数学名人故事:英国的怪数学家康威(4)
“生命游戏”的创始者
如果你要体会像上帝那样“创造”的喜悦,你必须玩一玩康威的“生命游戏”。这游戏可以在纸盘上一步一步推写,也可以输送到电脑里快速操作。在1970年康威提出这游戏,曾经轰动一时,不单是一些普通人在玩,而一些有名的数学家及电脑专家也乐此不疲,有人曾开玩笑说:“全世界有四分之一的电脑在跑‘生命游戏’的程式。”
我曾经教我的学生写程式,结果大家都觉得这游戏真是神奇。
这游戏是一人游戏。首先准备一个有许多正方格的大纸盘,随意在上面里放一些圆棋,称为胞体(cell),然后遵循下面的规则:
(1)复生——一个胞体在t时刻是“死”,而在t+1时刻是“活”,如果它的八个邻域有三个胞体在t时刻是“活”的。
(2)死于孤单——一个活的胞体在t时刻没有或只有一个胞体邻域,就会在t+1时刻死亡。
(3)死于过度拥挤——一个活的胞体在t时刻如有四个或四个以上的邻居,就会在t+1时刻因过度拥挤而死去。
(4)生存之道——一个胞体在t时刻生存而能延续生命到t+1时刻,当且仅当它在t时刻有二个或三个活邻域。
这个游戏是叫人们生活不可太孤单也不可以太滥交。
让我们举一个例子说明。
在(图三)里有棋的是活胞体,d和e的棋会因孤单而在下一时刻死亡,p和o会因为太拥挤而死亡。小圆点表示会在下一时刻复生。
我们在图四显示五个胞体连成一线以后变化的情况。其中,粗圆黑点表示该胞体在下一时刻仍会生存,白圆圈表示会在下一时刻死亡,小圆点表示会在下一时刻复生。
读者可以自己设计一些图形并研究它们变化的情形,你会发现有许多神奇的变化。比如,6个胞体连成一线最后在t+12时刻会消亡;7个胞体连成一线最后在t+14时刻不再有任何死亡复生的胞体;9个胞体连成一线最后在t+20时刻以后会出现两种图形的交替变换;……
康威的轶闻
康威喜欢小孩子的玩艺儿,他说:“一般人觉得乏味的,正是我所感兴趣的东西。”在剑桥大学的数学系教授休息室,人们可看到他常常赤着脚,用纸和笔在玩数学游戏,有时就捉着学生、教授或访客和他玩。没有对手,就自己坐在地板上,分析和研究这些游戏。