黑客的玩具——康威生命游戏 | 周末之选 | 自由微信

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黑客的玩具——康威生命游戏 | 周末之选

Original 2016-12-17 七君把科学带回家

本文由公众号 “把科学带回家” 提供
给孩子最好的科学教育

周末之选：康威生命游戏

今天，周末之选为爸爸妈妈，还有各位宝宝介绍一个著名的游戏——“康威生命游戏”。

康威生命游戏，也叫康威生命棋。这个规则简单，但意味深长的游戏曾经让无数的生物学家、数学家和计算机学家为之着迷。

“康威生命游戏”是英国数学家约翰•何顿•康威（John Horton Conway）发明的。1970年，康威在“科学美国人”（Scientific American，把科学带回家的妈妈的妈妈）上发表了这个游戏。

游戏一出来，立刻吸引了英美的数学家和计算机专家的目光。全世界许多科学家都认真研究了这个问题，还发表了许多论文来探讨这个游戏。这个游戏更是让许多黑客爱不释手。许多人甚至认为，这种康威生命游戏能够解释许多关于生命和宇宙的宏大问题。

那么，这个游戏为什么让人如此着迷呢？我们来看一看它的玩法吧！

想要试一试的话，有这些地方可以玩：

安卓中文版：
www.wandoujia.com/apps/com.dosse.life
www.wandoujia.com/apps/com.fox.lifegame

苹果中文版：
itunes.apple.com/cn/app/chao-ji-sheng-ming-you-xi/id961888931?mt=8

在线英文版：
people.kth.se/~gunnarj/LIFE/lifegame5w.html
bitstorm.org/gameoflife/

基础版“生命游戏”的规则：

1. 在一个格子世界里，每一个格子里最多可以长一个细胞。细胞根据规则，一代、一代地存活、繁殖或死亡；

2. 每个细胞的存活或死亡规则：

• 相邻的细胞等于2个或3个，将活到下一代；
• 相邻的细胞大于或等于4个，将过度拥挤而死亡；
• 相邻的细胞小于或等于1个，将过于孤单而死亡。

3. 细胞的繁衍规则：
如果某个空格周围有3个细胞，那么这个空格里就可以生长出一个新细胞。

你看懂了吗？这个游戏的规则多么像我们的世界啊！如果你身边的亲人、朋友太少，那么你生存的几率就很小；反之，如果你身边的人太多，那么竞争就会很激烈，你也不容易生存。整个格子世界就这样一代一代地变化。

如果你随便玩几轮，那么你就会发现，根据这样的规则，一般的初始细胞分布形态在几轮后就会全部阵亡。

什么样的初始设置最终不会阵亡呢？

实际上，有一些细胞的分布形态非常稳定，不管你运行几代，它们永远都保持一样的形态，毫不变化。这些分布形态就叫做静物(still life)。比如下面的这四种。

有一些初始设置也不会阵亡，但是会在不同的图案间反复切换，这类叫做振荡器（oscillator）。

最有意思的一类初始设置莫过于“太空船”（spaceship）了。这种图案可以在方格世界中不停地移动。

在太空船中，有一类图案叫做滑翔翼（glider），它们可以一直在方格世界中前行。

另外，科学家们和生命游戏爱好者还发现，生命世界游戏也有自己的“光速”，在里面的图案运动速度都无法超越这个“光速”，就像在我们的世界里任何物体的速度无法超越光速一样。是不是很神奇？

除了上面这几种以外，其实还有其他一些永不阵亡的形态，比如繁殖者、吞噬者等等。

▲ 吞噬者吃掉滑翔机

▲ 繁殖者

我们以上面的英文版为例，看一下玩法。这个游戏比基础版的多几条规则：