《生命游戏》(Golly)v3.2是一款经典的跨平台细胞自动机模拟软件,支持多种规则和大尺度仿真,让玩家探索复杂的模式与动态系统。
约翰·康威在1970年发明的生命游戏(Game of Life)是他最著名的作品之一,并且广受专业人士和大众的认可。这个游戏展示了简单的逻辑规则可以产生复杂有趣的活动,验证了一些科学家的宇宙观。
生命游戏在一个网格上进行,有点像围棋。填充的单元格代表有生命的细胞或“存在”,而空白单元格则表示“无”。该游戏只有四条规则:
1. 当一个存活细胞周围仅有0个或1个其他存活细胞时,该细胞死亡。
2. 如果一个存活细胞周围的邻居是两个或者三个,那么这个状态保持不变。
3. 若某个活着的细胞被四个或更多的邻近活细胞包围,则它也会死掉(表示过密导致生存困难)。
4. 当某处空白单元格周围恰好有三个相邻的存活细胞时,在该位置生成一个新的存活细胞。
这种元胞自动机体现了冯·诺依曼关于机器自我进化的思想,即通过简单的规则实现复杂的系统行为。早在计算机尚未普及的时代,人们就已经发现了生命游戏中的许多典型模式:
- 静态图案(如方块、蜂窝和吐司)不会发生变化。
- 振荡器在有限的图形之间循环变化。
- 移动物体(例如滑翔机和轻型飞船),它们会在网格中沿固定方向移动。
后来,人们发现了更多复杂的模式。例如,高斯帕滑翔机枪可以在无限时间内生成新的滑翔机;而繁殖者则展示了二次增长的能力。还有河豚(puffer)等大型运动物体,在整个方格世界内留下碎片或痕迹。
此外,沃尔夫勒姆在研究康威的生命游戏后创建了一维元胞自动机Rule 30,并发现其演化结果呈现出部分规律性和随机性的特点。这种模式还被发现在自然界中如织锦芋螺的花纹上出现过,这表明简单的规则可以产生复杂的图案。
总之,生命游戏不仅展示了简单规则下的复杂性,也启发了科学家们探索宇宙和生命的本质问题。