数字生命

思路整理

我对市面上所有的游戏，注意，是所有的游戏，我都不满意。

因为我认为：

游戏里应该是一个真正的的世界。无论你去或者不去，它都在哪里，在前进。

游戏里的生物，也应该是活生生的。它们应该能发展，能进化，能思考。

人们玩游戏，就像是去穿越去异世界进行发掘宝藏的大冒险一般，能收获满满。

游戏是人成为神的必经之路。人类在游戏中创造世界，最后发现自己。

既然没有这么一款游戏，那我也只好自己做出来了。

整体设计思路：

通过简单规则，在大量运算后生成的复杂结果，并且让普通人也可以参与进这一过程

类似于细胞自动机，遗传算法等等。

但是因为玩家毕竟是来玩游戏的，所以出于对用户理解性的考虑，所以没法完全放飞自我，必须要考虑到玩家面对一堆无法参考无法理解的生物淤泥时候，肯定是没有耐心的。

简介

游戏应该是一个真实世界，游戏里都是活生生的生物。

因为缺乏现有词汇，我很难简单的概括，我只能描述出我理想中游戏的游戏。

游戏中的每一个生物，都是独一无二的，不是开发者设置好的，而是一步步进化来的，有历史有未来，有无限的可能性。

打个比方：

电脑中有一个世界，世界具备某些类物理现象，世界中有可以繁殖变异的数字生命。

这些数字生命会有性/无性繁殖后代，后代的结构会变异。它们可以互相厮杀、交配、帮助。。。

玩家可以通过放置贡献算力，来游戏世界快速演化，比如说，现实中一天就是游戏中一百年。

游戏中有一系列现象，生命的进化就是更好的利用这些现象，适应环境竞争物资繁殖后代，比如说有水，呼吸器官，物理碰撞等现象，生物就可以进化出更大的水下储气结构，可以把敌人推到水里，按住淹死，从而进化出一种特殊两栖猎食者。

生物除了具备生理结构，还具备大脑（我偏好neat神经网络结构），进化不仅仅是生理的，还是智力层次的。

这一套框架拓展起来有很多可玩性，但是我身为开拓者，暂不考虑玩法可玩性之类的，先集中注意力到实现上，毕竟没有实物，其他都是空谈。

但注意，我们的游戏是一直挂机放置才能让生物进化的，也就是说要长时间让一个游戏世界全地图运算，是非常消耗算力的。

如何节约算力也是很关键的。

进化

每个生命可以繁殖后代，后代会产生变异。

生命生存会消耗资源，杀死他人可以获得资源。

物理现象

现实中，所有的生命啊技术啊，几乎任何东西，细细拆分下去，最后的本质都是现象。

比如说：物体通过形变可以蓄积能量，这是弓箭，肌肉，地震等等事物的本质之一。

比如说：压强与受力面积的关系，这是爪子，刀剑，子弹等等的本质之一。

道生一，一生二，二生三，三生万物。而现象，就是一二三。

但这有个问题，那就是三生万物这个过程，是要消耗算力的。自然本身有无限的算力，而我们哪怕用超级计算机，用最先进的算法，模拟几个原子都很吃力。

我们无法在电脑中复现三生万物，只能直接展示万物，并且笨拙的把每个物体都定义一下。

比如说你在游戏中会看见弓箭命中远处物体，那是直接代码定义好的。很难看见材料的形变蓄力，因为相比于直接定义出弓箭，吃力不讨好。

所以我在前面一直说，现在的游戏里的世界，都不是真正的世界，而只是对人眼看见世界的照搬。

现象，排列组合成现实，

现象的数量质量，决定了可能性的边界。

拳皇游戏中，只存在上下左右ABCD血量敌我攻击防御等现象，在这个世界里，你再怎么折腾，你也不可能帮助他人，不可能搭建城堡，不可能画画。因为世界的现象中不包含这些行为的基本要素。这个世界不包含盖房子这种可能性。

但是如果拳皇游戏中增加一个现象，可以通过按A键在正下方产生一格像素物体，那么你足够有耐心就完全可以搭建一栋房子。

通过遗传算法和神经网络，可以模拟出生命的行为，比如说让死板的AI在拳皇世界中天下无敌。

但是想要真正的成为具备无限可能的生命，就必须要具备由现象堆叠起来的生命结构。

层级

关于模拟世界，模拟生命，有以下几个层次：

1. 空间级模拟
2. 原子级模拟
3. 分子级模拟
4. 细胞级模拟
5. 组织级模拟
6. 器官级模拟
7. 个体级模拟

空间级

（只具备理论上可能性）

理论是参考Stephen Wolfram的新物理模型，思路则是一样 “通过简单规则涌现出复杂结果”。

其理论证明了简单的规则下，如何演化出空间时间结构。理论上可以演化出真正的宇宙。

但是算力消耗，我觉得量子计算机都撑不住。

原子级

（只具备理论上可能性）

地球上生命全部都是碳基生命，碳元素是所有元素中化合物种类最多的。碳就像是一个万能积木一样，可以搭配出无数种结构的化合物。

从元素周期表出发模拟生命，可以模拟本宇宙生命的所有可能性。

分子级

（只具备理论上可能性）

组成碳基生物的是DNA、RNA和二十种氨基酸这些大分子结构。

碳元素啊，DNA啊，氨基酸啊，这些，都可以看做某种现象。它们具备优秀的复杂性稳定性，具备无限的可能性，而进化和智力，则是从无限的可能性中，寻找到某些适应环境的可能性。

从DNA、RNA、氨基酸出发模拟生命，可以模拟出地球生命的所有可能性。

细胞级

1完全模拟现实

有实验室模拟几种细胞的结构和运动，在计算机中测试这些细胞的各种的排列结构，最后在现实中用细胞组装成一个生物机器人，可以做到在血管中游动，搬运少量物质到特定目的地。

但是这种模拟是有限的，因为人类对细胞的理解是很有限的，完全模拟现实，力不从心。

2自定义细胞

从这一步开始，我们就没必要完全按照现实来走，而是自己定义。

比如说，将细胞定义成在合适环境下可以复制变异自己，可以根据身周其他细胞的行动而做成行动。然后观察其演化结果。

组织级

在细胞级往上，就不是直接模拟现实了。而是抽象的模拟。

组织的一个特点，单个组织提供单一功能。比如说肌肉组织可以拉伸，神经组织可以传递电信号。单个的组织毫无用处，但是组织可以组合成有意义的器官。

游戏常见的，是mc里的红石系统。一些游戏里的电路系统。

特点是自由度极高，上限极高，但是普通人压根玩不转。

案例：

游戏 “进化小车”，简单遗传算法

器官级

器官的特点，是每个器官都可以有一个独立的可以直接使用的功能。

比如说肺部器官，手部器官。

游戏常见的，是一些可以自由搭配的造船游戏，造车游戏。比如说提供轮子，发动机，护盾等等。

这些游戏，玩家用一大堆零件组装成一个飞船，有的游戏甚至会不同部分血量单独计算。

特点是自由度尚可，下限极高，普通人随便凑合也能造出点东西。

个体级

这就是普通动作游戏中最常见的情况，直接用血量代表一个生物，用攻击防御等数据量化个体。

优点是开发简单，符合玩家认知。

缺点是根本没有自由度，根本谈不上是创造世界，创造生命。

开发思路

虽然我很想做原子级模拟，但是很遗憾，大家谁都没有量子计算机。

目前有几种方案：

方案一：结合细胞级、组织级和器官级两个特点，

简单地说，游戏提供一些基础组织零件，可以玩家搭配/游戏演化成某些器官，而游戏的生物则是这些器官构成的。

类比一下，游戏提供电路板螺栓等组织零件，组合成轮子、发动机、外壳、激光枪等等器官。然后这些器官组合出一个机器人去战斗。

缺点：生物的进化，仅仅是将组织和器官的排列组合，进化出更有效的器官，更强大的个体。AI不是这个世界的真实大脑，而是一种灵魂。繁殖是写死的代码

不推荐。

方案二：游戏内编程

方案一中，AI的结构和复制，都是独立于游戏世界之外的代码，就像是灵魂独立于物质世界一样。这样子，AI无法产生本质进步，仅仅是更加擅长战斗而已。

但是如果我们把AI的思维结构，也放到这个世界上呢？（类似虚拟机）

举个例子，我们在 我的世界 这个游戏中，用红石电路做出一个时钟，这个时钟也许简陋，但是玩家可以在游戏中破坏或者改进它。但如果这个时钟是写死在代码里，玩家就根本无法改变它。

我们要在游戏场景内，做出实时可变的某种结构，而这种结构，就是生命本身。

它类似于编程，但是并不是给人类准备的，它最重要的是可能性与复杂度。

方案二有三个子方案：

方案2.1：仿虚拟机仿软件

设计一种特殊的游戏世界里的编程代码，特点是高度容错高度复杂可变异可繁殖。

给每个生物提供一定量的虚拟机硬件配置，每个生物都是一段代码，繁殖后代就是复制程序分发硬件，变异就是改变代码。

方案2.2：仿DNA仿蛋白质

设计出一种可以自复制的复杂结构，分子级模仿。

几乎相当于从走一遍生命诞生之路。

但这种结构是什么呢？没人知道。

PS：不看好这个方案，可行性是有的，思路也有一点，但是可玩性几乎没有，而且消耗算力过大。

方案2.3：混沌海

这不是一个独立的方案，而是一个尝试性补充。

假设世界中没有生命，至少没有我们设定好的，我们认定的那种生命。

整个世界全都是某种蠕动的复制自我的奇特物质结构。这是一种原始的半生命。

整个世界就像是一片混沌海，我们没有明确的目的性，就是单纯的好奇会打捞出什么奇奇怪怪东西。

关于这种原始半生命，有两种方案

1是某种结构，比如说生命游戏的煮汤。

2是某种代码，比如说规定一些自复制的代码。

目前倾向于第一种，因为第二种完全可以用之前的方案一。

可以说第一种是对方案2.2的预演。

可以参考细胞自动机，但是细胞自动机展示的，是简单的规则演化复杂的世界，而我们要展示的，是简单的复制变异，演化复杂的生命。

我们可以把这个混沌海，作为数字生命的一个前置练手。

遵循细胞自动机的思路

结构

点线结构

本质上其实是神经网络的可视化，物理化。然后对环境数据，竞争数据的处理优劣，决定后代繁殖数量。

生命由点和线构成，

然后有两种思路：节点+骨骼，点线+骨骼+肌肉。

前者通过配置关节实现，后者是铰链关节+弹簧关节，

打算两种都做demo，看看那种运行效率高。

点可以进行信息接受、处理、存储、发送。

线可以进行收缩运动、信息传递。

基本点的设计：

信息输入：视觉，触觉（掉血时候向后传信）

信息处理：内置一个函数，对各个入参进行计算，大于x，则触发功能。

功能触发：向后发信息，收缩线，生长，分裂，回收等等

有一个问题：每个点，只执行单个功能，还是执行多个功能

执行单个功能，代码实现比较容易，也比较简洁。

缺点是节点数量会极大增加，可能一个简单的功能，就需要几十上百个节点，而且每个节点都具备碰撞体。

目前我比较倾向于单一功能。但是具体哪种比较好，需要demo验证

实现生长不难，难的是让它的结构自然具备生长能力，而不是人为设计出的生长功能

生长，分裂，回收。这些功能，我在思考是作为专门的功能点，还是做成功能。

分裂功能：单体分裂繁殖用的点，每次触发繁殖点时候，会根据繁殖点中信息，让整个生命的某些线进行断裂处理，将整个生命分为两个生命。

回收点：可以将和回收点相连的点线，全部无损的化为能量，让其他点吸收。（设计目的是进行变态发育，理论上生命可以频繁进行变态发育来切换自身形态）

点和线可以组成一个神经网络。

每个生命，既可以当做一个具备神经网络的AI，也是一个具备运动碰撞实体的游戏生物。

（感觉就像是把一个神经网络，每个点线都赋予空间坐标，扭成一个可以运动的生命结构）

点和线都具备血量。依靠动量碰撞进行攻击。

点有硬度、生长两个互斥的属性，硬度决定受伤掉血，生长决定长出新点线的速度和消耗。 硬度越高，则点生长越慢，线伸缩越差。 点的硬化密集排布，可以做到骨盾类似的结构

关于生长，节点可以消耗能量，在自己坐标位置的x，y，z处生成一个节点。

有一个设计问题，

点线是否需要具备级别？

点线可以消耗能量生长。越高级的点血量越高，可以存储更多信息，可以连接更多的线。

线等级越高就越长，伸缩能力越强。

又或者全部一视同仁，点全部一样，方便计算。

做升级功能的坏处是，会增加人物设计程度，而人为的设计往往是最差的。

他们互相攻击时候，每掉落一部分身体，就会缺失一部分神经网络。

不过我相信它们会进化出萎缩硬化的脑组织专门用来打架

有一些特殊的点线：

透明点，无碰撞体，可以作为视觉触手

透明线，无碰撞体，牵引透明点

死亡：血量归零的点，会根据血量，按比例化为能量掉落在地，接触一段时间后会吸收。点可以储存能量。

（能量回收比例一定低于100%）

点线具备颜色

特殊视觉：信息素，某种AI专用的大量信息传输用的方式。

环境规则：

原地不动的就会掉血。

线的缩放会消耗能量，消耗能量时候会恢复血量。

特殊算法：繁殖算法，有性繁殖，无性繁殖，自我构建繁殖