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數據預測

生命遊戲細胞自動機中的陰陽規律啟示

生命遊戲

  這兩天一直在嘗試玩生命遊戲,遊戲本身很簡單,只是一些簡單的規則迭代,但是在一定的參數條件下,可以產生複雜的湧現,這是非常神奇的一點。

  一般來說,機械性的計算往往是得到機械性的結果,但是在特殊的參數構造情況下,會產生微妙的現象,產生複雜的行為規則,它的最大意義在於,這些複雜的而難以預料的規則只是由極其簡單的規則所迭代出來。

  這說明一個哲理,不是所有的複雜的現象都是因為複雜的原因,但也不是所有簡單的規則一定能迭代出複雜的結果,只有微妙地恰好在一定的條件下才能夠產生這樣的效果。

  而產生的這些結果,往往是難以直觀預料的,以對立的事物來說,一方的力量夠強到一定程度產生失衡的時候,另一方就會毀滅,這是一種常識,但是在一定的條件下,強大與弱小即使有極大的落差時,也是可以共同構成一個系統並存的。

  而這一個關鍵就是構成一個耗散系統,耗散系統的關鍵是:(1)系統必須開放,是耗散結構系統;(2)遠離平衡態,才有可能進入非線性區;(3)系統中各部分之間存在非線性相互作用;(4)系統的某些參量存在漲落,漲落變化到一定的閾值時,穩態成為不穩定,系統發生突變,便可能呈現出某種高度有序的狀態。

  而在這種情況下,就會產生自組織現象,自然界中的複雜很有可能就是這個原因導致,比如生命的產生。

  細胞自動機的條件規則是這樣的,每個細胞周圍如果有兩個細胞活的存在,那麼它就按原來的狀態存在,如果有三個活的細胞存在,那麼就會存活,其它情況下,所有的細胞都認為不可存活---包圍周圍沒有細胞或是細胞太多佔了太多資源。

  這裡的關鍵在於參數,無論是兩個細胞決定狀態維持,還是三個細胞存在能讓自己存活,去除任意一個條件,都難以讓細胞自動機不斷計算下去。

  生命遊戲

  這是一個隨機細胞自動機運算的其中一個狀態,在繼續演算時,裡面有一些圖案會保持原來的形狀不斷移動,或是產生變形,有一些新的圖案不斷產生,也有一些老細胞死亡凋零,得只要不斷演算,它就會不斷迭代下去而不會結束。

 如果周圍只有一個存活時,中間的細胞無論是存活還是死亡,這種規則下,自動機會不斷進行運算,但是主要是出現點與線,不會出現更復雜的圖案,這個參數值只要不大於三,那麼自動機都能自動進行運算下去,產生的是類似於各種噪音的圖案。而大於三時,會出現迅速的“清空”現象,使得整個區域只有少數處於邊緣地帶的能夠存活。

  而一個或兩個都允許中間的細胞存活的話,則會導致迅速收斂成點橫構成的圖案。

  生命遊戲

  加入更復雜一點的規則的時候,如果是周圍有兩個活的則中間的活,有一個活則中間維持原來的狀態,也是會迅速收斂成類似如上的狀態,不過會有少數的活躍點出現。

  如果是採用三個細胞決定活與兩個細胞決定維持狀態更大的參數的話,比如四個細胞決定維持原來的狀態,也可以得到比較有趣的結果,圖案像是以四周為界,不斷向中間噴發出東西來。

生命遊戲

  如果再修改這個參數,改成五個的話,在一定條件下,會出現由底部不斷往上升的圖案,就像冒泡泡一樣,比較有意思的是,這個圖案似乎總是從下往上冒的。

生命遊戲

而為6或大於6時,則像是都被壓抑在了四周,沒有特別的變化了。

細胞自動機中間點與周圍八個點,剛好可以構成九個點,這個符合九宮的形態,那麼,如果採用九宮的五行生剋規律在裡面會出現什麼情況?

九宮細胞自動機

  這裡的規則按中宮的五行來影響到周圍的八宮,比較有意思的是,它一樣可以如同細胞自動機一樣不斷運算下去,並且可以看出,通過五行生剋,這裡所有的線條都呈現出來了規律性,而這個角度恰好在辰巳與戌亥之間,正好是天門地戶的角度,也就是說九宮是使用五行生剋的方向來模擬天門地戶的力量方向,而這種力量是通過陰陽流動來體現的。這說明了萬物只要按九宮的規律不斷迭代,就能不斷計算下去。

  但這樣的規律性很不明顯,於是我就考慮,是不是應該不考慮九宮五行,而考慮使用河圖五行,會有什麼樣的效果,當採用河圖五行後,得到了令人吃驚的效果---無論什麼樣的初始化狀態,使用河圖五行進行演算,最後都會形成有序的圖案:

  河圖細胞自動機

  產生了很奇異的變化,出現了陰陽不同的明顯分界線,左側形成了上下的條紋,而右側則是如同噪音一樣的圖案,如果這是一個圓的話,便會讓人聯想起太極圖,這說明一個問題,採用河圖五行,可以讓客觀的信息變得有序化。這給出了一種啟示,通過河圖五行對客觀世界進行規則化所分規則化與非規則化的兩面,它們作為陰陽,同時河圖五行的一側,有顯然的出現陰陽分割均勻化的特徵。因為中間的採用了大量的隨機數任意去影響不同的區域,這提示了一種可能,就是預測把握事物的可能性,因為事物變化中間加入再多的隨機數進行影響,它最終還是會統一在規則化下展現出來。

  不過,陰陽的把握最重要的不是如何構造混沌,恰恰相反,而是如何消除混沌,既構造一定的條件消除中間有所參與的隨機影響,保證在初始狀態能直接得到終極結果,這個在另文專述。

  

本文由 三符道長 撰於 2015年11月11日。轉載請註明出處。