Если все четыре соседние точки заняты, рыба не движется, поскольку охота на рыбу имеет приоритет над простой. правила движения для акулы сложнее: из соседних точек, занятых рыбой, выберите наугад одну, переместите туда и сожрайте рыбу. Если поблизости нет рыбы, акула движется так же, как и рыба, избегая ее. товарищи акулы». [1]
В долгосрочной перспективе в Ва-Торе возможны три сценария:
Первый сценарий может быть очень трудно реализовать, когда достигается своего рода равновесие, при котором две популяции периодически колеблются. В большинстве случаев количество рыбы сокращается до почти исчезающего состояния, затем популяция акул стремительно падает из-за нехватки пищи. Это позволяет популяции рыб снова расти до тех пор, пока популяция акул не сможет удовлетворить этот рост.
Вымирание обоих животных происходит, когда численность акул достигает такой степени, что они съедают всю рыбу. Поскольку рыба была единственным источником пищи для акул, они неизбежно умрут от голода.
И наоборот, если исходное количество рыбы невелико или у акул очень короткий период голодания, происходит второй сценарий. В этом случае акулы вымрут, оставив поле открытым для рыбы.