“生命”游戏

来源:吉言网 编辑:之瑶 2018-12-20 17:07:35

“生命”游戏是细胞自动机理论的一种最简单实例,它是当代英国著名代数学家、剑桥大学教授康韦(J. H. Conway)所发明的,由于数学科普作家马丁·加德纳的推荐而迅速传播到世界各国。

可以利用围棋盘,也可以自己临时在纸上画许多方格而制成,棋子可用围棋子或图钉、纽扣来代替。

“生命”游戏是单人游戏,它能模拟自然界各类物种的增殖、稳定、面临灭绝与摇摆不定。开始时,在棋盘的格子里随便放置几只棋子,构成一种几何图形,并予以命名,例如三叶虫、四眼鱼等,称为原始物种。构成图形的每一只棋子,称为“细胞”。规定每个细胞有8个“近邻”。除了上、下、左、右四个近邻之外,与之最接近的四个斜角上的细胞也算邻居(见图1)。

图1

从一个状态过渡到下一个状态需要满足以下三条规则:

(1) 存活——具有2个或3个近邻的细胞,下一时刻将继续生存。

(2) 死亡——具有4个或4个以上近邻的细胞,在下一时刻要死亡,这是因为过分稠密、食物不足以及环境质量恶化而导致的死亡;另外,只有1个近邻或没有近邻的细胞,在下一时刻也要死亡,这是由于过分稀疏而导致的死亡;死亡的棋子就要拿出棋盘。

(3) 新生——如果棋盘上有某一空白点,此刻恰有三个近邻,则在下一时刻,在这一空白点处将要“出生”一个细胞。

规则仅此三条,十分简单,任何人都能理解,但是照此演变下去,却是变化莫测的。现在,人们已经编好程序,使它可以在带有图像显示设备的计算机上进行模拟。它着实要比一些“捉强盗”、“星球大战”等电子游戏有意思得多。

图2的“三叶虫”是一种“振荡态”,像是十字路口闪烁的红绿灯。

图2

图3的“乌龟”则是一种稳定状态,保持原状,不生不灭。

图3

图4的“长蛇”却越缩越小,最后灭绝。

图4

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