Song Jie 's Blog

前两天突然在微博上刷到了康威老爷子逝世的消息，突然想起久远的在神经网络原理课上的附录内容，有介绍原胞自动机的，神经鱼之类的有趣项目。

因为逻辑并不难(起码比当时SOM之类的小众网络好理解多)，就一直想复现下。结果拖延到现在。。。。。 赶紧睡前试一试。

还遇到了些坑，百度百科上的生命游戏部分，阐述不清楚，对死亡的规则似乎是少了一条，结果我的种群疯狂膨胀。。。。

原理如下：假设世界是个200*200的二维世界，空白的地方都是资源，种群数量到达阈值就可以扩增，多了资源不够就要死亡。一个细胞就是一个格子，他的周围有八个格子。

三条规则：

1. 若一个细胞周围有二~三个细胞则该细胞在下个迭代中则生；
2. 若一个格子周围有三个细胞则该细胞在下个迭代中则出现细胞
3. 若一个细胞周围超过三个细胞，在下个迭代中则死亡

基于这些规则，我使用R复现了这一过程，代码在结尾：

这个东东有趣就有趣在，简单的规则会得到非常复杂和有趣的群落特征。最终也会变成一个固定循环的稳态，在这次实验中大于是一千多个循环到稳态。间接证明了一个生命出现的基本逻辑，只需要简单的规则就可以得到复杂的世界结果，如果能在生死的过程中以概率的形式计算，那可能对更有趣。

大概写了一遍，发现这个项目真的好适合中途想转行coding的人，涉及到很多简单的矩阵操作，逻辑难度不高，结果又很好看，不容易劝退。

slide <- 200
CA <- matrix(0,slide,slide)
set.seed(1234)
n=3000
init_life <- cbind(sample(1:slide,n,replace = T),sample(1:slide,n,replace = T))
#init_life <- matrix(c(2,3,2,3,3,3,2,2),ncol = 2)
#apply(init_life, 1, function(x) {CA[x[1],x[2]] <<- 1}) 
live_id <- (init_life)
for (k in 1:5000) {
  print(k)
  live_id<- t(live_id)
  test_id <- cbind(live_id+c(0,0),
                   live_id+c(1,0),
                   live_id+c(1,1),
                   live_id+c(1,-1),
                   live_id+c(0,1),
                   live_id+c(0,-1),
                   live_id+c(-1,0),
                   live_id+c(-1,1),
                   live_id+c(-1,-1))
  test_id <- test_id[,test_id[1,]>0]
  test_id <- test_id[,test_id[2,]>0]
  test_id <- test_id[,test_id[1,]<=slide]
  test_id <- test_id[,test_id[2,]<=slide]
  test_id <- (unique(t(test_id)))
  live_id<- t(live_id)
  #x <- test_id[1,]
  live_partner <- apply(test_id,1, function(x){
    length(which( (abs(live_id[,1]-x[1])==0 & abs(live_id[,2]-x[2])==1) |
                    (abs(live_id[,1]-x[1])==1 & abs(live_id[,2]-x[2])==0) |
                    (abs(live_id[,1]-x[1])==1 & abs(live_id[,2]-x[2])==1) ))
  } 
  )
  
  part1 <- test_id[which(live_partner ==3),]
  part2 <- test_id[which(live_partner[1:nrow(live_id)] ==2),]
  live_id <- unique(rbind(part1,
                          part2))
  png(paste0('./CA/',k,'.png'))
  plot(live_id,pch=16,cex=0.5,xlim=c(1,slide),ylim=c(1,slide),main=k)
  dev.off()
  Sys.sleep(0.5)

}