Python实现生命游戏

导语

T_T跑模型的时候无聊翻到的一篇文章。

里面介绍的生命游戏似乎很有意思的样子。

于是打算用Python简单复现一下~~~

顺便过来水篇文章？

Let's Go~

开发工具

Python版本：3.6.4

相关模块：

matplotlib模块；

numpy模块。

环境搭建

安装Python并添加到环境变量，pip安装需要的相关模块即可。

主要思路

游戏简介：

想象一下，一望无际的太平洋被分成了许许多多方格子。每个格子里正好能放下一个“细胞”。这个细胞不能运动，它可以是死的，也可以是活的。但它的状态，是由它周围8个细胞的死活决定的。

决定的规则为：

（1）“人口过少”：任何活细胞如果活邻居少于2个，则死掉；

（2）“正常”：任何活细胞如果活邻居为2个或者3个，则继续活；

（3）“人口过多”：任何活细胞如果活邻居大于3个，则死掉；

（4）“繁殖”：任何死细胞如果活邻居正好是3个，则活过来。

题外话：

上面这几条规则大概是元胞自动机中最出名的一套规则了。“麦克阿瑟天才奖”最年轻的得主Stephen Wolfram正是元胞自动机的忠实粉丝。其发现的“Rule 30”规则组，可以从一个活细胞出发，生成一套极其复杂的无尽花纹。后来Mathematica里使用的随机数生成器，就是基于“Rule 30”的。

250次迭代后的“Rule 30”：

据说结果神似织锦芋螺的花纹。

Wolfram认为这正是我们宇宙的本质；我们的世界就是计算，就是一套简单的规则生成的复杂现象。其关于元胞自动机的研究获得了超过一万次引用。

随手附上xkcd的一幅漫画：

生命游戏具体实现过程详见相关文件中的源代码。

使用演示

在cmd窗口运行GameOfLife.py文件即可。

随机填充的效果视频演示：

更多

为什么人类有目的，机器就没有呢？你觉得区别在哪里呢？

Wolfram的回答（引自果壳网）：

这是个好问题。水有向下流的“目的”，你可以为物理世界赋予各种各样的“目的”，但所谓的目的其实有两种，一种是遵循物理机制自然会产生的结果，另一种则是努力要去实现的目标。自然界的计算能力完全可以和人脑像匹敌，但自然界的目的全都是前者，而如果我们希望得到类人智能，必须要有类人的目的。比如湍流，或者木星大气表面的漩涡，它在做各种各样繁复的计算，恐怕比我们的大脑更加复杂——至少是运算量更大，但它看起来并未获得我们所说的智能，因为我们唯一知道的智能，就是人类智能。