Künstliches Leben: Eine 300-zeilige Python-Reproduktion der Computational-Life-Forschung

Was das ist

Artificial-life ist eine 300-zeilige Python-Reproduktion des Forschungsartikels Computational Life 'How Well-formed, Self-replicating Programs Emerge from Simple Interaction.' Es simuliert emergente Selbstreplikation in einem Raster einfacher Programme.

Wie es funktioniert

Die Simulation verwendet ein 240x135-Raster mit 64 Instruktionslängen langen Brainfuck-ähnlichen Programmen, die zufällig initialisiert werden. Jede Iteration folgt diesem Prozess:

• Benachbarte Programme werden zufällig gepaart
• Ihre Instruktionsbänder werden zusammengefügt
• Das kombinierte Programm läuft maximal 2¹³ Schritte
• Nach der Ausführung werden die Bänder wieder getrennt

Die Instruktionen können Schleifen bilden und die Instruktionsbänder selbst mutieren. Wie im Originalpapier beschrieben, entstehen und verbreiten sich oft spontan selbstreplizierende Programme, die sich selbst über das Band ihres Nachbarn kopieren und schließlich das gesamte Raster übernehmen.

Visuelle Darstellung und Ausführung

Jedes Pixel repräsentiert eine Instruktion mit einzigartigen Farben, während Schwarz Rohdatenspeicherung (keine Instruktion) anzeigt. Jeder 8x8-Pixel-Bereich stellt ein einzelnes Programm dar.

Um eine Simulation mit Seed 1 auszuführen:

uv run main.py --seed 1

In diesem spezifischen Durchlauf entsteht ein Selbstreplikator relativ früh und übernimmt den größten Teil des Rasters, bis ein effizienterer Selbstreplikator entsteht und alles dominiert.

Das Repository enthält Beispielausgaben: universe.gif und universe.mp4, die den Simulationsfortschritt zeigen.

Technische Details

Das Projekt verwendet ausschließlich Python (100,0 % laut GitHub-Spracherkennung) und enthält Standard-Python-Projektdateien: pyproject.toml, uv.lock und .python-version.

Diese Implementierung demonstriert, wie komplexes emergentes Verhalten aus einfachen Interaktionsregeln entstehen kann, insbesondere wie sich selbstreplizierende Programme entwickeln können, ohne explizit für Replikation programmiert zu sein.