《生命游戏》仍在透露秘密

研究人员在康威的“生命游戏”中发现了一种模式,它表现出惊人的永恒性……
2022年1月20日

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康威的《生命游戏》快照

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生命游戏是数学家约翰·康威在1970年发明的,它是一个非常简单的模型,用来描述理论上细胞群的行为。现在,半个多世纪过去了,我们仍然在发现这个简单游戏的奇妙行为。

康威的《生命游戏》(Game of Life),也就是人们常说的“生命”,就是一个零玩家游戏的例子。这意味着一旦你布置好棋盘,它就会根据一套非常简单的规则进行游戏。

人生的游戏是在一个无限大的正方形棋盘上进行的,很像国际象棋或跳棋。每块板上都可以有一个活细胞。然后,每一秒,棋盘都在变化。然而,如果一个活细胞的邻居少于两个,它就会死于孤独;超过三个,就会因为过度拥挤而死。如果恰好有三个单元格与一个空的正方形相邻,则生成一个新单元格。

虽然规则很简单,但生命游戏以创造复杂而迷人的模式而闻名。自我维持的小细胞群形成的模式就像微小的有机体一样,在棋盘上行走。其他配置像烟花一样爆炸,或者像交通灯一样闪烁。

城镇萨罗城Ilkka不同是来自芬兰图尔库大学的两位研究人员,他们一直在研究这个游戏,试图在混乱中找到一些秩序。

几乎在它被发明之后,数学家们就开始寻找“静物”。这些是活细胞和死细胞永不改变的模式:每个细胞都与恰好的邻居保持着完美的平衡。

但总是有相反的问题。如果静物是细胞的结构,它们不会随着时间的推移而改变,你能走另一条路吗?有没有一些构型,除了它们自己,不可能来自其他任何东西?

约翰·康威(John Conway)问1972年是否存在这些配置。半个世纪后的今天,我们有了答案。Salo和Törmä发现了一个具有此属性的模式。

结果是非常规则的,像被子一样。事实上,这是预料之中的,这对夫妇专门在无限模式的部分中寻找他们的解决方案。为了搜索所有这些被子,他们使用了一个叫做SAT求解器的计算机程序。仅仅三个半小时后,它就找到了金子。

在他们发现这个配置后,Törmä和Salo将结果发布在一个致力于生命游戏的在线论坛上。没过多久,它就被证实了,它存在的其他后果也被发现了。

现在我们知道了。在一个有着惊人复杂性和突发行为的世界里,绿洲是永恒的平静。一个小的细胞群落,从一开始就和平地生活着。

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