【材制 | 视角】“研究游戏？套娃！”——生命游戏
初原载于 爱学习的 青春材制
2021-11-05
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游戏起源
康威（John Horton Conway）发明的细胞自动机经过多次优化规则后，最初出现于1970年10月《科学美国人》杂志，引起大量“玩家”兴趣，进一步演化成“生命游戏”。
游戏规则
一个平面上平铺着许多网格状小方块，每一个小方块我们称其为“细胞”。细胞有两种状态——存活及“死亡”。
玩家设置初始状态后
每个细胞的状态由该细胞及周围八个细胞上一次的状态所决定；
如果一个细胞周围有3个细胞为生，则该细胞为生；
如果一个细胞周围有2个细胞为生，则该细胞的生“死”状态保持不变；
在其它情况下，该细胞为“死”。
借由前文《美国科学人》原稿的图片部分，可对规则进行简单实践。
初探游戏
简单的规则似乎并没有太多的可玩性，但事实恰恰相反。当细胞们迭代频率的加快后，他们组成的图案将以一定的规律变化。
利用滑翔机的这些特性，我们就可以在生命游戏中构建出套娃：
以及逻辑门
举一反三
显然，我们可以得到些更加富有创造性的装置：
我们可以想象，像生命游戏这样的东西，只有一些基本规律，可能会产生高度复杂的功能，甚至是智能。它可能需要包含数十亿个正方形的网格，但这并不奇怪。我们的大脑中有数千亿个细胞。
——斯蒂芬·威廉·霍金（Stephen William Hawking）
最简单的逻辑规则，就能产生出复杂有趣的活动。
我们可以在生命游戏中模拟黏菌繁殖，甚至搭建出计算机，显然，生命游戏是图灵完备的（即可模拟单带图灵机）。这也意味着，它能做到图灵机能做的任何事，以及做到其他图灵完备的东西所做到的任何事。
如：你可以在生命游戏中运行一个java虚拟机，并在虚拟机中运行生命游戏，并在生命游戏中运行一个java虚拟机（当然，需要一台配置足够优秀的电脑，某些看似简单的装置迭代速率都已达到十万次每秒的量级）。
理论上讲，只要了解有关初始条件的所有知识，你就能确定由微小事物构建出的庞大体系的结果，但实际并不如此轻易。
假若在现实世界中，我们要预测未来发生的事：
首先要了解这个世界运行的“规则”，不能出现半点纰漏，而我们只是三维的“虫子”，这种局限性使我们几乎不能跳脱出我们自己的维度进行观察。
其次，如果我们想要预测世界将会发生什么，如同对生命游戏一样，我们需要对其进行预判模拟，然后再去看看发生了什么，而这正是我们以自由意志待人的方式。爱因斯坦无法让自己相信“上帝与世界玩骰子”，但也许我们可以让他接受“上帝让世界自由运行”的想法。
十五年前，生命游戏创始人康威与他的另一位数学家伙伴——科亨（Simon B. Kochen）指出：如果我们拥有自由意志（即我们的选择与过去时间无关），那么在一定的假设前提下，一些基本粒子必须表现出类似的行为。
如果实验者有自由意志的话，那么基本粒子也是如此。
——自由意志定理（Free Will Theorem）
自由意志定理在哲学，甚至量子力学等不同领域产生的影响都是极具冲击性的。
致敬
令人惋惜的是，英国数学家、普林斯顿大学荣誉退休教授康威于2020年4月11日因新冠肺炎去世，享年82岁。
老爷子最广为人知的生命游戏，仅通过几条简单的规则，向大众展现了数学简洁而深刻的魅力之处所在。
后记
在生命游戏里，每个细胞的状态由它自己和它身边的八个细胞前一次的状态决定。现今疫情防控形势并不乐观，我们每一个人就像“生命游戏”里的单个细胞，我们决定着他人的状态，也受他人的影响。
疫情仍未结束,防疫不可松懈！做好自身防护：勤洗手、戴好口罩，接种疫苗加强针，保护自己就是保护他人！让我们携起手来，坚持疫情防控，共筑免疫长城。
参考文献
[1]陈凯.透过技术的表象看本质——生命游戏中的逻辑[J].中国信息技术教育,2014(23):23+40.
[2]天文在线.我们确定性的宇宙中存在自由意志吗？[EB/OL].(2019-11-23)[2021-10-31].https://baijiahao.baidu.com/s?id=1650413133708859276&wfr=spider&for=pc
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