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2021-11-05

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游戲起源

????????康威（John Horton Conway）發(fā)明的細(xì)胞自動機(jī)經(jīng)過多次優(yōu)化規(guī)則后，最初出現(xiàn)于1970年10月《科學(xué)美國人》雜志，引起大量“玩家”興趣，進(jìn)一步演化成“生命游戲”。

游戲規(guī)則

????????一個平面上平鋪著許多網(wǎng)格狀小方塊，每一個小方塊我們稱其為“細(xì)胞”。細(xì)胞有兩種狀態(tài)——存活及“死亡”。

玩家設(shè)置初始狀態(tài)后

• 每個細(xì)胞的狀態(tài)由該細(xì)胞及周圍八個細(xì)胞上一次的狀態(tài)所決定；

• 如果一個細(xì)胞周圍有3個細(xì)胞為生，則該細(xì)胞為生；

• 如果一個細(xì)胞周圍有2個細(xì)胞為生，則該細(xì)胞的生“死”狀態(tài)保持不變；

• 在其它情況下，該細(xì)胞為“死”。

????????借由前文《美國科學(xué)人》原稿的圖片部分，可對規(guī)則進(jìn)行簡單實踐。

初探游戲

　　簡單的規(guī)則似乎并沒有太多的可玩性，但事實恰恰相反。當(dāng)細(xì)胞們迭代頻率的加快后，他們組成的圖案將以一定的規(guī)律變化。

????????利用滑翔機(jī)的這些特性，我們就可以在生命游戲中構(gòu)建出套娃：

以及邏輯門

舉一反三

顯然，我們可以得到些更加富有創(chuàng)造性的裝置：

????????我們可以想象，像生命游戲這樣的東西，只有一些基本規(guī)律，可能會產(chǎn)生高度復(fù)雜的功能，甚至是智能。它可能需要包含數(shù)十億個正方形的網(wǎng)格，但這并不奇怪。我們的大腦中有數(shù)千億個細(xì)胞。

——斯蒂芬·威廉·霍金（Stephen William Hawking）

????????最簡單的邏輯規(guī)則，就能產(chǎn)生出復(fù)雜有趣的活動。

????????我們可以在生命游戲中模擬黏菌繁殖，甚至搭建出計算機(jī)，顯然，生命游戲是圖靈完備的（即可模擬單帶圖靈機(jī)）。這也意味著，它能做到圖靈機(jī)能做的任何事，以及做到其他圖靈完備的東西所做到的任何事。

????????如：你可以在生命游戲中運行一個java虛擬機(jī)，并在虛擬機(jī)中運行生命游戲，并在生命游戲中運行一個java虛擬機(jī)（當(dāng)然，需要一臺配置足夠優(yōu)秀的電腦，某些看似簡單的裝置迭代速率都已達(dá)到十萬次每秒的量級）。

????????理論上講，只要了解有關(guān)初始條件的所有知識，你就能確定由微小事物構(gòu)建出的龐大體系的結(jié)果，但實際并不如此輕易。

????????假若在現(xiàn)實世界中，我們要預(yù)測未來發(fā)生的事：

????????首先要了解這個世界運行的“規(guī)則”，不能出現(xiàn)半點紕漏，而我們只是三維的“蟲子”，這種局限性使我們幾乎不能跳脫出我們自己的維度進(jìn)行觀察。

????????其次，如果我們想要預(yù)測世界將會發(fā)生什么，如同對生命游戲一樣，我們需要對其進(jìn)行預(yù)判模擬，然后再去看看發(fā)生了什么，而這正是我們以自由意志待人的方式。愛因斯坦無法讓自己相信“上帝與世界玩骰子”，但也許我們可以讓他接受“上帝讓世界自由運行”的想法。

????????十五年前，生命游戲創(chuàng)始人康威與他的另一位數(shù)學(xué)家伙伴——科亨（Simon B. Kochen）指出：如果我們擁有自由意志（即我們的選擇與過去時間無關(guān)），那么在一定的假設(shè)前提下，一些基本粒子必須表現(xiàn)出類似的行為。

　　如果實驗者有自由意志的話，那么基本粒子也是如此。

——自由意志定理（Free Will Theorem）

????????自由意志定理在哲學(xué)，甚至量子力學(xué)等不同領(lǐng)域產(chǎn)生的影響都是極具沖擊性的。

致敬

????????令人惋惜的是，英國數(shù)學(xué)家、普林斯頓大學(xué)榮譽退休教授康威于2020年4月11日因新冠肺炎去世，享年82歲。

????????老爺子最廣為人知的生命游戲，僅通過幾條簡單的規(guī)則，向大眾展現(xiàn)了數(shù)學(xué)簡潔而深刻的魅力之處所在。

后記

????????在生命游戲里，每個細(xì)胞的狀態(tài)由它自己和它身邊的八個細(xì)胞前一次的狀態(tài)決定?，F(xiàn)今疫情防控形勢并不樂觀，我們每一個人就像“生命游戲”里的單個細(xì)胞，我們決定著他人的狀態(tài)，也受他人的影響。

????????疫情仍未結(jié)束,防疫不可松懈！做好自身防護(hù)：勤洗手、戴好口罩，接種疫苗加強(qiáng)針，保護(hù)自己就是保護(hù)他人！讓我們攜起手來，堅持疫情防控，共筑免疫長城。

參考文獻(xiàn)

[1]陳凱.透過技術(shù)的表象看本質(zhì)——生命游戲中的邏輯[J].中國信息技術(shù)教育,2014(23):23+40.

[2]天文在線.我們確定性的宇宙中存在自由意志嗎？[EB/OL].(2019-11-23)[2021-10-31].https://baijiahao.baidu.com/s?id=1650413133708859276&wfr=spider&for=pc

撰 稿 人：科技協(xié)會科創(chuàng)部? ? ?向俊丞 混雋雅 劉鑫禹

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