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生活的游戏


生活游戏是最著名的二维游戏细胞自动机由John H.Conway发明,并在Martin Gardner的科学美国人专栏开始于1970年10月。人生的游戏最初使用计数器手动播放(即产生连续几代),但在计算机上实现大大增加了探索模式的难度。

生活细胞自动机通过在二维网格上放置多个填充单元格来运行。然后每一代都会切换单元格的打开或关闭取决于其周围单元格的状态。规则如下定义如下。检查当前单元格周围的所有八个单元格看看他们是不是开着。所有打开的单元格都将被计数,此计数为然后用于确定当前单元格将发生什么。

1.死亡:如果计数小于2或大于3,则关闭当前单元格。

2.生存:如果(a)计数正好是2,或(b)计数正好为3,并且当前单元格处于打开状态,则当前单元格保持不变。

3.出生:如果当前单元格关闭且计数正好为3,则当前单元格打开。

生活的游戏是总体细胞自动机,可以使用内置命令如下实现细胞自动机,其中初始条件已指定作为二进制矩阵米以及几代人的成果g_1级通过第二代返回。(这里,g=0对应于初始模式。)

生命[m_List?矩阵Q,{g1_Integer,g2_Integer}]:=细胞自动机[{224中,{2, {{2, 2, 2}, {2, 1, 2}, {2, 2, 2}}},{1, 1}},{m,0},g2,{{g1,g2},自动}] /; g2>=g1
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代代相传不变的图案称为静物,称为周期1。上面展示了几幅静物画。这个静物的数量n个的单元格n=1,2, 3, ... 是0、0、0,2、1、5、4、9、10、25、46、121、240、619、1353。。。(组织环境信息系统A019473号).

循环通过一组配置的模式称为振荡器。

Puffer列车

康韦最初认为,任何模式都不能产生无限数量的细胞,并向1970年底之前发现反例的人提供50美元的奖金(加德纳1983年,第216页)。随后发现了许多反例,包括枪支和河豚列车(如上图所示)。

伊甸园

没有父亲模式的生活模式被称为伊甸园(出于明显的圣经原因)。第一个这样的模式直到1971年才被发现,现在已经知道了许多(LifeWiki)。

306细胞独特的父亲模式

Ilkka Törmä和Ville Salo于2022年1月发现了一个374个细胞的样本,解决了长期以来一直存在的“独特父亲问题”,即确定是否存在一个有父亲模式但没有祖父模式的模式(Wainwright 1972,Gardner 1983,p.249),这一结果很快被简化为上述306细胞的模式(apgoucher 2022,LifeWiki)。

令人惊讶的是,生活是通用元胞自动机从某种意义上说,它能够有效地模拟任何蜂窝式的自动机,图灵机器,或任何其他系统可以转换为已知的系统普遍的.生命证明的大纲普遍性由Berlekamp提供等人。(1982),由Gosper(Gardner)独立完成1983年,第250-253页)。2000年左右,a图灵机可以扩展到通用图灵机器是由P.Rendell(Renderl,Adamatzky2001). 而伦德尔的机器可以制造成“真正的”通用计算机仅仅通过将磁带无限大化,他既没有注意到这一事实,也没有提供实际情况构造通用图灵机.随后,2002年11月11日,P.Chapman构建了一个基于D.Hickerson的“滑动块内存”方法a的动作普遍的 登记机器不同于伦德尔的有限磁带图灵机器,查普曼机器寄存器中的值是无限的,因此它是生活游戏中通用计算的真实模型。查普曼构造使用268096一个区域内的活细胞4558×21469,可以计算大约20代在400 MHz的计算机上每秒。

更令人惊讶的是,如Wolfram(2002)所示,甚至一维细胞自动机(尤其是,规则110),可以是普遍的.

二维细胞自动机与生活相似但规则不同的游戏已经被构造出来,并被命名为HexLife和HighLife。HashLife是一种生活算法达到通过在哈希表中存储子模式并使用它们向前跳,速度非常快,有时一次有数千代人。


另请参见

元胞自动机,比生命更大,规则110,总体的元胞自动机,通用蜂窝自动装置,普遍性

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工具书类

Adamatzky,A.(编辑)。基于碰撞的计算。 多重-有价值的日志。 6第397-514页,2001年。伊弗登:戈登和布雷奇,2001年。阿普古彻。2022年1月14日,《29年前的康威推测》。https://cp4space.hatsya.com.海湾,C.“六边形和五边形镶嵌中的生命游戏注释”复杂系统 15, 245-252, 2005.Berlekamp,E.R。;康威,J.H。;和盖伊·R·K。《生命是什么》第25章获胜数学游戏的方法,第2卷:游戏。伦敦:学术出版社,1982年。Callahan,P.“模式、程序和链接”康威的《生命的游戏》。"http://www.radicaleye.com/lifepage/.查普曼,P.“生命通用计算机”http://www.igblan.com/ca/.弗拉门坎普,A.“生命的游戏”http://www.uni-bielefeld.de/~achim/gol.html.生命的游戏。"数学地平线。第9页,1994年春季。加德纳,M.“生命的游戏,第一部分至第三部分”Chs。20-22英寸车轮,生活和其他数学娱乐。纽约:W.H。弗里曼,1983年。亨塞尔,A.“个人电脑寿命分配”http://www.mindspring.com/~alanh/lifep.zip.亨塞尔,答:“康威的生命游戏”。包括一个用于生命游戏的Java小程序。http://www.ibiblio.org/lifepatterns/.柯尼格,H.“生活信息游戏”http://pentadechthlon.com/lifeInfo.php.喜欢Wiki。“伊甸园。”https://conwaylife.com/wiki/Garden_of_Iden(网址:https://conwaylife.com/wiki/Garden_of_Iden).LifeWiki。“独特的父亲模式。”https://conwaylife.com/wiki/Unique_father_problem.更新链接麦金托什,H.V。“生活。”http://www.cs.cinvestav.mx/mcintosh/oldweb/life.html庞德斯通,西。这个递归宇宙:宇宙复杂性和科学知识的局限性。纽约:莫罗,1985年。Rendell,P.“这是一台图灵机器在康威的《生活游戏》中。"http://www.rendell.uk.co/gol/tm.htm.雷斯尼克,M.和Silverman,B.“生命形式的动物园”http://lcs.www.media.mit.edu/groups/el/projects/emergence/life-zoo.html.斯隆,新泽西州。A。顺序A019473号在“整数序列在线百科全书。"Toffoli,T.和Margolus,手机自动化机器:建模的新环境。马萨诸塞州剑桥:麻省理工学院出版社,1987温赖特,R.T。“生命线。”http://members.aol.com/life1ine/life/lifepage.htm.温赖特,R.T.公司。生命线:约翰·康威游戏爱好者季刊生活。编号1-111971-1973。温赖特,R.T。“独一无二祖父问题。"生命线 61972年10月,第1页。魏斯坦,E.重量。“埃里克·魏斯坦的《生活游戏百科全书》。”http://www.ericweisstein.com/encyclopedias/life/.沃尔夫拉姆,美国。A类新型科学。伊利诺伊州香槟市:Wolfram Media,2002年。

引用关于Wolfram | Alpha

生活的游戏

引用如下:

埃里克·魏斯坦(Eric W.Weisstein)。《生活的游戏》摘自数学世界--Wolfram Web资源。https://mathworld.wolfram.com/GameofLife.html

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