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Golly是一款开源、跨平台的元胞自动机模拟器,专为探索康威生命游戏(Conway's Game of Life)及其他元胞自动机规则设计。它支持从一维到三维的无限或有限网格,能处理多达256种状态的元胞系统,甚至允许用户通过Lua/Python脚本自定义规则。
1. 无限模拟空间
无界模式:动态扩展网格,模拟无限宇宙中的元胞演化(如生命游戏中的“滑翔机”可无限飞行)。
有界模式:设定固定网格大小(最大120x120),适合观察周期性模式(如振荡器、太空船)。
2. 超高速算法
HashLife引擎:利用记忆化技术,将兆级元胞的计算速度提升数百倍(例如:模拟10亿个元胞的生命游戏,Golly可实时渲染,而传统软件可能卡顿数小时)。
QuickLife引擎:平衡速度与内存占用,适合中等规模模拟。
3. 规则自定义
内置规则库:包含生命游戏、HighLife、Vote等经典规则,以及用户贡献的1024种模式。
脚本扩展:通过Lua/Python编写自定义规则,例如:
概率元胞自动机:引入随机性,模拟生物种群演化(如“每个细胞有10%概率死亡,20%概率繁殖”)。
多维规则:扩展至三维或更高维度,探索更复杂的空间结构。
4. 可视化与交互
图形界面:鼠标拖拽绘制初始状态,键盘快捷键控制播放/暂停/单步执行。
多格式支持:导入RLE、Life 1.05等传统格式,或PNG/BMP图像转换为初始状态(例如:用照片生成元胞图案)。
数据导出:将模拟过程保存为XML文件,记录每一步的元胞坐标和规则参数。
数学/计算机爱好者:探索规则与复杂性的关系。
学生/教师:用可视化工具理解混沌理论、自组织现象。
科研人员:模拟生物进化、交通流、疾病传播等动态系统。
1、创建新模拟:
点击“File”→“New”,选择网格类型(有界/无界)和初始规则(如生命游戏)。
用鼠标在网格上点击,设置活细胞(黑色)或死细胞(白色)。
2、运行模拟:
按空格键开始/暂停,用方向键调整速度,或通过“View”→“Zoom”缩放视图。
3、保存与分享:
按“Ctrl+S”保存为.golly文件,或导出为PNG/GIF动画。
网格边界问题:
在有界模式下,边缘元胞的邻居较少,可能导致非预期行为(如“角落细胞”无法按规则演化)。
解决方案:使用周期性边界条件(在“Settings”→“Boundary”中选择“Wrap”),让边缘细胞“无缝连接”。
规则兼容性:
自定义脚本需严格遵循Golly的API格式,否则可能报错(如未定义rule函数)。
建议:先修改内置规则脚本(如Life/B3S23.rule)学习语法,再独立编写。