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Conway 生命游戏
4 条规则,万千形态。元胞自动机的祖师爷 —— 简单规则也能涌现出滑翔机、机枪、振荡器。
规则就这四条
每个格子有”活/死”两种状态,每一帧按邻居数同时更新:
- 欠人陪:活细胞旁少于 2 个活邻居 → 死(孤独)
- 正合适:活细胞旁有 2 或 3 个活邻居 → 保持
- 太挤了:活细胞旁多于 3 个活邻居 → 死(拥挤)
- 正合适:死细胞旁恰好 3 个活邻居 → 复活
够简单了吧?但看看右边那些 pattern,complexity 从这四条规则里硬生生长出来。
几个经典 pattern
- 滑翔机 (Glider):5 个细胞拼成的最小移动单元,每 4 代向右下平移 1 格。1970 年发现后成了元胞自动机的标志。
- 高斯机枪 (Gosper Glider Gun):每 30 代发射一个滑翔机。这是第一个被证明永远活着且数量增长的 pattern —— 推翻了”生命游戏不可能无界增长”的猜想。
- 脉冲星 (Pulsar):周期为 3 的振荡器,对称美观。
- 随机:撒一把随机种子,看会演化出什么。多数会消亡,少数会发现稳定结构。
为什么这是 CS 经典
生命游戏被证明是 图灵完备 的 —— 理论上你能用足够大的生命游戏盘面模拟任何计算机程序(包括另一个生命游戏)。
这背后的哲学意义:复杂性不需要复杂的规则。