生命游戏(Game of Life)有哪些图形?
生命游戏是一种模拟真实世界生存的游戏。植物、动物和建筑物在生长过程中会产生微小的生命体,形成一个动态的生态网络。这种游戏展示了生命的无限可能性以及环境变化对生物群落的影响。
不邀自答,首次在知乎分享。
生命游戏,又称为元胞自动机,是一组基于简单规则的复杂系统,这组规则源自冯·诺依曼等人的设想,并因其独特的动态性和生成图形的多样性而备受关注。
在生命游戏中,每个“细胞”的生死状态由其周围的八个细胞共同决定,这四条简单的规则——"人口过少"、"正常"、"人口过多"和"繁殖"——却能衍生出令人叹为观止的图形。
“脉冲星”如同一颗周期爆发的星星,其周期性的变化令人着迷,而“滑翔者”则能在移动中保持原有的形态,仿佛在无尽的宇宙中自由穿行。“轻量级飞船”则以其稳定的移动轨迹和独特的周期性吸引着人们的目光。
更为神奇的是,通过这些规则的组合和变化,还能产生出如“滑翔者枪”和“繁殖者”等复杂的图形,它们在游戏中不断演变,如同宇宙中的星辰般绚烂多彩。
值得一提的是,元胞自动机的每个细胞的状态不仅受其相邻细胞的影响,而且图形的展现是逐行向下拓展的,细胞和相邻细胞的死活状态组合共有8种,每种组合又可能导致下一行细胞的状态变化,从而形成256组不同的规则。
数学家斯蒂芬·沃尔夫勒姆对元胞自动机进行了深入研究,并在其著作《一种新的科学》中详细记录了这256组规则及其可能产生的结果,这些结果大致可分为不动点、交替态、随机态和复杂态等,展示了元胞自动机在简单规则下产生的复杂性和多样性。
生命游戏的图形不仅美丽,而且富有深意,它们展示了简单规则如何产生复杂现象的原理,也让我们对自然界的复杂性和生命的奥秘有了更深的思考。
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