翻录老鸣TV一2《生命游戏》

李海见

生命游戏

有一个游戏，它可以预测人类的未来。在1970年，剑桥大学数学天才约翰-康威，发明了一个看似很无聊的游戏，没有人想到，这个游戏意然超出了设计者的，认知范围。直到四十年后，伟大的物理学家霍金，才看出这个游戏的本质，它预言了人类最终会变成神。

今天这个视频，可能会颠覆我们对世界的认知，让我们从头说起，生命游戏。

故事要回潮到，1945年6月30日，这是改变人类历史的一天。在美国宾夕法尼亚大学，以冯-诺伊曼为主要撰稿人，发表了历史上著名的，101页报告，这封报告的封面上有一行字，说明报告，是写给美国陆军军械部的，目的是制造一种机器，这种机器只要输入几个相应的值，就可以计算远程大炮的，弹道轨迹。这就是计算机的由来。

冯-诺伊曼规定，使用二进制，替代十进制运算，用符号0和1来表示，并将计算机分成5大部件，这是人类最闪光的智慧之一。我们今天拥有的互联网，以及马上就要到来的，万物互联的时代，都要归功于冯-诺伊曼的发明，然而很少有人知道，冯-诺伊曼还设想了，另外一种机器，这种机器叫细胞自动机，这个机器只要设定好初始值，就不用管它了，它可以自我繁殖，不断迭代，就像人类给它赋予了生命一样，可惜的是，1957年冯-诺伊曼，因癌症逝世，享年只有53岁，他没能见证他的伟大设想，这个使命要留给另外一个人，就在冯-诺伊曼去世的前一年，远在数千公里之外的英国，一位19岁的少年，独自一人到剑桥大学求学，他叫约翰-康威，这副漫画画的就是在剑桥毕业后，整天游手好闲的康威，画面展现了某种邪恶感，康威的头上长出了魔鬼的犄角，里面画着一种拓扑结构，表示他的智力超乎常人，事实上从没有人怀疑过，他是个天才，康威在几何拓扑学，数论群论组合博弈论方面，都有突出的贡献。并因为他的数学成就，而当选英国皇家学院院士。时间来到1970年，命运注定要让康威名留青史。就在这一年，小恶魔康威发明了一个游戏，这个游戏的规则很简单，把一个天穷无尽的格子纸，当成一个世界，这个世界只有两种状态，生与死，表现为黑或白，康威设定了三个规则，第1当黑色棋子的周围，有2个或者3个黑色棋子时，黑色棋子为活。第2当周围有4个以上黑色棋子时，黑色棋子为死。第三规则，第3当周围出现三个黑色棋子时，中间的棋子自动为活。一开始康威自已都没当回事，他随便在纸上画了几个结构，这些结构在走了几步之后，就走不动了。举个例子，这是我自已试出来的一个结构，我给它起了名字叫问号，问号会产生非常美丽的，对称的图案，但是当它迭代到第二十一代时就不动了。形成固定的永生状态，康威命名了一个叫，滑翔机gLider的结构，这是一个最小的可以跑的结构，只要格子够大，它会永远向一个方向跑下去。康威本能的认为，一定会存在着某种结构，图型可以无限制地增长，但是他自已没发现，于是他悬赏50美元，看看有没有人能发现这种结构，很快麻省理工学院的，比尔-戈斯珀就找到了，就是下面这个图形，我们让图形自动迭代，诡异的事情发生了。格子的变比永运不会停止，它在第15代时，产生了一个滑翔机，再过15代，又产生第二个滑翔机，滑翔机会源源不断的发射出来，后来人们将这个图形，称为戈斯珀滑翔机枪。

从这一刻开始，图形就不再接受人类的控制，好像自动产生了生命，康威立刻意识到，这个东西能够自我繁殖，不断迭代，这不就是冯-诺伊曼提出的，那个细胞自动机吗？康威完成了冯-诺伊曼的设想。他发明了人类历史上，第一个真正意义上的，细胞自动机，康威将他的发明命名为，"生命游戏"。冯-诺伊曼的学生曾经问他，老师，你设计计算机的基本思路是什么？诺伊曼回答了一个英文单词，simple简单，冯诺伊曼认为，我们所处的世界，看上去纷繁复杂，但它的底部逻辑，一定是非常简单的，它简单到一开始为0，是虚无，然后生出1，0与1可以组成二进制编码，然后就可以演化出大千世界，这不就是老子所说的，道生一，一生二，二出三，三生万物的意思吗？真不知道两千多年前的老子，是怎么看透世界的本质的。

康威的游戏底层逻辑，与冯-诺伊曼是一样的，格子纸只有两种形态，黑与白，相当于0与1，或者说生与死，每个格子相当于一个细胞，如果周围有两个或三个细胞，就认为生存环境不孤立，适于生存，如果有四个以上的细胞，就认为生存环境拥挤，细胞就会死去，因为有计算机的帮助，人类可以设计出，无穷无尽的生存形态，用极高的效率，观察这些细胞的生死。生命游戏震动了全球的思想界。生命游戏呈现的丰富性，让人叹为观止，我给大家演示一下，我自已画的一个杠铃结构，这个结构在57代以后就死了。中间出现了，很多外常美丽的对称图案。这个图形代表了一种类型，最终都会走向死亡。还有一种稳定结构，像方块，小船，面包，蜂巢，这些结构永远活着。但是不变化，更神奇的一种是振荡结构。像闪光灯，信号灯，脉冲星。这些结构会生成新结构。并且永远循环振荡，下面就是一个非常有代表性的，循环振荡结构，大家看像不像是街头枪战，两方正在互相射击。上述这些结构还可以组合起来，形成更壮观的多种结构的集合，比如说这个，这个是太空船在空间中行进，留下了推进剂的轨迹，这个就像是个飞机制造厂，它不断的生产小飞机在向外飞，还有更有趣的，这是一场大战，交战双方，很显然都读过孙子兵法，表现得极有谋略。

上面这些已经很有趣了，但这还只能算是小伎俩，还不能算真神奇。真正神奇的是在康威发明生命游戏的，二十多年后。

人们证实了生命游戏本身，就可以当成一个计算机来使用，人们将计算机5大部件，建立在网格上然后输入指令，神奇的事情发生了。生命游戏变成了一个电子时钟。只要不断电它可以永远精准的走下去，说明生命游戏本身，就是图买完备的，冯-诺伊曼关于细胞自动机的远见，绝对让人无比惊叹。

今天细胞自动机，已经应用到了很多方面，举两个例子，比如说，2019年的澳洲大火，科学家们就利用生命游戏，来预测火势的曼延程度，怎么设计预测模型呢？比如说我们把一个格子，看成一棵树，我们设定每棵树的边上，有两棵树着火，这颗树就一定着火。然后将山林的航拍图，带入到格子里去，很快就能知道，大火最终会曼延到那里。

再比如说，2020年新冠病毒的传染模型，也能用生命游戏来预测，但是因为人是活的，树是死的，所以会比大火更复杂一些，我们将一个格子周边的八个格子，看做第一层密接触者，这八个格子外面一圈的，十六个格子，当做第二层密切接触者，甚至可以再扩展到，第三圈的二十四个格子，做为第三层密接者，然后设定好规则，就可以进行预测了。

说了这么多，大家有没有觉得，生命游戏非常的神奇，但是比起接下来的，我们要说的内容，上面所说的，全部都是小儿科。

时间来到2012年，美国探索频道，播出一档科学纪录片，《史蒂芬-霍金之大设计》，在这部记录片中，物理学大师霍金，第一次将生命游戏的真正意义，展现在世人眼前，霍金说生命游戏的规则足够简单，但是它能够创造出，高度复杂的特征，甚至可能从中诞生智慧。霍金的解释可以用振聋发聩来形容。他的话是什么意思呢？我来简单的描述一下，人类可以在一个，超级厉害的电脑中，设置一个生命游戏，让它的空间，也就是格子无限大，然后随机给出一些图形，让它们自动迭代，只要电脑的算力够强，为什么说电脑算力要够强呢？因为随着时间的延伸，图形的变化将呈指数形爆炸，在无边无际的格子上不断繁衍，电脑不强大就带动不了，当然还有一个条件，就是人类，要保持计算机永远不断电，这样的话，经过无穷次的迭代，在数万年时间后，电脑里面很有可能，就会产生出智慧生命。

这是一种出活在，二维世界里的生命，它的宇宙是一个二维的格子世界，无边无际，它们永远也不会知道，还存在着一个三维的世界，人类的世界。如果我们不拔掉电脑的插头，它们就会永远的，在计算机里生存下去。记得《圣经》所说：上帝在一片混沌中创造了万物，到第六天，上帝创造了人。当我们人类，在宇宙中通过自己的力量，创造出知慧生命的时候，我们人类也就变成了神。

现在，最恐怖的脑洞来了，我们人类自身，会不会是更高维生物，创造的生命游戏呢？在这个无边无际的三维宇宙里，我们根本不可能知道，有高维生物的存在。

当然了大家可能会说，霍金说的不一定能实现，哪有算力那么强大的电脑，还有我们要等上多少万年，甚至亿年才能出现知慧，谁能等得起呢？目前看来是这祥的，但是当量子电脑出现以后，谁知道又会产生什么样的飞跃呢？别忘了仅仅在70几年前，冯-诺伊曼刚刚上交了101页报告，生命游戏自己制造生命，听上去就像科幻小说。

在节目最后，我想给大家看一副，超级震撼的画面，也是现今生命游戏中，最让人惊恐的图形，称之为life in life，生命中的生命。在这幅图中，每个小格子都自成糸统，每个格子都是一个小型的生命游戏，这些格子会组成上一级生命游戏，如果把镜头拉到最大，无数的格子组成了什么？康威滑翔机。