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/ NetNews Usenet Archive 1992 #19 / NN_1992_19.iso / spool / comp / theory / cellaut / 350 < prev    next >
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Text File  |  1992-08-27  |  30.9 KB  |  787 lines

  1. Newsgroups: comp.theory.cell-automata
  2. Path: sparky!uunet!munnari.oz.au!manuel!sserve!pdact!dbell
  3. From: dbell@pdact.pd.necisa.oz.au (David I. Bell)
  4. Subject: Spaceships in Conway's Life (Part 2a)
  5. Organization: NEC Information Systems Australia, Canberra
  6. Date: Fri, 28 Aug 1992 01:38:19 GMT
  7. Message-ID: <1992Aug28.013819.27026@pdact.pd.necisa.oz.au>
  8. Keywords: life
  9. Sender: news@pdact.pd.necisa.oz.au (News Holder)
  10. Lines: 775
  11.  
  12.         Spaceships in Conway's Life (Part 2)
  13.             by David I. Bell
  14.             dbell@pdact.pd.necisa.oz.au
  15.             28 Aug 1992
  16.  
  17.  
  18. This is the second in a series of articles concerning Conway's Game of Life.
  19. In this article, I will describe the early history of the discovery of the
  20. new classes of spaceships, and then survey the results for all the known
  21. period 2 spaceships.  All period 2 spaceships must be orthogonal, and must
  22. travel at the speed of c/2.  This follows from the speed restrictions
  23. mentioned in my previous article.
  24.  
  25. In July of 1989 Dean Hickerson started writing a Life search program for his
  26. Apple IIe.  It was written in 6502 assembly language and Applesoft BASIC.
  27. Dean's Life search program looks for patterns that repeat themselves after a
  28. small number of generations, with or without translations.  (Translations
  29. are used when you want to find spaceships instead of oscillators.)
  30.  
  31. During a search, the program recursively attempts to set cells ON or OFF,
  32. and for each cell that is set uses transition and implication rules in order
  33. to detect contradictions in the current state of cells.  This allows the
  34. program to quickly stop and backtrack over impossible situations, and thus
  35. reduce enormously the size of the search.  This program was described in
  36. the xlife 3.0 distribution.
  37.  
  38. Search programs typically attempt to set the cells in a column-by-column
  39. order.  Since a cell's fate in N generations is usually dependent on the
  40. state of all cells within a distance of N, contradictions cannot usually
  41. be detected until the state of the next N columns has been specified.
  42. This means that looking for oscillators or spaceships is much harder for
  43. larger periods.  The current useful limit on search programs of this type
  44. is for period 5.  Some searches in small areas have been done for periods
  45. 6 and 7.
  46.  
  47. Another effect of the order of setting cells column-by-column is that objects
  48. which have many rows are harder to find than those with fewer rows.  (The
  49. number of columns can be very large and has little effect on the search.)
  50. The current search programs can usefully look for objects which have about
  51. 10 rows (20 rows if symmetry is used), but this limit can be raised somewhat
  52. for low-period searches, such as up to 14 rows for period 2.
  53.  
  54. Since the useful number of rows being searched is limited, many of the
  55. spaceships which are found are of one of two types.  They are either wide
  56. and short or are thin and long.  These terms refer to the dimensions of the
  57. spaceship with respect to the direction that it travels.  Therefore a thin
  58. and long spaceship looks like an "arrow", whereas a wide and short spaceship
  59. looks like a "wave".  However, for many smaller space ships where both
  60. dimensions fit within the row limit and are of comparable size, they can
  61. look like "blobs".
  62.  
  63. Using his program, and looking for short, wide spaceships, Dean Hickerson
  64. found the first period 2 spaceships on July 28, 1989.  These were the first
  65. examples of a new class of spaceship.  He does not remember which specific
  66. spaceship was found first, but the following ship was among the first ones
  67. found, and is the smallest known period 2 spaceship.
  68.  
  69. [Smallest known period 2 spaceship (speed c/2)]
  70.  .....O.O
  71.  ....O..O
  72.  ...OO...
  73.  ..O.....
  74.  .OOOO...
  75.  O....O..
  76.  O..O....
  77.  O..O....
  78.  .O......
  79.  ..OOOO.O
  80.  ...O...O
  81.  ....O...
  82.  ....O.O.
  83.  ........
  84.  ...OOO..
  85.  ...OO...
  86.  ...OOO..
  87.  ........
  88.  ....O.O.
  89.  ....O...
  90.  ...O...O
  91.  ..OOOO.O
  92.  .O......
  93.  O..O....
  94.  O..O....
  95.  O....O..
  96.  .OOOO...
  97.  ..O.....
  98.  ...OO...
  99.  ....O..O
  100.  .....O.O
  101.  
  102.  
  103. Within a few hours of finding the first period 2 ship, Dean had discovered
  104. a grammar for constructing an infinite number of different short, wide,
  105. period 2 spaceships.  A grammar is an "alphabet" of "components", along
  106. with rules for the possible sequences of connections between components.
  107. Components are simply the identifiable pieces of a ship which reappear over
  108. and over in different ships in different combinations.  There are three
  109. components in the above spaceship, as will be seen below.
  110.  
  111. The complete grammar describes the components, the allowed sequences of the
  112. components, and the manner in which the components are joined together.
  113. The following are the components of Dean's first grammar.
  114.  
  115.     [A]          [A']        [B]      [B']       [C]       [C']
  116.  .....O.O      .......O       X         X        X           X
  117.  ....O..O      ....OOOO      ...      .O..      .....      .O...
  118.  ...OO...      ....OO..      OOO      .O.O      OOO..      .O.O.
  119.  ..O.....      ..O.....      OO.      O...      OO...      O....
  120.  .OOOO...      ..OOOO..      OOO      .O.O      OO...      O...O
  121.  O....O..      .O......      ...      .O..      OOOOO      .O..O
  122.  O..O....      OOO..O..       X         X       ..O..      .O.O.
  123.  O..O....      .OOO....                          X          X
  124.  .O......      ..O.....
  125.  ..OOOO.O      ...OOO.O
  126.  ...O...O      ...O..OO
  127.  ....O...      ....OOO.
  128.  ....O.O.      ......O.
  129.      X              X
  130.  
  131.  
  132.  [D]      [D']        [E]       [E']        [F]      [F']
  133.   X         X          X           X         X        X
  134.  ...      .O..      ...O.O      ....O      ...O      .O.O
  135.  OOO      .O.O      ..O..O      ..OOO      .OOO      O..O
  136.  OO.      O...      ..O...      .OOO.      OOO.      O...
  137.  OO.      O...      .O..O.      O..O.      .OOO      O..O
  138.  OOO      .O.O      OOO...      O....      ...O      .O.O
  139.  ...      .O..      .OOO..      O..O.        X        X
  140.   X         X       ...O..      .O.O.
  141.                       X          X
  142.  
  143.  
  144.    [G]        [G']
  145.   X            X
  146.  .O.O..      ...O...
  147.  O..O..      .OOO...
  148.  O.....      OOO....
  149.  O.....      .OO....
  150.  .O..OO      ..OO..O
  151.  ..OOOO      ...OO.O
  152.  ......      .......
  153.  ..OOOO      ...OO.O
  154.  .O..OO      ..OO..O
  155.  O.....      .OO....
  156.  O.....      OOO....
  157.  O..O..      .OOO...
  158.  .O.O..      ...O...
  159.   X            X
  160.  
  161.  
  162. The components occur in pairs identified by the same letter, but with or
  163. without a quote mark (e.g., A and A').  Such pairs are related in that they
  164. are the two phases of the same section of a period 2 spaceship.  So that,
  165. for example, if a period 2 spaceship contains component B in generation 0,
  166. then in generation 1 it must contain component B' in the same position
  167. within the ship.
  168.  
  169. Besides the listed components, there are other components which are their
  170. mirror images.  The mirroring is done by flipping the component across a
  171. horizontal line.  The mirrored component names are the same as for the
  172. original components, except that they end with a trailing dash.  So that,
  173. for example, the mirror image of component A' is A'-.  Mirror images for
  174. symmetrical components such as B would be duplicates and so are not used.
  175.  
  176. The components that make up a spaceship are strung together like beads on
  177. a string, stacked one above the other.  A sequence of components specifies
  178. the order of components, arranged from top to bottom.  When doing this,
  179. the components must be correctly aligned horizontally.  The 'X' characters
  180. in the component diagrams specify the proper alignment.  When two components
  181. are stacked together, they must be placed adjacent to each other so that
  182. the 'X' characters are in the same column.  The rows containing the 'X'
  183. characters are not part of the components, and should be removed.
  184.  
  185. The following shows an example of stacking two components correctly.
  186.  
  187.  [Section B F' of a period 2 spaceship]
  188.   X
  189.  ....
  190.  OOO.
  191.  OO..
  192.  OOO.
  193.  ....
  194.  .O.O
  195.  O..O
  196.  O...
  197.  O..O
  198.  .O.O
  199.   X
  200.  
  201. The final part of the grammar specifies the allowed sequences of components.
  202. Only certain sequences of components can be used to make a valid spaceship.
  203. The following rules specify these allowed sequences.
  204.  
  205. The sequence must begin with A or A'.
  206.  
  207. The sequence must end with A- or A'-.
  208.  
  209. Each pair of adjacent symbols must appear in one line of the following table,
  210. with the first symbol found before the vertical bar, and the second symbol
  211. found after the vertical bar.
  212.  
  213.     A    C'   E-   E'   F'   G   |   B    C    D
  214.  
  215.     A'   C    E    E'-  F    G'  |   B'   C'   D'
  216.  
  217.                    B    C-   D   |   A-   C'-  E    E'-  F'   G
  218.  
  219.                    B'   C'-  D'  |   A'-  C-   E-   E'   F    G'
  220.  
  221. The simplest example of a sequence which follows these rules is A B A-,
  222. which represents the c/2 period 2 ship given above.  Another example of a
  223. spaceship created using these rules is A D E B' A'-, which represents
  224. the following spaceship.
  225.  
  226. [One of many period 2 spaceships constructed by the above grammar (speed c/2)]
  227.  .......O.O
  228.  ......O..O
  229.  .....OO...
  230.  ....O.....
  231.  ...OOOO...
  232.  ..O....O..
  233.  ..O..O....
  234.  ..O..O....
  235.  ...O......
  236.  ....OOOO.O
  237.  .....O...O
  238.  ......O...
  239.  ......O.O.
  240.  ..........
  241.  .....OOO..
  242.  .....OO...
  243.  .....OO...
  244.  .....OOO..
  245.  ..........
  246.  ......O.O.
  247.  .....O..O.
  248.  .....O....
  249.  ....O..O..
  250.  ...OOO....
  251.  ....OOO...
  252.  ......O...
  253.  ....O.....
  254.  ....O.O...
  255.  ...O......
  256.  ....O.O...
  257.  ....O.....
  258.  ......O...
  259.  ....OOO...
  260.  ...O..OO..
  261.  ...OOO.O..
  262.  ..O.......
  263.  .OOO......
  264.  OOO..O....
  265.  .O........
  266.  ..OOOO....
  267.  ..O.......
  268.  ....OO....
  269.  ....OOOO..
  270.  .......O..
  271.  
  272.  
  273. Small tagalongs were soon found for several of these components.  (These
  274. tagalongs can also be attached to many of the other period 2 spaceships.)
  275. The one for component C was found by Robert Wainwright, and the one for
  276. component A was found by Bill Gosper.
  277.  
  278.  [C component with tagalong]      [A component with tagalong]
  279.   X                               ........O.
  280.  .........                        .....O.O.O
  281.  OOO......                        ....O..O..
  282.  OO.......                        ...OO.....
  283.  OO....O..                        ..O.......
  284.  OOOOO.O.O                        .OOOO.....
  285.  .O.....O.                        O....O....
  286.   X                               O..O......
  287.                                   O..O......
  288.                                   .O........
  289.                                   ..OOOO.O..
  290.                                   ...O...O..
  291.                                   ....O.....
  292.                                   ....O.O...
  293.                                       X
  294.  
  295.  
  296. Dean Hickerson also looked for thin, long period 2 ships in those first
  297. weeks.  These spaceships are much harder to find, and so he only found one
  298. basic ship before moving on to search for other things.  This spaceship is
  299. shown below.
  300.  
  301.  [First long period 2 spaceship (speed c/2)]
  302.  .............O.......
  303.  ...........OO........
  304.  ........OOOO.O.......
  305.  ........OO.......OO..
  306.  ......O...OO.O...OOOO
  307.  ......OOOO.O.O.O....O
  308.  ...O.O......OO.......
  309.  ..OOOOOO.OO.OO.OO....
  310.  .OO.....OO...O.......
  311.  OO....OO....O........
  312.  .OO....OOOO..........
  313.  .....................
  314.  .OO....OOOO..........
  315.  OO....OO....O........
  316.  .OO.....OO...O.......
  317.  ..OOOOOO.OO.OO.OO....
  318.  ...O.O......OO.......
  319.  ......OOOO.O.O.O....O
  320.  ......O...OO.O...OOOO
  321.  ........OO.......OO..
  322.  ........OOOO.O.......
  323.  ...........OO........
  324.  .............O.......
  325.  
  326.  
  327. At the end of September, 1989, Dean discovered an extensible tagalong for
  328. the above ship that is now named a wicktrailer.  This tagalong allows the
  329. ship to be made as long as desired.  Such a tagalong can be described as
  330. having a period, which is the number of generations it takes before a unit 
  331. of the tagalong reappears in the same place.
  332.  
  333.  [Period 2 ship with wicktrailer (period 20 extensible tagalong) (speed c/2)]
  334.  ............................O.........O.........O..
  335.  .............O...........OOOO......OOOO......OOOO..
  336.  ...........OO..........OOO.O.....OOO.O.....OOO.O...
  337.  ........OOOO.O........OO...O....OO...O....OO...O...
  338.  ........OO.......OO...O....OO...O....OO...O....OO..
  339.  ......O...OO.O...OOOO.O.....OOO.O.....OOO.O.....OOO
  340.  ......OOOO.O.O.O....OOOO......OOOO......OOOO......O
  341.  ...O.O......OO.........O.........O.........O.......
  342.  ..OOOOOO.OO.OO.OO..................................
  343.  .OO.....OO...O.....................................
  344.  OO....OO....O......................................
  345.  .OO....OOOO........................................
  346.  ...................................................
  347.  .OO....OOOO........................................
  348.  OO....OO....O......................................
  349.  .OO.....OO...O.....................................
  350.  ..OOOOOO.OO.OO.OO..................................
  351.  ...O.O......OO.....................................
  352.  ......OOOO.O.O.O....O..............................
  353.  ......O...OO.O...OOOO..............................
  354.  ........OO.......OO................................
  355.  ........OOOO.O.....................................
  356.  ...........OO......................................
  357.  .............O.....................................
  358.  
  359.  
  360. The tagalong can be attached to the other "foot" of this ship in a similar
  361. manner to produce a symmetrical ship of any length, or with two unequal
  362. length wicks.  The tagalong can also be attached to the "foot" of the
  363. other period 2 ships on component A'.  Doing this allows the construction
  364. of a ship which is as wide and as long as desired.
  365.  
  366. There is a hidden motivation in looking for new ships and their tagalongs.
  367. Besides the elegance of new ships, Dean was hunting for new puffer trains.
  368. Puffer trains allow for the construction of interesting large Life objects,
  369. including devices which perform logic operations or numeric calculations.
  370. There are only a small number of basic types of puffer trains, and new
  371. methods for making puffer trains would be useful.  For every new spaceship
  372. which is found, there is the possibility that it contains a new set of
  373. "sparks" that has not been seen before.  Such a new set of sparks might
  374. allow a new type of puffer engine to work, or might be useful to catalyze
  375. a reaction in a new manner.  So far this has not been successful.
  376.  
  377. Another way that a new puffer train might be constructed is by perturbing an
  378. extensible tagalong such as the one in the above ship.  If the perturbation
  379. results in a reaction that travels at a speed less than or equal to the
  380. ship (c/2 in this case), and that reaction leaves debris behind, then a
  381. puffer train results.  Unfortunately, this process has so far not worked
  382. with any extensible tagalong.  The reaction either breaks off, or travels
  383. faster than the ship and ends up destroying the ship.  For example, deleting
  384. one cell from the end of the wicktrailer, or adding one cell to it almost
  385. always results in one of either two reactions which travel at 6c/7 or 11c/12
  386. and catch up to the ship and destroy it.
  387.  
  388. After Dean found the above results, he went looking for other things, and
  389. so the class of period 2 spaceships wasn't further developed for a while.
  390. Meanwhile, I had heard of Dean's search program, read his notes about it,
  391. and wrote my own program in C, and started making my own discoveries.  I
  392. sent a copy of the program to Hartmut Holzwart.  He made some modifications
  393. to it (such as speedups, new symmetries, and different search orders), and
  394. then also started making many new discoveries.  But it wasn't until June of
  395. this year that we started looking for period 2 spaceships.
  396.  
  397. On June 7, 1992, I was experimenting with a new search feature, and found
  398. three new components for period 2 ships.  The most interesting component is
  399. a repeatable diagonal component which bends the ship backwards with a slope
  400. of 3/6.  The other two larger components just provide a connection to an
  401. already known ship component, and terminate the end of the new component.
  402. The following shows a ship using all three components, with the diagonal
  403. one repeated twice.
  404.  
  405. [Period 2 spaceship with repeatable "barber pole" component (speed c/2)]
  406.  ........................O
  407.  ......................OOO
  408.  .....................OO..
  409.  .....................O...
  410.  ...................O.O...
  411.  .................OOO.....
  412.  ................OO..O....
  413.  ................O.O......
  414.  ................OOO......
  415.  ................O.OOO....
  416.  ...............OO........
  417.  ..............OO.O.......
  418.  .................O.O.....
  419.  .............O...........
  420.  .............OO.O........
  421.  .............O.O.........
  422.  ............OO...........
  423.  ...........OO.O..........
  424.  ..............O..........
  425.  ..........O..............
  426.  ..........OO.O...........
  427.  ..........O.O............
  428.  .........OO..............
  429.  ........OO.O.............
  430.  ...........O.............
  431.  .......O.................
  432.  .......OO.O..............
  433.  .......O.O...............
  434.  ......OO.................
  435.  ...OO.OOO................
  436.  ...O....O................
  437.  ...O.....................
  438.  ....O..O.................
  439.  .....OO..................
  440.  ......OO.................
  441.  ...OOO.O.................
  442.  ..O...OO.O.O.............
  443.  .O...O..O..O.............
  444.  .O..O.O.O................
  445.  .O........O..............
  446.  ..O..OO...O..............
  447.  ...OO.OOOOOO.............
  448.  ....OO...O.O.............
  449.  ....O.O..................
  450.  ...O.....................
  451.  ....O..O.................
  452.  ....O.O..................
  453.  .........................
  454.  ...OOO...................
  455.  ...OO....................
  456.  ...OOO...................
  457.  .........................
  458.  ....O.O..................
  459.  ....O....................
  460.  ...O...O.................
  461.  ..OOOO.O.................
  462.  .O.......................
  463.  O..O.....................
  464.  O..O.....................
  465.  O....O...................
  466.  .OOOO....................
  467.  ..O......................
  468.  ...OO....................
  469.  ....O..O.................
  470.  .....O.O.................
  471.  
  472.  
  473. The diagonal component can obviously be repeated arbitrarily often to make
  474. an "arm" as long as desired.  The same arm can also be constructed on the
  475. other side of the ship to make it symmetrical, creating a bow shaped ship.
  476.  
  477. One interesting thing about a long string of these diagonal components is
  478. that both phases appear identical to each other, but shifted.  This makes
  479. the arm act somewhat like a "barber pole" with a pattern appearing to move
  480. up (or down) the arm as the ship moves.
  481.  
  482. A few days later I found a second repeatable diagonal component.  This
  483. component is actually a tagalong since it just attaches to a "foot" of an
  484. intact period 2 ship.  The slope of this tagalong is 8/13.  This tagalong
  485. is called the "glancing head" because it resembles a head with two eyes
  486. looking sideways.  The following shows two copies of this tagalong, one
  487. attached to the base ship and the second to the first tagalong.  Again,
  488. this arm can be made as long as desired.
  489.  
  490. [Period 2 spaceship with repeatable "glancing head" tagalong (speed c/2)]
  491.  .......................O
  492.  .....................OOO
  493.  ....................OO..
  494.  ....................O...
  495.  ..................O.O...
  496.  ................OOO.....
  497.  ...............OO..O....
  498.  ..............O..O......
  499.  ..............O..O......
  500.  ..............O.........
  501.  ...............O..O.....
  502.  ................OO......
  503.  .................OO.....
  504.  ...............O.O......
  505.  .............OOO.O......
  506.  ............OO..........
  507.  ............O...........
  508.  ..........O.O...........
  509.  ........OOO.............
  510.  .......OO..O............
  511.  ......O..O..............
  512.  ......O..O..............
  513.  ......O.................
  514.  .......O..O.............
  515.  ........OO..............
  516.  .........OO.............
  517.  .......O.O..............
  518.  ....OOOO.O..............
  519.  ....OO..................
  520.  ..O.....................
  521.  ..OOOO..................
  522.  .O......................
  523.  OOO..O..................
  524.  .OOO....................
  525.  ..O.....................
  526.  ...OOO.O................
  527.  ...O..OO................
  528.  ....OOO.................
  529.  ......O.................
  530.  ....O...................
  531.  ....O.O.................
  532.  ...O....................
  533.  ....O.O.................
  534.  ....O...................
  535.  ......O.................
  536.  ....OOO.................
  537.  ...O..OO................
  538.  ...OOO.O................
  539.  ..O.....................
  540.  .OOO....................
  541.  OOO..O..................
  542.  .O......................
  543.  ..OOOO..................
  544.  ..O.....................
  545.  ....OO..................
  546.  ....OOOO................
  547.  .......O................
  548.  
  549.  
  550. By using a piece of Dean Hickerson's wicktrailer, one foot can be turned
  551. into two feet.  This allows the construction of a "binary tree" spaceship,
  552. which branches an arbitrary number of times.  Here the wicktrailer tagalong
  553. can be attached to any foot, and two copies of the glancing head tagalong
  554. can be attached to the two feet of the wicktrailer.  The following shows a
  555. simple example of connecting these tagalongs together to make a branching
  556. spaceship.
  557.  
  558. [Period 2 binary tree spaceship (speed c/2)]
  559.  .......................................O..
  560.  .....................................OOO..
  561.  ....................................OO....
  562.  ....................................O.....
  563.  ..................................O.O.....
  564.  ................................OOO.......
  565.  ...............................OO..O......
  566.  ..............................O..O........
  567.  ..............................O..O........
  568.  ..............................O...........
  569.  ...............................O..O.......
  570.  ................................OO........
  571.  .................................OO.......
  572.  ...............................O.O........
  573.  ............................OOOO.O........
  574.  .......O..................OOO.O...........
  575.  ....OOOO.................OO...O...........
  576.  ....OO...................O....OO..........
  577.  ..O....................O.O.....OOO.O......
  578.  ..OOOO...............OOO.........O.O......
  579.  .O..................OO..O..........OO.....
  580.  OOO..O.............O..O...........OO......
  581.  .OOO...............O..O..........O..O.....
  582.  ..O................O............O.........
  583.  ...OOO.O............O..O........O..O......
  584.  ...O..OO.............OO.........O..O......
  585.  ....OOO...............OO.........OO..O....
  586.  ......O.............O.O...........OOO.....
  587.  ....O.............OOO.O.............O.O...
  588.  ....O.O..........OO...................O...
  589.  ...O.............O....................OO..
  590.  ....O.O........O.O.....................OOO
  591.  ....O........OOO.........................O
  592.  ......O.....OO..O.........................
  593.  ....OOO....O..O...........................
  594.  ...O..OO...O..O...........................
  595.  ...OOO.O...O..............................
  596.  ..O.........O..O..........................
  597.  .OOO.........OO...........................
  598.  OOO..O........OO..........................
  599.  .O..........O.O...........................
  600.  ..OOOO....OOO.O................O..........
  601.  ..O......OO..................OOO..........
  602.  ....OO...O..................OO............
  603.  ....OOOO.O..................O.............
  604.  .......OOOO.O.............O.O.............
  605.  ..........O.O...........OOO...............
  606.  ............OO.........OO..O..............
  607.  ...........OO.........O..O................
  608.  ..........O..O........O..O................
  609.  .........O............O...................
  610.  .........O..O..........O..O...............
  611.  .........O..O...........OO................
  612.  ..........OO..O..........OO...............
  613.  ...........OOO.........O.O................
  614.  .............O.O.....OOO.O................
  615.  ...............O....OO....................
  616.  ...............OO...O.....................
  617.  ................OOO.O.....................
  618.  ..................OOOO.O..................
  619.  .....................O.O..................
  620.  .......................OO.................
  621.  ......................OO..................
  622.  .....................O..O.................
  623.  ....................O.....................
  624.  ....................O..O..................
  625.  ....................O..O..................
  626.  .....................OO..O................
  627.  ......................OOO.................
  628.  ........................O.O...............
  629.  ..........................O...............
  630.  ..........................OO..............
  631.  ...........................OOO............
  632.  .............................O............
  633.  
  634.  
  635. Since each branch can be extended to be as long as necessary by using more
  636. glancing head tagalongs, enough room can be created to build a fully populated
  637. binary tree ship, containing 2^N nodes.
  638.  
  639. The wicktrailer is even more versatile than is shown above.  A longer
  640. section of the wicktrailer has even more feet.  There is room for the
  641. glancing head tagalong to be attached to each one of those feet, and for
  642. more glancing head tagalongs to be attached to those tagalongs.  Counting
  643. each section of wicktrailer as a node, this means that not only can full
  644. binary trees be constructed, but full N-ary trees can also be constructed,
  645. for any N.  The following illustrates the construction details that allow
  646. such a spaceship to be made.
  647.  
  648. [Period 2 N-ary tree spaceship details (speed c/2)]
  649.  .............................O.........O.........O..........
  650.  ...........................OOO.......OOO.......OOO..........
  651.  ..........................OO........OO........OO............
  652.  ..........................O.........O.........O.............
  653.  ........................O.O.......O.O.......O.O.............
  654.  ......................OOO.......OOO.......OOO...............
  655.  .....................OO..O.....OO..O.....OO..O..............
  656.  ....................O..O......O..O......O..O................
  657.  ....................O..O......O..O......O..O................
  658.  ....................O.........O.........O...................
  659.  .....................O..O......O..O......O..O...............
  660.  ......................OO........OO........OO................
  661.  .......................OO........OO........OO...............
  662.  .....................O.O.......O.O.......O.O................
  663.  ..................OOOO.O....OOOO.O....OOOO.O....O...........
  664.  ................OOO.O.....OOO.O.....OOO.O.....OOO...........
  665.  ...............OO...O....OO...O....OO...O....OO.............
  666.  ...............O....OO...O....OO...O....OO...O..............
  667.  .............O.O.....OOO.O.....OOO.O.....OOO.O..............
  668.  ...........OOO.........OOOO.O....OOOO.O....OOOO.O...........
  669.  ..........OO..O...........O.O.......O.O.......O.O...........
  670.  .........O..O...............OO........OO........OO..........
  671.  .........O..O..............OO........OO........OO...........
  672.  .........O................O..O......O..O......O..O..........
  673.  ..........O..O...........O.........O.........O..............
  674.  ...........OO............O..O......O..O......O..O...........
  675.  ............OO...........O..O......O..O......O..O...........
  676.  ..........O.O.............OO..O.....OO..O.....OO..O.........
  677.  .......OOOO.O..............OOO.......OOO.......OOO..........
  678.  ....OOOO.O...................O.O.......O.O.......O.O........
  679.  ....OO...O.....................O.........O.........O........
  680.  ..O......OO....................OO........OO........OO.......
  681.  ..OOOO....OOO.O.................OOO.......OOO.......OOO.....
  682.  .O..........O.O...................O.........O.........O.....
  683.  OOO..O........OO............................................
  684.  .OOO.........OO.............................................
  685.  ..O.........O..O............................................
  686.  ...OOO.O...O................................................
  687.  ...O..OO...O..O.............................................
  688.  ....OOO....O..O.............................................
  689.  ......O.....OO..O...........O.........O.........O...........
  690.  ....O........OOO.........OOOO......OOOO......OOOO...........
  691.  ....O.O........O.O.....OOO.O.....OOO.O.....OOO.O............
  692.  ...O.............O....OO...O....OO...O....OO...O............
  693.  ....O.O..........OO...O....OO...O....OO...O....OO...........
  694.  ....O.............OOO.O.....OOO.O.....OOO.O.....OOO.........
  695.  ......O.............OOOO.O....OOOO.O....OOOO.O....O.........
  696.  ....OOO................O.O.......O.O.......O.O..............
  697.  ...O..OO.................OO........OO........OO.............
  698.  ...OOO.O................OO........OO........OO..............
  699.  ..O....................O..O......O..O......O..O.............
  700.  .OOO..................O.........O.........O.................
  701.  OOO..O................O..O......O..O......O..O..............
  702.  .O....................O..O......O..O......O..O..............
  703.  ..OOOO.................OO..O.....OO..O.....OO..O............
  704.  ..O.....................OOO.......OOO.......OOO.............
  705.  ....OO....................O.O.......O.O.......O.O...........
  706.  ....OOOO....................O.........O.........O...........
  707.  .......O....................OO........OO........OO..........
  708.  .............................OOO.O.....OOO.O.....OOO.O......
  709.  ...............................O.O.......O.O.......O.O......
  710.  .................................OO........OO........OO.....
  711.  ................................OO........OO........OO......
  712.  ...............................O..O......O..O......O..O.....
  713.  ..............................O.........O.........O.........
  714.  ..............................O..O......O..O......O..O......
  715.  ..............................O..O......O..O......O..O......
  716.  ...............................OO..O.....OO..O.....OO..O....
  717.  ................................OOO.......OOO.......OOO.....
  718.  ..................................O.O.......O.O.......O.O...
  719.  ....................................O.........O.........O...
  720.  ....................................OO........OO........OO..
  721.  .....................................OOO.......OOO.......OOO
  722.  .......................................O.........O.........O
  723.  
  724.  
  725. A side effect of this construction is that for any sized square, no
  726. matter how large, there exists a period 2 spaceship whose cells occupy at
  727. least some constant percentage of the area of the square (around 10%).
  728.  
  729. Later, another repeating diagonal tagalong was discovered, which also allows
  730. N-ary tree ships to be built.  Here the slope is 4/17, which is shallower
  731. than the previous tagalong.  This tagalong has the name "staring head",
  732. and looks similar to the main component of the base ship.  The following
  733. illustrates this tagalong and how it may be connected.
  734.  
  735. [Period 2 spaceship demonstrating "staring head" tagalong (speed c/2)]
  736.  ..........O.........O.............
  737.  .......OOOO......OOOO......O......
  738.  ....OOOO.O.....OOO.O.....OOO......
  739.  ....OO...O....OO...O....OO........
  740.  ..O......OO...O....OO...O.........
  741.  ..OOOO....OOO.O.....OOO.O.........
  742.  .O..........OOOO.O....OOOO.O......
  743.  OOO..O.........O.O.......O.O......
  744.  .OOO.............OO........OO.....
  745.  ..O.............OO........OO......
  746.  ...OOO.O.......O..O......O..O.....
  747.  ...O..OO......O.........O.........
  748.  ....OOO.......O.........O.........
  749.  ......O.......OOO.......OOO.......
  750.  ....O..........O..O......O..O.....
  751.  ....O.O........OOO.......OOO......
  752.  ...O..........O.........O.........
  753.  ....O.O......OOO.......OOO........
  754.  ....O.......OOO..O....OOO..O......
  755.  ......O......O.........O..........
  756.  ....OOO.......OOOO......OOOO......
  757.  ...O..OO......O.........O.........
  758.  ...OOO.O........OO........OO......
  759.  ..O.............OOOO.O....OOOO.O..
  760.  .OOO...............O.O.......O.O..
  761.  OOO..O...............OO........OO.
  762.  .O..................OO........OO..
  763.  ..OOOO.............O..O......O..O.
  764.  ..O...............O.........O.....
  765.  ....OO............O.........O.....
  766.  ....OOOO.O........OOO.......OOO...
  767.  .......O.O.........O..O......O..O.
  768.  .........OO........OOO.......OOO..
  769.  ........OO........O.........O.....
  770.  .......O..O......OOO.......OOO....
  771.  ......O.........OOO..O....OOO..O..
  772.  ......O..........O.........O......
  773.  ......OOO.........OOOO......OOOO..
  774.  .......O..O.......O.........O.....
  775.  .......OOO..........OO........OO..
  776.  ......O.............OOOO......OOOO
  777.  .....OOO...............O.........O
  778.  ....OOO..O........................
  779.  .....O............................
  780.  ......OOOO........................
  781.  ......O...........................
  782.  ........OO........................
  783.  ........OOOO......................
  784.  ...........O......................
  785.  
  786. --------------------- [Continued in next mail article] ----------------------
  787.