Game of Life

生命游戏，也简称为生命，是英国数学家约翰霍顿康威于1970年设计的细胞自动机。

该游戏是零玩家游戏，这意味着其演变取决于其初始状态，无需进一步输入。通过创建初始配置并观察其演变方式，或者对于高级玩家，通过创建具有特定属性的模式，与生命游戏进行交互。

规则

生命游戏的宇宙是一个无限的二维正交方格网格，每个方格都处于两种可能的状态之一，活着或死亡（或分别为有人居住和无人居住）。每个细胞与其八个邻居（水平、垂直或对角相邻的细胞）相互作用。在每个时间步骤中，会发生以下转换：

1.任何具有少于两个活邻居的活细胞都会死亡，就好像由于人口不足一样。
2.任何有两个或三个活邻居的活细胞都会传给下一代。
3.任何拥有三个以上活邻居的活细胞都会死亡，就像人口过剩一样。
4.任何只有三个活邻居的死细胞都会变成活细胞，就像通过繁殖一样。

初始模式构成了系统的种子。第一代是通过将上述规则同时应用于种子中的每个细胞来创建的；出生和死亡同时发生，发生这种情况的离散时刻有时称为滴答。每一代都是前一代的纯函数。这些规则不断重复应用，以创造更多的世代。


1940年末，约翰·冯·诺依曼将生命定义为可以自我繁殖并模拟图灵机的创造物（作为生物或有机体）。冯诺依曼正在考虑一种工程解决方案，该解决方案将使用随机漂浮在液体或气体中的电磁组件。结果证明，在当时可用的技术下，这并不现实。斯坦尼斯瓦夫·乌拉姆发明了元胞自动机，旨在模拟冯·诺依曼的理论电磁结构。乌拉姆在几篇论文中讨论了使用计算机在二维点阵中模拟他的元胞自动机。与此同时，冯诺依曼试图构建乌拉姆的元胞自动机。虽然取得了成功，但他正忙于其他项目，并留下了一些未完成的细节。他的建筑很复杂，因为它试图模拟他自己的工程设计。

受数学逻辑问题以及Ulam等人的模拟游戏工作的启发，约翰康威于1968年开始使用各种不同的2D细胞自动机规则进行实验。 [3] 康威的最初目标是定义一个有趣且不可预测的细胞自动机。因此，他希望某些配置在死亡之前持续很长时间，而其他配置则永远持续下去，不允许循环，等等。在细胞自动机专家设法证明康威的生命游戏确实承认在满足冯·诺依曼的两个一般要求的意义上是活的配置之前，这是一个重大挑战和一个悬而未决的问题。虽然《康威的生活》之前的定义是面向证明的，但康威的构造旨在简化，没有先验地提供自动机还活着的证据。

经过大量实验，康威仔细选择了他的规则，以满足以下标准：

1.应该没有爆炸性增长。
2.应该存在具有混乱、不可预测结果的小的初始模式。
3.应该有冯诺依曼万能构造函数的潜力。
4.规则应尽可能简单，同时遵守上述限制。

生命游戏中的许多模式最终成为静物、振荡器和太空飞船的组合；其他模式可能被称为混乱。一个模式可能会在很长一段时间内保持混乱，直到最终形成这样的组合。