涌现与自生性游戏性.doc

涌现与自生性游戏性 By songyue 目录 引言——侠盗猎车手赢在哪里？ 1 上帝怎样创造世界 2 1.涌现——复杂性科学 VS 还原理论 2 2.计算机中的涌现实例 3 生命游戏 3 Boid 4 Tierra——进化的数字生命 5 3.涌现的共性 6 局部环境下的简单运算。 6 大量个体的非线性相互作用 6 混沌的边缘 6 4.自生性游戏性 8 一、自生性游戏性的兴起 8 二、一个与一千个哈姆雷特 8 三、自生性游戏性产生的条件 9 四、自生性游戏性设计思路和方法实例 10 自生性游戏性的缺点 14 网络游戏与自生性游戏性 15 引言——侠盗猎车手赢在哪里？ 2004 年全美最畅销的PS2游戏是什么？是《侠盗猎车手》，英文简称《GTA》。它推出的时间是2004年10月26日，据2005年4月21日的新闻报道，其累计总销量已经逼近1000万套。在媒体的宣传上，《GTA》因为涉及到枪击、暴力、黑社会以及性而出名，甚至因为内部黄色片断被破解而引起渲染大波，但是《GTA》为数以千万计的玩家所接受，仅仅是因为这些不良因素么？美国每年含有不良因素的游戏数以百计，为什么单单只有《GTA》大获成功呢？ 如今电脑游戏、网络游戏的发展迅速，3D图形技术的突破使得人们可以搭建丰富多彩的游戏世界；网络游戏的普及使千千万万的玩家可以形成空前规模的互动，但是，游戏的下一步将去向何方？除了更绚、更大、更快之外，游戏能不能在某些更加深刻的地方得到突破呢？ 这里涉及到游戏设计里的一个新理念：涌现。 上帝怎样创造世界 1.涌现——复杂性科学 VS 还原理论 涌现，Emergence，也译为突现。这个词来源于系统科学。由于涌现在商业、经济、计算机和游戏娱乐等方面都有体现，现在已经广泛的流行。涌现性是指那些高层次具有而还原到低层次就不复存在的属性、特征、行为和功能。一个最明显的例子就是：在大量的无生命物质相互作用的过程中形成最古老的原生生命。 对涌现的揭示，是随着三论（系统论、控制论和信息论）的发展以及对复杂系统的研究而逐渐推进的。在此之前，我们一般使用还原理论来解释问题，它的基本观点是整体是由局部组成的，所以局部决定整体。整体的任何一个变化都可以在局部找到其原因，还原理论分析的方式符合我们的思维习惯，并且在很多地方都可以快速的，行之有效的解决问题。但是在遇到复杂系统的时候会产生一些无法解释的现象，比如生态、人脑、经济系统等等。因此人们开始引入复杂系统并展开研究。 在本世纪80年代，在美国圣塔菲（Santa Fe）这个地方，一群离经叛道的科学家（包括夸克之父盖尔曼、经济诺贝尔奖得主阿罗以及遗传算法之父霍兰等人）成立了叫做圣塔菲的研究所（Santa Fe Institute）开始正式讨论复杂系统中的问题，标致着复杂性科学的诞生。这里的科学家来自多个领域，他们打破了学科间的界限，用一种全新的，统一的视角来认识生命系统、神经系统、经济系统、计算机系统等等，不再关注每个领域的细节，而是大量运用隐喻和类比的方法，寻找不同系统之间的共性。 在这些复杂系统的共性中，“涌现”是一种最引人注目的普遍现象。所谓“涌现”，就是指系统中的个体遵循简单的规则，通过局部的相互作用构成一个整体的时候，一些新的属性或者规律就会突然一下子在系统的层面诞生。涌现并不破坏单个个体的规则，但是用个体的规则却无法加以解释。关于涌现，我们只能理解为“系统整体大于部分之和”。比如说，生命是一大堆分子作用的产物，每个分子必然遵循固定的物理规律，但是当分子聚合到一起的时候，原生生命却在整个分子群体的基础上诞生。分子构成的这个整体活了，它可以为自己的利益控制低层次的分子个体，它具备了自己的生命。在这个过程中，我们无法把生命这一现象还原到单个分子的物理规则上去，并且也没有哪个“领导”分子给其它分子下达命令。所有的过程和奥秘，都只存在于系统的相互作用之中。另一个例子就是蚂蚁，蚂蚁的神经系统非常简单，只能进行简单的思考。然而大量的蚂蚁相互作用的时候就会形成等级森牙的蚂蚁王国。研究证实，蚁后并没有直接给所有的蚂蚁下达命令，每只蚂蚁也没有整个蚂蚁王国的地图，每个蚂蚁只遵循简单的规则交互，大量的蚂蚁就能够聪明的觅食，建巢，分工等等，蚂蚁王国就是在整个蚁群之上的一种“涌现”现象。 2.计算机中的涌现实例 计算机天生就是一个模拟各种复杂系统的工具。由于涌现过程中单体的行动规则非常简单，在利用计算机的时候，人们发现只需要写一些简单的程序，就可以观察到神奇的“涌现”行为。这些行为，常常会超出编程人员的想象。在这里，每一个小的程序就是一个个体，而大量的小程序的组合，就会突然在系统层面上出现了超出编程人员想象的，不可预料的“涌现”行为。让我们来看几个实例： 生命游戏 生命游戏是计算机中 “涌现”程序最著名的例子。这个模型非常简单