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「Life Game in TOPOS-𝚵」のソースコードを読もう!その一

とにかく、ソースコードを読むこと、書くより読むことが大事。
私と一緒に、ソースコードを読み解いていきましょう!
楽しいよ。
ソースコードは下記の記事にあります。

最初の疑問:
なぜ、以下の記述が必要なのでしょうか?

// 状態の不変条件
invariants {
    neighbors >= 0 and neighbors <= 8
}

これは、セルの不変条件を記述しています。「二次元のグリッドにおける、単位セルの隣接セル数の範囲」を明示しているのです。そう、一見「当たり前」に思えることを、あえて記述しているのです。

記述する理由は複数ありますが、まず最も理解しやすい理由から説明しましょう:

バグ検出の確実性

実行時、生存セル数の計算過程で「9」や「-2」といった値が出現したとします。この不変条件があることで、即座にこれがエラーであると判断できます。ソースコードのバグか、あるいはメモリの物理的な破損など、何らかの異常が発生したことをプログラム自身が検知できるのです。

「あり得ない」と考えてこの条件を省略すると、エラーが発生しても気づかないまま実行が継続されてしまいます。その結果:

  • 計算結果の誤り

  • メモリ領域の破壊

  • システムクラッシュ(MacのSad Mac表示やWindowsのブルースクリーンなど)
    といった深刻な問題につながる可能性があります。

不変条件を記述する意味

より本質的な理由は以下の3つです:

  1. 位相的整合性の保証

  2. システムの健全性保証

  3. コンパイル時検証

これは単なる値の範囲チェックではなく、Life Gameの位相構造を保証する重要な制約なのです。

「当たり前」の発見方法

では、こういった「当たり前」や「必然」をどのように発見すればよいのでしょうか?

  1. 実践的アプローチ

    • エラーから学ぶ

    • エラーを恐れずにコードを書き、実行する

    • システムクラッシュも学びのチャンス:「よし、また一つ賢くなるぞ!」

  2. TOPOS-𝚵による発見支援

space ConstraintDiscovery {
    properties {
        // これも必然的な制約かもしれない...
        dimension: restricted
        locality: preserved
    }
}

言語自体が「制約を考えさせる」構造を持っているのです。

継続的な改善の重要性

「当たり前」を省略せずに記述することで、まだ気づいていない「当たり前」に気づくきっかけが生まれます。これは継続的な改善プロセスの一部と考えられます。

そして、この継続的な改善において、オンラインコミュニティの存在は非常に重要です。
「難しいからこそ、一緒に考え、学び合える仲間がいることが大切」なのです。