1.4　生命游戏

第一个例子是一个非常著名的游戏，叫作“生命游戏”。这个游戏并不是人和计算机玩的，而是计算机自己跟自己玩的。这个游戏的开发目的既不是为了供人们娱乐，也不是为了模拟现实中的实际场景，而是为了展示简单的互动规则就足以产生丰富多彩的复杂现象。

这是一个由大量黑白方格组成的世界，每一个方格都可以看成一个主体，每一个主体都可以跟它周围的8个邻居发生相互作用。我们不妨做一个比喻，假设黑色方格表示这个生命体是活的，白色方格表示这个生命体是死的，而且这些生命体都不能移动，只能在自己的方格里待着，如图1-3所示。

图1-3　生命游戏

生命游戏的规则如下。

• 出生：如果某方格为白，周围的8个邻居中有3个方格为黑，则该方格变黑。
• 过分拥挤而死亡：如果某方格为黑，周围的8个邻居中黑色方格的数量超过或等于3个，则该方格变白。
• 过分孤独而死亡：如果某方格为黑，周围的8个邻居中黑色方格的数量少于2个，则该方格变白。
• 其他情况颜色不变。

根据上述简单规则，生命游戏就可以产生非常复杂的现象。下面我们通过模拟程序展示用NetLogo做出来的生命游戏。

打开NetLogo软件，在“文件”菜单下单击“模型库”，如图1-4所示。

图1-4　NetLogo软件界面

模型库中就有我们要展示的生命游戏，如图1-5所示，这是一个绿红相间的方格世界。

图1-5　NetLogo自带的生命游戏

开始的时候，只要单击“setup”按钮，就会用一些随机的红色方格和绿色方格来进行填充。

接下来，单击“go-forever”按钮，整个世界就会按照前述简单规则运转。我们很快就会看到一个类似于沸腾的屏幕，上面闪烁着各种各样的花纹。

开始时你可能觉得这些花纹比较随机，但是随着游戏演化，你会发现，慢慢地大量随机的花纹消失了，出现了一些看起来比较对称的花纹，有时候甚至会产生一些令人非常惊叹的结构，如图1-6所示。

图1-6　运行中的生命游戏

这就是所谓的生命游戏世界。别小看这样一个生命游戏世界，数学家们花费了大量精力就证明了一件事：这个生命游戏世界理论上可以模拟任意的计算过程。也就是说，你在计算机中可以计算的任何程序和内容，都可以让生命游戏来完成计算。所以生命游戏的发明者约翰·康威曾经说过这样一段豪言壮语：“如果给我充足的时间和空间，我将能够用生命游戏创造出任何你能想到的复杂事物，包括能够撰写博士论文的智慧生命。”