home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ NetNews Usenet Archive 1992 #20 / NN_1992_20.iso / spool / comp / theory / cellaut / 381 < prev    next >
Encoding:
Text File  |  1992-09-10  |  36.1 KB  |  831 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 3a)
  5. Organization: NEC Information Systems Australia, Canberra
  6. Date: Fri, 11 Sep 1992 01:11:05 GMT
  7. Message-ID: <1992Sep11.011105.18848@pdact.pd.necisa.oz.au>
  8. Keywords: life
  9. Sender: news@pdact.pd.necisa.oz.au (News Holder)
  10. Lines: 819
  11.  
  12.         Spaceships in Conway's Life (Part 3)
  13.             by David I. Bell
  14.             dbell@pdact.pd.necisa.oz.au
  15.             11 Sep 1992
  16.  
  17.  
  18. This is the third in a series of articles concerning Conway's Game of Life.
  19. In this article, I will survey the results for all the known period 3
  20. spaceships, and give some applications of them.  All period 3 spaceships
  21. must be orthogonal, and must travel at the speed of c/3.  This follows
  22. from the speed restrictions mentioned in my first article.
  23.  
  24. When Dean Hickerson started looking for spaceships using his search program,
  25. the first spaceships he found were of period 2.  But he soon also tried
  26. looking for period 3 spaceships.  In August 1989 he found a grammar for
  27. constructing an infinite number of short wide c/3 period 3 spaceships.
  28. (This grammar is used similarly to the grammar for period 2 spaceships
  29. that was in my previous article.)  These period 3 spaceships were the first
  30. orthogonal spaceships found which didn't travel at the "normal" speed of c/2.
  31.  
  32. In Dean's grammar, the components are labeled using letters, or letters
  33. followed by either a single quote or a double quote (e.g., A, A', and A").
  34. Any three components with the same letter are related, and represent the
  35. same section of a period 3 spaceship in three successive generations.
  36. Therefore, if component A appears in generation 0 of a spaceship, then
  37. component A' must appear in the same location in generation 1, and
  38. component A" must appear in the same location in generation 2.
  39.  
  40. A component name followed by a dash represents the mirror image of a
  41. component.  The mirroring is done by reflecting the component across a
  42. horizontal line.  For example, component B"- is the mirror image of
  43. component B".
  44.  
  45. The components in Dean's grammar are the following.
  46.  
  47.  [A]     [A']    [A"]   [B]     [B']    [B"]     [C]       [C']       [C"]
  48.  ..O.    ..O.    ..O    ..O.    ..O.    ..O    ...O...    .......    ...O...
  49.  .O.O    .O.O    OO.    .O.O    .O.O    OO.    ..O....    .OOO...    ..O.O..
  50.  .O.O    OO..    OO.    .O.O    OO..    OO.    .OO....    .OOO...    ..O....
  51.  .O..    ..O.    ..O    .O..    .O..    ..O    ...O.O.    ...OO..    ..O...O
  52.  ....    OO..    O..    OO..    O.O.    O..    .OOO..O    .O.O.OO    ....O.O
  53.  OO..    OOO.    O.O     X       X      X      .OO..O.    .O.O...    .OO..O.
  54.   X       X      X                             .......    O......    .O.....
  55.                                                OOO....    OOO....    OO.....
  56.                                                .O.....    O......    .O.....
  57.                                                  X          X          X
  58.  
  59.  
  60.   [D]      [D']     [D"]     [E]     [E']    [E"]     [F]     [F']    [F"]
  61.    X         X        X       X       X       X        X        X       X
  62.  ..O.O    ......    ..O..    .O.O    ....    .O.O    .OO..    .O.O    ..O..
  63.  ..OO.    ...OO.    ...OO    O.O.    O..O    ..O.    ..O..    ..O.    ....O
  64.  .....    ..O..O    .O...    OOO.    O.O.    OO..    ..O.O    .OO.    ..OO.
  65.  OO.OO    .OOO..    .O.OO    ....    O...    .O..    ..OO.    ....    ..OO.
  66.  OO...    O..O..    O..OO    .O.O    .O..    .OOO    .OO..    O..O    .....
  67.  O....    O..O..    O..O.      X       X       X     OO...    O...    OO...
  68.  OO.O.    .OO...    .OOO.                            X        X        X
  69.  .O.O.    ....O.    .O...
  70.    X        X         X
  71.  
  72.  
  73.  [G]     [G']    [G"]    [H]       [H']      [H"]      [I]     [I']      [I"]
  74.   X       X       X        X          X        X        X        X        X
  75.  O..O    O...    O.O    ..OO..    ...O.O    ...O..    .O.O.    .O...    .OOO..
  76.  OO..    OOO.    OO.    ...O..    ....O.    .....O    .....    O....    .O....
  77.  .O..    ....    O..    ...O.O    ...OO.    ...OO.    OOO..    O.O..    OO....
  78.  .OOO    .O.O    .O.    ...OO.    ......    ...OO.    OO...    O.O..    .O....
  79.    X       X       X    .OOO..    ..O..O    ......    .....    .OOO.    ......
  80.                         O.O...    .O....    OOO...    ..OOO    ..O.O    .....O
  81.                         O.O...    OO....    OOO...    .O.OO    .O..O    .OOOO.
  82.                         O.....    .O....    ......    .O...    OO...    .OO...
  83.                         .O....    .OOO..    .O.O..    .O...    .....    ......
  84.                           X         X         X       .....    OO...    .O.O..
  85.                                                       OO...    OOO..    .O.O..
  86.                                                        X        X        X
  87.  
  88.  
  89.    [J]         [J']        [J"]       [K]     [K']      [K"]
  90.    X            X          X           X        X        X
  91.  ..O.....    ..OO....    .O.O....    .O.O.    .O...    .OOO..
  92.  ..OOO...    ..OO....    ....O...    .....    O....    .O....
  93.  ..O.....    ...O....    ...O....    OOO..    O.O..    OO....
  94.  ........    ..O.....    ..OOO...    OO...    O.O..    .O....
  95.  OO...O..    .O..OO..    .O.OO...    .....    .OOO.    ......
  96.  OOOOO...    O...OOOO    OO..O..O    ..OOO    ..O.O    .....O
  97.  OO...O.O    .O....O.    ........    .O.OO    .O..O    .OOOO.
  98.  ..O..OO.    ...O.OOO    .O...OOO    O....    OO...    .OO...
  99.  OO.O....    .OO.....    .O.OOO..    O....    .....    .OO...
  100.  .O......    .OO..O..    .O..O...    .....    O....    .O....
  101.  ..OOO...    ...OO...    ..OOO...    OOO..    OOO..    OO....
  102.  ........    ........    ........    .O...    O....    .O....
  103.  ..OOO...    ...OO...    ..OOO...      X        X        X
  104.  .O......    .OO..O..    .O..O...
  105.  OO.O....    .OO.....    .O.OOO..
  106.  ..O..OO.    ...O.OOO    .O...OOO
  107.  OO...O.O    .O....O.    ........
  108.  OOOOO...    O...OOOO    OO..O..O
  109.  OO...O..    .O..OO..    .O.OO...
  110.  ........    ..O.....    ..OOO...
  111.  ..O.....    ...O....    ...O....
  112.  ..OOO...    ..OO....    ....O...
  113.  ..O.....    ..OO....    .O.O....
  114.    X            X          X
  115.  
  116.  
  117. The components are strung together by stacking them above each other,
  118. similarly to the way that period 2 components are stacked.  (The X's
  119. indicate the horizontal alignment of components, and should be removed.)
  120.  
  121. The rules which give the allowed sequences of components to make a valid
  122. spaceship are the following.
  123.  
  124. The sequence must begin with A, A', A", B, B', B", C, C', or C".
  125.  
  126. The sequence must end with A-, A'-, A"-, B-, B'-, B"-, C-, C'-, or C"-.
  127.  
  128. Each pair of adjacent symbols must appear in one line of the following table,
  129. with the first symbol found before the vertical bar, and the second symbol
  130. found after the vertical bar.
  131.  
  132.                         A    |  D    E
  133.                         A'   |  D'   E'
  134.                         A"   |  D"   E"
  135.                         I    |  D
  136.                         I'   |  D'
  137.                         I"   |  D"
  138.                         D-   |  A-   I-
  139.                         D'-  |  A'-  I'-
  140.                         D"-  |  A"-  I"-
  141.                         E-   |  A-
  142.                         E'-  |  A'-
  143.                         E"-  |  A"-
  144.               B    F-   H-   |  E-   G'-  H"-  I    K
  145.               B'   F'-  H'-  |  E'-  G"-  H-   I'   K'
  146.               B"   F"-  H"-  |  E"-  G-   H'-  I"   K"
  147.     E    G'   H"   I-   K-   |  B-   F    H
  148.     E'   G"   H    I'-  K'-  |  B'-  F'   H'
  149.     E"   G    H'   I"-  K"-  |  B"-  F"   H"
  150.                    C    K    |  J
  151.                    C'   K'   |  J'
  152.                    C"   K"   |  J"
  153.                         J    |  C-   K-
  154.                         J'   |  C'-  K'-
  155.                         J"   |  C"-  K"-
  156.                    D'   G-   |  F-
  157.                    D"   G'-  |  F'-
  158.                    D    G"-  |  F"-
  159.                         F    |  D'-  G
  160.                         F'   |  D"-  G'
  161.                         F"   |  D-   G"
  162.  
  163.  
  164. The simplest spaceship which can be constructed by these rules is A E B-,
  165. which is shown below.  This spaceship has 25 ON cells in every generation.
  166. There is no known period 3 spaceship which has fewer ON cells than 25.
  167. (Any such spaceship must be spread out very thinly.)
  168.  
  169. [Smallest known period 3 spaceship (speed c/3)]
  170.  ..O..
  171.  .O.O.
  172.  .O.O.
  173.  .O...
  174.  .....
  175.  OO...
  176.  .O.O.
  177.  O.O..
  178.  OOO..
  179.  .....
  180.  .O.O.
  181.  .OO..
  182.  ..O..
  183.  ..O.O
  184.  ..O.O
  185.  ...O.
  186.  
  187.  
  188. Another example spaceship created using these rules is C J C-, which
  189. represents the following symmetrical spaceship.
  190.  
  191. [One of many period 3 spaceships constructed by the above grammar (speed c/3)]
  192.  ...O....
  193.  ..O.....
  194.  .OO.....
  195.  ...O.O..
  196.  .OOO..O.
  197.  .OO..O..
  198.  ........
  199.  OOO.....
  200.  .O......
  201.  ..O.....
  202.  ..OOO...
  203.  ..O.....
  204.  ........
  205.  OO...O..
  206.  OOOOO...
  207.  OO...O.O
  208.  ..O..OO.
  209.  OO.O....
  210.  .O......
  211.  ..OOO...
  212.  ........
  213.  ..OOO...
  214.  .O......
  215.  OO.O....
  216.  ..O..OO.
  217.  OO...O.O
  218.  OOOOO...
  219.  OO...O..
  220.  ........
  221.  ..O.....
  222.  ..OOO...
  223.  ..O.....
  224.  .O......
  225.  OOO.....
  226.  ........
  227.  .OO..O..
  228.  .OOO..O.
  229.  ...O.O..
  230.  .OO.....
  231.  ..O.....
  232.  ...O....
  233.  
  234.  
  235. Dean Hickerson also tried looking for long and thin period 3 spaceships.
  236. He found two basic spaceships, which are given below.  They have the same
  237. front ends.  Dean has named the leftmost spaceship the "turtle".
  238.  
  239. [The "turtle" and another related period 3 spaceship (speed c/3)]
  240.  .OOO.......O        .........O...
  241.  .OO..O.OO.OO        ........O.O..
  242.  ...OOO....O.        ........O....
  243.  .O..O.O...O.        .OOO....O...O
  244.  O....O....O.        .OO..O....O.O
  245.  O....O....O.        ...OOO.OO.OO.
  246.  .O..O.O...O.        .O..O.O.OOO..
  247.  ...OOO....O.        O....O.....O.
  248.  .OO..O.OO.OO        O....O.....O.
  249.  .OOO.......O        .O..O.O.OOO..
  250.                      ...OOO.OO.OO.
  251.                      .OO..O....O.O
  252.                      .OOO....O...O
  253.                      ........O....
  254.                      ........O.O..
  255.                      .........O...
  256.  
  257.  
  258. For many people, the turtle spaceship is the most aesthetically pleasing
  259. new spaceship that has been found so far.  Besides being pretty, it has a
  260. feature which makes it useful.  In generation 2, it produces a two bit
  261. spark at the back.  This spark can be used in several ways.
  262.  
  263. The first use of the spark is that it makes a good attachment point for
  264. tagalongs.  Dean quickly found a repeatable tagalong for the turtle ship.
  265. This tagalong can be said to have a period of 28, which is the number of
  266. generations for it to reappear in the same location.  This tagalong is
  267. not self-terminating, however.  A different kind of tagalong is required
  268. to terminate the repeating one.  The following shows the base ship, four
  269. copies of the repeating tagalong, and a small terminating tagalong.
  270.  
  271. [Period 3 spaceship with repeatable tagalong and ending tagalong (speed c/3)]
  272.  ...................O........O........O.........O...........
  273.  .................OO........O.O......O.O......OO............
  274.  .OOO.......O.....OO.......OO........O.O......OO.........O.O
  275.  .OO..O.OO.OO.......O........O.......O..........O.......OOOO
  276.  ...OOO....O......O...O....OO............O....O...O....OO...
  277.  .O..O.O...O...O.O...OOOO..OOOOOO...OO..O..O.O...OOOO..OO...
  278.  O....O....O..O.OO...O.O..O.O...O.O..O.OO...OO...O.O..O.....
  279.  O....O....O..O.OO...O.O..O.O...O.O..O.OO...OO...O.O..O.....
  280.  .O..O.O...O...O.O...OOOO..OOOOOO...OO..O..O.O...OOOO..OO...
  281.  ...OOO....O......O...O....OO............O....O...O....OO...
  282.  .OO..O.OO.OO.......O........O.......O..........O.......OOOO
  283.  .OOO.......O.....OO.......OO........O.O......OO.........O.O
  284.  .................OO........O.O......O.O......OO............
  285.  ...................O........O........O.........O...........
  286.  
  287.  
  288. The same repeating tagalong can also be attached in a different way to
  289. the base ship, as shown below.  Also shown is an alternate terminating
  290. tagalong.
  291.  
  292. [Period 3 spaceship with repeatable tagalong and another ending (speed c/3)] 
  293.  ..................O.........O........O.........O.O
  294.  .................O.O......OO........O..OOO...O..O.
  295.  .OOO.......O.....O.O......OO.......OO....O.O.O..OO
  296.  .OO..O.OO.OO.....O..........O..........O.O........
  297.  ...OOO....O..........O....O...O....OO.OO..........
  298.  .O..O.O...O...O.OO..O..O.O...OOOO..OOO............
  299.  O....O....O..O...O.OO...OO...O.O..O.OO............
  300.  O....O....O..O...O.OO...OO...O.O..O.OO............
  301.  .O..O.O...O...O.OO..O..O.O...OOOO..OOO............
  302.  ...OOO....O..........O....O...O....OO.OO..........
  303.  .OO..O.OO.OO.....O..........O..........O.O........
  304.  .OOO.......O.....O.O......OO.......OO....O.O.O..OO
  305.  .................O.O......OO........O..OOO...O..O.
  306.  ..................O.........O........O.........O.O
  307.  
  308.  
  309. The tails of the terminating tagalong above have alternate forms which
  310. also work, and which are simple permutations of the positions of the cells
  311. in the final few columns.  The following diagrams show these permutations
  312. for the bottom 5 rows and rightmost 9 columns.
  313.  
  314. [Alternate endings for tail of final component]
  315.  .........        .........        ......O.O
  316.  O.....O.O        O...O..OO        O...O..O.
  317.  O.O.O..O.        O.O.O..O.        O.O.O..OO
  318.  O...O..OO        O.....O.O        O........
  319.  .........        .........        .........
  320.  
  321.  
  322. The second use of the spark from the turtle spaceship (and the sparks from
  323. other c/3 spaceships) is that they can interact with faster spaceships to
  324. produce various reactions (which is not possible for period 2 spaceships).
  325. For example, a LWSS catches up to a period 3 spaceship with a relative speed
  326. of c/6, and can then interact with it.  The following shows a simple case of
  327. this, where the spark from the turtle ship destroys the pursuing LWSS, and
  328. so saves the turtle.
  329.  
  330. [Period 3 spaceship uses its spark to destroy a pursuing LWSS]
  331.  .OOO.......O.........
  332.  .OO..O.OO.OO.........
  333.  ...OOO....O......O..O
  334.  .O..O.O...O.....O....
  335.  O....O....O.....O...O
  336.  O....O....O.....OOOO.
  337.  .O..O.O...O..........
  338.  ...OOO....O..........
  339.  .OO..O.OO.OO.........
  340.  .OOO.......O.........
  341.  
  342.  
  343. The following demonstrates two useful reactions found by Dean Hickerson.
  344. Here two turtle spaceships are pursued by a salvo of five LWSSs and a MWSS.
  345. The three lower spaceships collide with the lower turtle spaceship to
  346. produce a glider.  This glider then collides with the debris created by
  347. the collision of the upper spaceships with the upper turtle spaceship to
  348. produce a MWSS which travels in the reverse direction.
  349.  
  350. [Salvo of c/2 spaceships hits c/3 ships to produce backwards MWSS (speed c/3)]
  351.  .OOO.......O.............................................................
  352.  .OO..O.OO.OO.............................................................
  353.  ...OOO....O...................OO.........................................
  354.  .O..O.O...O..................OOOO........................................
  355.  O....O....O........OOOO.....OO.OO........................................
  356.  O....O....O........O...O.....OO..........................................
  357.  .O..O.O...O........O................................................OOOO.
  358.  ...OOO....O.........O..O............................................O...O
  359.  .OO..O.OO.OO........................................................O....
  360.  .OOO.......O.........................................................O..O
  361.  .........................................................................
  362.  .........................................................................
  363.  .........................................................................
  364.  ........................OOO.......O......................................
  365.  ........................OO..O.OO.OO......................................
  366.  ..........................OOO....O.......................................
  367.  ........................O..O.O...O.....OO................................
  368.  .......................O....O....O....OO.OOO...OOOO......................
  369.  .......................O....O....O.....OOOOO...O...O.....................
  370.  ........................O..O.O...O......OOO....O.........................
  371.  ..........................OOO....O..............O..O......OOOO...........
  372.  ........................OO..O.OO.OO.......................O...O..........
  373.  ........................OOO.......O.......................O..............
  374.  ...........................................................O..O..........
  375.  
  376.  
  377. Dean found the above reaction in order to construct a Life pattern which
  378. had a population growth like log(t), according to a method suggested by
  379. Bill Gosper.  This is done by shooting one salvo of c/2 ships at the pair
  380. of c/3 ships, and waiting until the returning MWSS arrives.  When it does,
  381. then shoot out a glider somewhere, and send another salvo of the c/2 ships.
  382. Since the period 3 ships quintuple their distance from the salvo gun every
  383. cycle, the number of gliders grows at a rate which keeps dividing by 5, and
  384. this causes the population to grow like log(t).  However, after finding the
  385. reaction shown above, Dean found other simpler ways to create this behavior,
  386. and so this construction has not been completed.  Later in this article is
  387. another simpler reaction which produces the same result.
  388.  
  389. After finding the period 3 spaceships given above and their tagalongs,
  390. Dean Hickerson went on to other things, and (like the period 2 spaceships),
  391. nobody looked for further period 3 spaceships for a while.
  392.  
  393. In March, 1992 I started looking for period 3 spaceships and their tagalongs,
  394. eventually doing an exhaustive search for long thin symmetrical spaceships
  395. in an area up to 18 cells wide and 79 cells long.  I found several new
  396. spaceships, and many tagalongs.  I have been the only person doing a search
  397. for period 3 spaceships since Dean's earliest searches.  Therefore the rest
  398. of the spaceships and tagalongs in this article were found by me, and so I
  399. will omit mentioning the discoverer of each spaceship.
  400.  
  401. The first new spaceship found was the following.
  402.  
  403. [Small symmetrical period 3 spaceship (speed c/3)]
  404.  .....O.......
  405.  ....O.O....O.
  406.  ....O.O...O.O
  407.  ....O.....OO.
  408.  ..........O..
  409.  ...OO......O.
  410.  ....O.OO...O.
  411.  ...OO.OOOOO..
  412.  .O..OOO......
  413.  OO...........
  414.  .O..OOO......
  415.  ...OO.OOOOO..
  416.  ....O.OO...O.
  417.  ...OO......O.
  418.  ..........O..
  419.  ....O.....OO.
  420.  ....O.O...O.O
  421.  ....O.O....O.
  422.  .....O.......
  423.  
  424.  
  425. The following spaceship was the first new spaceship found using a new
  426. search feature which allows searching in a large number of rows, but
  427. limits the number of ON cells in any column to a specified number of
  428. adjacent rows.  This ship has the same number of ON cells as the smallest
  429. known period 3 spaceship, and thus ties in minimum size (but it has more
  430. ON cells in the other phases).
  431.  
  432. [Second smallest known period 3 spaceship (speed c/3)]
  433.  .....O..
  434.  ....O.O.
  435.  ...OO...
  436.  ....O.O.
  437.  ....OO..
  438.  .......O
  439.  ...O..O.
  440.  ..O.....
  441.  .OO.....
  442.  .O.O....
  443.  OO......
  444.  ........
  445.  .O......
  446.  .O.O....
  447.  .O.O....
  448.  ..O.....
  449.  
  450.  
  451. The spaceship above has two nice properties.  First, it is more spread out
  452. than any other period 3 spaceship.  This makes it the best candidate for
  453. being constructed from a set of glider collisions.  If it could be constructed,
  454. then a spaceship gun for it could be built.  So far none of the new spaceships
  455. have been able to be constructed from gliders.  (David Buckingham is an expert
  456. at constructing objects from gliders.  He despairs of constructing most of
  457. the new spaceships because they are what he calls "space dust".  Only a small
  458. number of the new spaceships are simple enough to be constructed from gliders
  459. using known techniques.  David says he does have a method that would allow the
  460. above spaceship to be constructed, but he hasn't completed the construction.)
  461.  
  462. The second nice property of the spaceship is that it contains a different
  463. set of sparks that can have new tagalongs attached to them.  The following
  464. shows a repeatable tagalong for this ship.  Surprisingly, this tagalong was
  465. not found by a search program, but was found manually.  This was possible
  466. because most of the tagalong resembles a component of the base ship.
  467.  
  468. [Period 3 spaceship with small repeatable tagalong (speed c/3)]
  469.  ............O..
  470.  ...........O.O.
  471.  ..........OO...
  472.  .....O.....O.O.
  473.  ....O.O....OO..
  474.  ...OO.........O
  475.  ....O.O...O..O.
  476.  ....OO...O.....
  477.  .......O.O.....
  478.  ...O..O...O..O.
  479.  ..O...........O
  480.  .OO........OO..
  481.  .O.O.......O.O.
  482.  OO........OO...
  483.  ...........O.O.
  484.  .O..........O..
  485.  .O.O...........
  486.  .O.O...........
  487.  ..O............
  488.  
  489.  
  490. Since the tagalong has a pair of the same sparks as the base spaceship,
  491. it can be attached to itself an arbitrary number of times.  Because there
  492. is always a choice of two sets of sparks that another copy of the tagalong
  493. can attach to, you can make a ship that weaves back and forth as desired.
  494.  
  495. This tagalong is even more versatile than is described above.  A section
  496. of it can be repeatedly attached to itself to make a arbitrarily long "arm".
  497. This allows a binary tree spaceship to be built for period 3 spaceships
  498. (therefore sharing this capability with period 2 spaceships).  An example
  499. of such a spaceship is shown below.  One of its phases is very striking in
  500. appearance (one of the most unlikely-looking spaceships known).
  501.  
  502. [Period 3 "binary tree" spaceship (speed c/3)]
  503.  ...........................O...............
  504.  ..........................O.O..............
  505.  .........................OO................
  506.  ..........................O.O..............
  507.  ..........................OO...............
  508.  .............................O.............
  509.  .........................O..O..............
  510.  ........................O..................
  511.  .......................OO..................
  512.  ..................O.....O.O................
  513.  .................O.O....OO.................
  514.  ................OO.........O...............
  515.  .................O.O...O..O................
  516.  .................OO...O....................
  517.  ....................O.O....................
  518.  ................O..O...O..O................
  519.  ...............O...........O...............
  520.  ..............OO........OO.................
  521.  ...............O.O......O.O................
  522.  ...............OO......OO..................
  523.  ..................O.....O..................
  524.  ..............O..O.......O..O...........O..
  525.  .............O...............O.........O.O.
  526.  ............OO............OO..........OO...
  527.  ..O..........O.O..........O.O..........O.O.
  528.  .O.O.........OO..........OO............OO..
  529.  .O.O............O.........O.O.............O
  530.  .O..........O..O...........O..........O..O.
  531.  ...........O.........................O.....
  532.  OO........OO........................OO.....
  533.  .O.O.......O.O.......................O.O...
  534.  .OO........OO........................OO....
  535.  ..O...........O.........................O..
  536.  ...O..O...O..O......................O..O...
  537.  .......O.O.........................O.......
  538.  ....OO...O........................OO.......
  539.  ....O.O...O..O...............O.....O.O.....
  540.  ...OO.........O.............O.O....OO......
  541.  ....O.O....OO..............OO.........O....
  542.  .....O.....O.O..............O.O...O..O.....
  543.  ..........OO................OO...O.........
  544.  ...........O...................O.O.........
  545.  ............O..O...........O..O...O..O.....
  546.  ................O.........O...........O....
  547.  .............OO..........OO........OO......
  548.  .............O.O..........O.O......O.O.....
  549.  ............OO............OO......OO.......
  550.  .............O...............O.....O.......
  551.  ..............O..O.......O..O.......O..O...
  552.  ..................O.....O...............O..
  553.  ...............OO......OO............OO....
  554.  ...............O.O......O.O..........O.O...
  555.  ..............OO........OO..........OO.....
  556.  ...............O...........O.........O.....
  557.  ................O..O...O..O...........O..O.
  558.  ....................O.O...................O
  559.  .................OO...O................OO..
  560.  .................O.O...O..O............O.O.
  561.  ................OO.........O..........OO...
  562.  .................O.O....OO.............O.O.
  563.  ..................O.....O.O.............O..
  564.  .......................OO..................
  565.  ........................O..................
  566.  .........................O..O..............
  567.  .............................O.............
  568.  ..........................OO...............
  569.  ..........................O.O..............
  570.  .........................OO................
  571.  ..........................O.O..............
  572.  ...........................O...............
  573.  
  574.  
  575. The base ship can be extended in the same manner as is done to the tagalong
  576. to make it wider.  One interesting thing about the above spaceship is that
  577. many perturbations to it will simply break off and not destroy the rest of
  578. the spaceship.  The reason for this is that the repeating component has a
  579. self-repairing feature.  If the dangling cell next to the edge cell of an
  580. arm is removed (or equivalently, the end component is removed leaving
  581. another similar component at the end), then the ship will regenerate the
  582. missing cell.
  583.  
  584. The following shows a slightly extended base spaceship with the dangling
  585. cell removed which will regenerate in generation 3.
  586.  
  587. [Regenerating period 3 spaceship (speed c/3)]
  588.  ..O.......
  589.  .O.O......
  590.  .O.O......
  591.  .O........
  592.  ..........
  593.  OO........
  594.  .O.O......
  595.  .OO.......
  596.  ..O.......
  597.  ...O..O...
  598.  .......O..
  599.  ....OO....
  600.  ....O.O...
  601.  ...OO.....
  602.  ....O.....
  603.  .....O..O.
  604.  .........O
  605.  ......OO..
  606.  ......O.O.
  607.  .....OO...
  608.  ......O...
  609.  .......O..
  610.  
  611.  
  612. Other early tagalongs found were the following.  These are the same except
  613. for where they attach to the base ship.  They have sparks at the back which
  614. allow them to be repeatedly attached to each other.  These tagalongs can be
  615. mixed with the one just above.
  616.  
  617. [Two period 3 ships with related repeatable tagalongs (speed c/3)]
  618.  ..............O............       ..............O............
  619.  .............O.O...........       .............O.O...........
  620.  .....O.......O.O.......OO.O       .....O......OO.........O.O.
  621.  ....O.O......O........O...O       ....O.O.......O........OO.O
  622.  ...OO............O.......O.       ...OO.......OO........O....
  623.  ....O.O...O.OO..O..O.O.O...       ....O.O.....OOOOOO...OO....
  624.  ....OO...O...O.OO...OO.....       ....OO...OO..O...O.O.......
  625.  .......O.O...O.OO...OO.....       .......O.OO..O...O.O.......
  626.  ...O..O...O.OO..O..O.O.O...       ...O..O.....OOOOOO...OO....
  627.  ..O..............O.......O.       ..O.........OO........O....
  628.  .OO..........O........O...O       .OO...........O........OO.O
  629.  .O.O.........O.O.......OO.O       .O.O........OO.........O.O.
  630.  OO...........O.O...........       OO...........O.O...........
  631.  ..............O............       ..............O............
  632.  .O.........................       .O.........................
  633.  .O.O.......................       .O.O.......................
  634.  .O.O.......................       .O.O.......................
  635.  ..O........................       ..O........................
  636.  
  637.  
  638. These tagalongs are similar to the back ends of the original repeating
  639. tagalongs that Dean Hickerson found for his turtle spaceship.  This means
  640. that all these tagalongs can also be attached to that spaceship.
  641.  
  642. Another early tagalong is the following, which I called the "fly".  It
  643. turns out that many tagalongs look similar to this one, but this was the
  644. first one found with this appearance.  It can be repeatedly attached to
  645. itself, as shown here.  The front part of this tagalong resembles the
  646. front of the turtle spaceship, but is wider.
  647.  
  648. [Period 3 spaceship with repeatable "fly" tagalong (speed c/3)]
  649.  ..........................O.O...O...........................
  650.  .........................OO.O.O..O..........................
  651.  ...........OOO........O.........O...........................
  652.  ...........OO..O.OO...O..OOOO...............................
  653.  .....O.......OOOO..O.O..OO....OO............................
  654.  ....O.O....O..O...OOO.....OOO...............................
  655.  ...OO.....O....O..OO..OO..O..O..............................
  656.  ....O.O...O....O..OOO.O.O....OO.............................
  657.  ....OO...OO....O..OOOO.....O........................OO...O.O
  658.  .......O.OO....O..OOOO.....O...........O............OOO.O..O
  659.  ...O..O...O....O..OOO.O.O....OO.......O..........OO....OO.O.
  660.  ..O.......O....O..OO..OO..O..O.......OO..O.OO...OOOOOOO.OO..
  661.  .OO........O..O...OOO.....OOO............OO..O.O........O...
  662.  .O.O.........OOOO..O.O..OO....OO.....OO.O...O...O....OO.....
  663.  OO.........OO..O.OO...O..OOOO........OOOO....O......OO....O.
  664.  ...........OOO........O.........O...O..OO....O..OO....OO.O..
  665.  .O.......................OO.O.O..O..O.OOO....O..OOO...OO....
  666.  .O.O......................O.O...O...O.OOO....O..OOO...OO....
  667.  .O.O................................O..OO....O..OO....OO.O..
  668.  ..O..................................OOOO....O......OO....O.
  669.  .....................................OO.O...O...O....OO.....
  670.  .........................................OO..O.O........O...
  671.  .....................................OO..O.OO...OOOOOOO.OO..
  672.  ......................................O..........OO....OO.O.
  673.  .......................................O............OOO.O..O
  674.  ....................................................OO...O.O
  675.  
  676.  
  677. Here are two short, wide period 3 spaceships which show more components that
  678. could be added to Dean's grammar.  These ships have additional sparks that
  679. are useful for perturbing following spaceships and for attaching tagalongs
  680. to.  The spaceship on the right is the only known period 3 spaceship with a
  681. spark on the edge.  This ship was found by an explicit search starting with
  682. that spark.  But the edge spark has not been too useful so far.
  683.  
  684. [Two more period 3 spaceships with useful sparks (speed c/3)]
  685.  ...O....       .....O.O...
  686.  ..O.O...       .....O.....
  687.  ..O.O...       ..OOO......
  688.  ..O.....       ..OO.O.....
  689.  ........       .O..OO.....
  690.  .OO.....       ..OOOO.....
  691.  ..O.O...       .....O.....
  692.  .O.O....       ..O.O..O...
  693.  .OOO....       OO.OO.O....
  694.  ........       OOO........
  695.  ..O.O...       .....O.....
  696.  ..OO....       .OO...OOO..
  697.  ...O....       .OOO..O....
  698.  ...O.O..       ........O..
  699.  ...OO...       ....OOOO...
  700.  .OOO....       .....O.....
  701.  O.O.....       .....OO....
  702.  O..O....       ......O.OOO
  703.  O.OO....       .......O...
  704.  ...O....       ..........O
  705.  O..O....       ......O....
  706.  .OO.....       ....OOOOO.O
  707.  ..O...O.       ...O...OO.O
  708.  ...OO..O       ..O...O....
  709.  ...OO...       ...O...O...
  710.  ....O...       .....O.....
  711.  ...OO...       ...OOO.....
  712.  ..O...O.       ..O..O.....
  713.  .OO.OO..       ......OO...
  714.  ..O.....       ..OOO.OO...
  715.  ..OO....       ..OO...OO..
  716.  ...O....       ......O.O..
  717.  ....O...       ....OOO....
  718.                 ....OOO....
  719.                 ....OO.....
  720.                 ......O....
  721.                 ....OO.....
  722.                 .....O.O...
  723.                 ......O....
  724.  
  725.  
  726. I found a salvo of two LWSSs that could hit the back of the first ship above
  727. and which generates a glider.  Dean Hickerson then extended that to a salvo
  728. of four LWSSs that could hit two period 3 ships to generate a backwards-
  729. traveling MWSS.  This is shown below.
  730.  
  731. [Four LWSSs hit two period 3 ships to produce backwards MWSS]
  732.  ....O.........................................................
  733.  ..OO..........................................................
  734.  ..OO..........................................................
  735.  ....O.........................................................
  736.  ..O...........................................................
  737.  ..O.O.........................................................
  738.  ..O.O.........................................................
  739.  ...O..........................................................
  740.  .OO...........................................................
  741.  ..O...........................................................
  742.  ..OOO.........................................................
  743.  ...O..........................................................
  744.  .....O........................................................
  745.  ...OO.........................................................
  746.  ...OO.........................................................
  747.  ..............................................................
  748.  OOO...........................................................
  749.  OO..OO........................................................
  750.  ..O...........................................................
  751.  .OO...........................................................
  752.  .OO...........................................................
  753.  .O..O.........................................................
  754.  .....O........................................................
  755.  ..OOOOO.......................................................
  756.  ......OO......................................................
  757.  ......OO..OO..................................................
  758.  ...OOOO..OO.OO................................................
  759.  ..O...O...OOOO............................................OO..
  760.  ..OOO......OO............................................OO.OO
  761.  ..O..O....................................................OOOO
  762.  ...O.......................................................OO.
  763.  ...O.O........................................................
  764.  ....O.........................................................
  765.  ..............................................................
  766.  ..............................................................
  767.  ..............................................................
  768.  ..............................................................
  769.  ..............................................................
  770.  ..............................................................
  771.  ..............................................................
  772.  ..............................................................
  773.  ..............................................................
  774.  .......................O......................................
  775.  ......................O.O.....................................
  776.  ......................O.......................................
  777.  .....................O..O..............O..O...................
  778.  .....................OOO......OO......O.......................
  779.  .....................O...O...OOOO.....O...O...................
  780.  ......................OOOO..OO.OO.....OOOO....................
  781.  .........................OO..OO...............................
  782.  .........................OO...................................
  783.  .....................OOOOO....................................
  784.  ........................O.....................................
  785.  ....................O..O......................................
  786.  ....................OO........................................
  787.  ....................OO........................................
  788.  .....................O........................................
  789.  ...................OO..OO.....................................
  790.  ...................OOO........................................
  791.  ..............................................................
  792.  ......................OO......................................
  793.  ......................OO......................................
  794.  ........................O.....................................
  795.  ......................O.......................................
  796.  .....................OOO......................................
  797.  .....................O........................................
  798.  ....................OO........................................
  799.  ......................O.......................................
  800.  .....................O.O......................................
  801.  .....................O.O......................................
  802.  .....................O........................................
  803.  .......................O......................................
  804.  .....................OO.......................................
  805.  .....................OO.......................................
  806.  .......................O......................................
  807.  
  808.  
  809. This pattern is similar to the one found earlier by Dean, but uses two fewer
  810. spaceships.  It has another important advantage over the earlier pattern.
  811. The returning MWSS is on a different path than the incoming LWSSs.  This
  812. means that multiple salvos of LWSSs can be heading for the period 3 ships,
  813. at the same time as multiple returning MWSSs can be heading backwards.
  814.  
  815. In August 1992, the above reaction was used by Dean Hickerson to implement
  816. an example of a "sawtooth" pattern (his seventh).  A sawtooth is a pattern
  817. whose population is unbounded, but which doesn't tend to infinity (the graph
  818. of the population looks like a zig-zag pattern, with fixed lower points and
  819. increasing higher points).  In this sawtooth, a salvo gun tries to shoot
  820. salvos of the four LWSSs at the receding period 3 spaceships, but 5 of the
  821. salvos are inhibited if a MWSS has just arrived.  So a stream of salvos
  822. grows towards the period 3 ships and is reflected back towards the gun.
  823. When the first MWSS reaches the gun, the salvos are turned off, and stay
  824. off until the last returned MWSS arrives.  Since the period 3 spaceships
  825. are receding, each cycle requires more salvos before being turned off, and
  826. thus the population keeps reaching higher maximums.  But the population
  827. always returns to the same low number of ON cells when the salvos are
  828. used up.
  829.  
  830. --------------------- [Continued in next mail article] ----------------------
  831.