生命游戏，约翰·康威的遗产

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什么是人生游戏？ 人生游戏的意义何在？ 死者约翰·康威（John Conway）的遗产。

最近，我了解到John Conway已因COVID-19而过世。 这是一个非常不幸的情况，令我感到沮丧的是，我无法与一个对数学和从最基本的规则演变而来的复杂性思想做出了巨大贡献的人交谈。 约翰·康威（John Conway）主要是一位数学家（普林斯顿大学数学教授），但是计算机科学家和人工智能爱好者永远会因为他的”人生游戏”（即细胞自动机）而记住他。

为什么生命游戏作为细胞自动机如此重要？ 从更哲学的角度来看，《生活的游戏》向我们展示了如何从简单中产生复杂性。 通常，我们人类会提出关于我们自身存在的问题。 也许有人会说，像我们这样的复杂生物是某种神圣计划的产物。 实际上，统治宇宙的神圣实体的基本论据之一是，所创造的行星绝对不可能支持生命，进而支持我们的生存（尤其是在研究智力时）。

因此，我们的存在不能通过宇宙中简单的随机过程来证明。 如果我们能证明基本过程会产生非常复杂甚至是智能的系统，这会在整个有关神圣计划的想法上打上问号，不是吗？ 确实，生命游戏促使我们思考这些事情。

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事不宜迟，让我们进入生命游戏的定义。 非常简单 在细胞自动机中，每个单元最多具有8个相邻单元（对角，垂直和水平）。 自动机（与其他任何自动机一样）从填充的”活动”单元的初始状态开始。 因此，自动机的状态由网格上的”活动”和”死亡”单元组成。 在每次迭代中，我们根据特定规则选择哪些单元格保持”活动”或换句话说已填充，以及哪些单元格”死亡”。 另外，可以在下一次迭代中生成其他单元（”出生”）。 控制此行为的简单规则如下：

· 每个具有2个或3个相邻单元的”活动”单元都可以生存到下一次迭代。

· 每个具有4个邻居的”死亡”细胞都变成一个”活”细胞，或者换句话说，是复活的（在某种意义上）。

· 剩下的死了。

这些规则与现实生活有一个有趣的相似之处。 以规则1为例。 细胞存活的唯一方法是它具有陪伴细胞（2或3）。 少是不够的，也许与人类的想法非常相似。 从科学上讲，交往归因于更幸福的生活和长寿。 但是，过多的社交活动可能会杀死您（例如，细胞自动机的情况）。 您可以将其视为对资源的过度使用。 这就是为什么拥有超过3个相邻”活动”细胞的原因。 不幸的是，我还没有想到2.规则的寓言，即死细胞可以在4个邻居中恢复。

人生游戏是图灵完成的。 意味着可以用算法计算任何可以通过算法计算的东西（图灵机计算机）。 您可以想象的任何可能的程序都可以用它编写。

现在介绍了有趣的部分，这些简单的规则导致了一些时髦的行为，例如以下操纵杆旋转（一个非常简单的示例）：

如果我们使模拟更加复杂，将更多的活动单元添加到初始状态，那么您将获得更多收益：

令人难以置信的是，三个简单的规则控制着这些有趣形状的形成！ 只需更改随机种子以初始化网格，即可使用多种不同的行为。

进一步扩展，相互作用当然会变得更加复杂。 它使您想知道它们能走多远，多么”复杂”。 这些元胞自动机是某种程度上的智能，还是某种神奇的初始化将使它们随着时间的流逝而变得”智能”？ 无论如何，智能的定义是什么？ 人工智慧的来源是什么，仅仅是智能初始化和应用简单规则？ 由于细胞自动机是图灵完备的，因此可能性是无限的。

再一次，我们要感谢约翰·康威（John Conway）的出色工作和遗产。 他可能影响了不同领域（不仅是计算机科学和数学）的几代科学家。 就在过去的一年中，我对生命游戏进行了无数讨论。 不是因为我正在该领域进行深入研究，而是因为它在科学界无处不在。 它一次又一次地找到我，将来会继续找到我。

总结一下，这是我编写并享受的实现示例。

参考文献

[1]照片来自Pixabay

[2] Python实现：https：//github.com/jimimvp/game-of-life

(本文翻译自Marin Vlastelica Pogančić的文章《The Game of Life, the Legacy of John Conway》，参考：https://towardsdatascience.com/the-game-of-life-the-legacy-of-john-conway-a86237180a4e)