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康威生命游戏简介
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- 2025/12/02 04:10 3 个月前
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- 2025/12/02 04:10 3 个月前
在被OI淹没之前（淹没了也没关系），看一会LifeGame吧。
康威生命游戏
康威生命游戏并非电子游戏。 此处仅介绍康威生命游戏的简要内容，其他内容会在其他文章中说明。
基本介绍
康威生命游戏是一种元胞自动机（Cellular_automaton），由John Horton Conway发明，在元胞自动机的动力学行为四大类中属于复杂型（出现复杂的局部结构，或者说是局部的混沌，其中有些会不断地传播）。
也兼有平稳型、周期型、混沌型特征。
（平稳型：每一个元胞处于固定状态。周期型：一系列简单的固定结构。混沌型：混沌的非周期行为。判定标准来自于百度百科）。
目前其圈子活跃，截至2025年10月17日，最新新闻来自于2025年10月13日：马蒂亚斯·梅尔泽尼奇 （Matthias Merzenich）证实，滑翔机（Glider）、螃蟹（Crab）和翅膀（Wings）是唯一最多27个单元（Cell）的4周期（Period）C/4对角线飞船（C/4_diagonal）。（好复杂的术语）（感兴趣者可参考LifeWiki）
基本
康威生命游戏是一个由方格组成的无限 维正交网格，其中每一个方格都有"生"与"死"两种单元状态（Cell state）。
元胞自动机的规则（Rule）
元胞自动机的规则（Rule）是一种转换规则，指定给定一个单元及其相邻单元的状态，通过规则产生新状态。
康威生命游戏（Comway's Game of Life）是类生元胞自动机（Life-like cellular automaton），每一轮其都会按照上一代（Generation）每一个格子周围的 个细胞的单元状态确定下一轮的单元状态（若要编写相关代码，需要避开的误区是：当某个格子的单元状态发生了改变，则其周围的格子必须按照上一轮的单元状态来确定单元状态），其规则为 （第23赛季）。
指 Birth ，即出生，表示若在一个格子周围个格子中存在个格子为"生"单元状态，且自身为"死"单元状态，则该格子变为"生"单元状态，否则维持"死"单元状态。
指，即存活，表示若在一个格子周围个格子中存在个格子为"生"单元状态，且自身为"生"单元状态，则该格子维持"生"单元状态，否则变为"死"单元状态。
术语
康威生命游戏有大量的术语，可以通过LifeWiki术语表来搜索。
这里只介绍常用术语（中文是非标准译名）。
Pattern 模式
在元胞自动机中，模式是覆盖自动机运行的无限平面的任何特定单元配置。
Still Life 静物
静物是一代不变的非空模式。指不论运行多少代都一样的模式。
又分为严格静物（Strict still lifes）、伪静物（Pseudo still lifes）、准静物（Quasi still lifes）（这三类没有单独页面，被归类于still life 静物页面下）。
例子
Oscillator 振荡器
振荡器是一种在固定世代数（称为其周期（Period））后重复的模式。即运行一定代之后和原来相同的模式。
例子：
Spaceship 飞船
飞船是一种在单元网格上移动并在固定世代数后重复的有限模式。和振荡器差不多，会朝着一个方向前进。
飞船按照方向来划分。
例子
Eater 吞噬者
吞噬者是任何静物或振荡器可以删除某些反应产生的垃圾（Junk）而不会遭受任何永久性损坏。就是可以消除某些模式的模式。
其类别按恢复时间（Recovery time）（此处与重复时间（Repeat time）同义）划分。
例子：
Catalyst 催化剂
任何能够与某些模式交互而不会遭受任何永久性损坏的静物或振荡器。简单来说就是参与反应（Reaction）但不会变化的模式。可以排列形成管道（Conduit）
静物、振荡器、宇宙飞船、吞噬者都可以充当催化剂，被完全破坏然后重建的催化剂称为透明对象（Transparent object）
Puffer 河豚
一种像飞船一样移动的模式，只是它会留下碎片（Debris）。就是会不断留下各种碎片的类似飞船的模式。
又分为河豚发动机、重启器、河豚耙（Puffrake）、其它。
例子
Rake 耙
一只河豚，其碎片由飞船组成。就是特殊的河豚。
又分为向前、向后或侧向，或河豚耙（Puffrake）、反耙（Backrake）。
例子
Gun 枪
一种永远反复发射飞船或耙的静止模式。就是会不断发射飞船或耙的模式。
又分为枪管（Barrel）、伪周期枪（Pseudo-period guns）、真周期枪（True-period guns）
例子
Breeder 增殖
表现出无限二次增长（Quadratic growth）的模式。就是无限增长，其速率与模式运行次数的平方成正比
二次增长模式可能发生在元胞自动机中，首先有基本引擎，该引擎（Engine）反复创建新引擎，而新引擎又反复创建新对象。引擎和物体可以大致分为静止 （S） 或移动 （M），分为8种。
模式
- SSS一种固定模式，可生成 SS 无限生长的副本。
- SSM产生枪支的固定模式。
- SMS生成河豚的固定模式。
- SMM产生耙子的固定模式。
- MSS一种产生SS无限生长的移动模式。
- MMS定期生成河豚的移动模式。
- MSM一种产生枪支的移动模式。
- MMM定期生成耙子的移动模式（即耙子耙子）。
例子
Conduit 管道
静物或振荡器的排列，可将活动物体移动到另一个位置而不会受到任何永久性损坏。就是运送静止模式到其他地方的模式。
截至 2024 年 2 月，有 16 个物体被“官方”认定为管道信号。
所有管道信号
- R-戊骨牌（R-pentomino，缩写为R）
- B-庚氨基（B-heptomino，缩写为B）
- 赫歇尔（Herschel，缩写为H）
- 世纪（century，缩写为C）
- 鸽子（dove，缩写为D）
- pi-庚氨基（pi-heptomino，缩写为P）
- 蜂王（queen bee，缩写为Q）
- 机翼（wing，缩写为W）
- I-庚氨基（I-heptomino，缩写为I）
- 双滑翔机八爪牙（two-glider octomino，缩写为O）
- 领带（blonk-tie，缩写为J）
- U型转弯器（U-turner，缩写为U）
- E-庚莫诺（E-heptomino，缩写为E）
- 滑翔机（glider，缩写为G）
- 轻量级飞船（lightweight spaceship，缩写为L）
- 中量级飞船（middleweight spaceship，缩写为M）
Methuselah 玛土撒拉
这种模式需要大量代才能稳定（称为其寿命），并且在其演变过程中的某个时刻变得比其初始配置大得多。就是需要很久才能稳定，而且会演化得非常大的模式。
不到 代内稳定下来的模式通常不称为玛土撒拉。
最终消失的玛土撒拉被称为顽固分子（Die hard）。
例子
Soup 汤
通过将单元格随机放置在某个区域中而形成的模式。就是随机排列。又称broth。
灰烬（Ash，又称（不常用）垃圾（junk）或碎片（debris））是汤或反应的（静物、振荡器或飞船）结果。
稀疏生命（Sparse Life，John Horton Conway称早期宇宙（early universe，Wiki认为是一个“somewhat confusingly”的称呼））是对区域中密度极小的汤的演化的研究。
Synthesis 合成
一种通过将飞船相互撞击来形成另一种模式的方法。就是让飞船撞在一起，合成另一种模式。
四个主要特征
- 几何形状（Geometry，来袭滑翔机的方向数）
- 施工时间（Construction Time，完成合成所需的代数）
- 滑翔机成本（glider cost，在合成过程中消耗的滑翔机数量）
- 阶段数（number of stages，可以分为多少个单独的世代）。
增量合成是具有多个阶段的合成。最后一步（最后阶段、激活步骤/阶段）是将先前构建的静止对象或星座转换为目标对象的步骤。
Golly
Golly是一个开源的跨平台应用程序，用于探索康威生命游戏和许多其他类型的元胞自动机。可以在Google Play、App Store、Golly官网获得。
包含非常全面的各类元胞自动机。是对于元胞自动机爱好者非常有用的程序。
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