涌现与自生性游戏性
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教师怎样观察幼儿自主性游戏行为与游戏后反思一、如何理解幼儿自主游戏:自主游戏即幼儿在一定的游戏环境中根据自己的兴趣和需要,以快乐和满足为目的,自由选择、自主展开、自发交流的积极主动的活动过程,这一过程也是幼儿兴趣需要得到满足,天性自由表现,积极性、主动性、创造性充分发挥和人格建构的过程。
可是当前,幼儿园在开展幼儿自主游戏的过程中,仍然存在着一些问题。
儿童是游戏的主人,儿童对游戏活动能自主地选择、支配,在游戏中充分享受游戏的趣味性、娱乐性、自主性。
游戏自发行为是趋乐性的,儿童在游戏中因为需要的满足而获得快乐,同时游戏对儿童良好个性发展起着极大的促进作用。
儿童阶段年龄在三至六岁,是心理发展速度最快,最易稳固的阶段,良好的个性能使孩子有积极的上进的生活态度,能将自己的聪明才智充分地施展和发挥出来。
因此,我们应从以下几个方面去实现自主性游戏促进儿童良好个性发展的思想。
游戏是儿童喜欢的,儿童的生活就是游戏。
我们应该利用儿童这种强烈的活动动机诱导他们,使他们在自由、轻松、愉快的气氛中去生活、去探究、去创造,从而促进儿童良好个性的发展。
1、强调游戏的自发性。
德国教育家福禄贝尔指出:“自发游戏是儿童内心活动的自身表现,是儿童最纯洁、最神圣的心灵活动的产物”。
他揭示了游戏在于儿童的内部需要和自发活动这一游戏本质。
所以指导自主游戏必须充分体现游戏是幼儿的天性,必须改变过去对幼儿游戏作外部强加,充分尊重并满足幼儿的内在需要,创设幼儿游戏的良好环境氛围,激发幼儿的主体能动性。
让幼儿自己创造游戏。
2、注重游戏的互动性。
杜威强调:“教育过程是儿童和教师共同参与的过程,也是真正合作和相互作用的过程。
”因此,在这个游戏过程里,教师应是游戏伙伴,不是“自上”的指导者,和孩子们一起游戏,产生互动。
3、释放游戏的童话性。
蒙台梭利认为:“每一个幼儿都有一种创造的本能,一种积极的潜力,能依靠他的环境,构筑起一个精神世界”。
对儿童而言,游戏是真实的生活和想象世界的统一。
幼儿园游戏教育中的自主性与创造性幼儿园是孩子们第一次接触教育的场所,在里面游戏教育是幼儿园最主要的教育形式之一。
而在游戏教育中,自主性和创造性则是非常重要的概念。
以下内容将会详细探讨幼儿园游戏教育中的自主性和创造性,并将论述自主性和创造性对于幼儿园游戏教育的重要意义。
一、关于自主性在幼儿园游戏教育中,自主性是指孩子们自己选择要参与的游戏活动,并开始掌控他们自己的行动与学习。
在一定程度上,自主性活动是指令孩子们从单纯被动的接受者,变成参与者,来主动创造知识和技能。
1.自主性的教育原理自主性教育原理指探究孩子们自我学习的意识,以及实力上的愿望与请求,抓住时机提供多样的活动,让孩子们在自主与反应性的活动中经验一切的学习和知识。
2.自主性教育的意义幼儿园游戏教育中的自主性,一方面能够让孩子们自由选择游戏活动,并在游戏中享受自由的体验,另一方面也可以大大提高孩子们的自信心和思考能力。
孩子们自己选择游戏活动,并开始掌控他们自己的行动与学习,能让他们更好地发展自己的兴趣和特长。
而这些兴趣和特长同样可以起到很好的发展作用,帮助孩子们更好的学习生活中的各种知识。
二、关于创造性在幼儿园游戏教育中,创造性是指孩子们在游戏过程中,尝试着编造自己的故事和游戏规则,以及大胆尝试新的思维方式和行动方式。
而创造性活动能够帮助孩子们更好地发展自己的创造能力,同时也可以激发他们的求知欲和好奇心。
1.创造性教育原则创造性教育原则是指需要培养孩子们多样化思考方式和情况,能尝试新灵感和新的主动方法。
在游戏环节中,创造性活动是需要更加注重通过观察、研究、体验和模仿等方式,发现问题并提出改善方案。
2.创造性教育的重要意义幼儿园游戏教育中的创造性是非常重要的,无论是对于孩子们的身心发展还是学习能力,都具有非常大的促进作用。
在不断地尝试与创造中,孩子们可以提升自己的人际关系和交往能力、问题解决和创新能力,同时还可以增强孩子们对生活中的各种知识和技能的学习能力。
2016.9◆安徽省池州市贵池区幼儿园李丽幼儿园开展“自主性游戏活动”的教研实践与探索《幼儿园教育指导纲要(试行)》(以下简称《纲要》)中提出幼儿园要“尊重幼儿身心发展的规律和学习特点,以游戏为基本活动,保教并重,关注个体差异,促进每个幼儿富有个性的发展。
”根据《纲要》精神,结合幼儿园实际,我园着力开展自主性游戏活动,充分落实《3-6岁儿童学习与发展指南》(以下简称《指南》)中“要珍视游戏和生活的独特价值,创设丰富的教育环境,合理安排一日生活”的精神,遵循“教师应成为幼儿学习活动的支持者、合作者、引导者”的教育理念,为幼儿创设宽松和谐的自主性游戏环境,提供大量的、丰富的、可操作材料,使他们能够充分自主的游戏,从而获得游戏的快乐和各种能力的发展。
在游戏中,教师要进行有效地观察和适宜的指导。
围绕自主性游戏,有效的开展教科研活动以及家园共育活动。
一、认真学习,提高教师对自主性游戏的认识(一)基于问题的学习幼儿园要组织教师认真领会《纲要》和《指南》的精神,充分认识到生活和游戏对幼儿成长的教育价值,把握蕴含其中的教育契机,让幼儿在一日生活中,在与同伴和成人的交往中感知体验、分享合作、享受快乐[1]。
要充分认识到幼儿自主性游戏的重要性以及教师在幼儿自主性游戏中做好观察记录和适时指导的必要性,积极做好引领和指导工作。
如我园在开展自主性游戏时就带大家认真学习邱学青的《学前儿童游戏》、季晓英的《幼儿自主性游戏的环境创设与引导》、李淑贤和姚伟的《幼儿游戏理论与指导》以及《走进游戏,走近幼儿》、《游戏和儿童发展》等指导丛书,这些专业理论的学习使教师眼界大开,也大大增添了教师开展自主性游戏活动的信心。
(二)带着问题培训自主性游戏活动中,“如何做到有效观察和适时介入”“如何在有限的空间里开展自主性游戏活动”“如何培养幼儿在自主性游戏中的创造性”等存在许多难点问题,为此,我园多次外派骨干教师去上海、南京、武汉、合肥等地参加相关培训。
新课程标准下数学教学新方式随着新时代的到来,新一轮的教育改革浪潮也在不断的涌现。
如今,在新课程标准的背景下,教育教学也发生了很大的变化,尤其是数学教育的方式也发生了很大的进步和创新。
发展越来越快的科技手段以及信息化技术的大力倡导,为数学教育带来了更为开放、多样化、个性化的新思路和新方式,让我们更好的适应当今时代的发展趋势。
1. 以探究和讨论为主导的教学方式在新课程标准下的数学教学中,强调探究与发现,让学生通过探究问题、自主探索、自主评价等方式,完成对数学概念和规律的认知和掌握。
中小学老师可以引导学生用素材自己构思问题,展开讨论,同时也可以帮助学生评估他们的思路和解决问题的方法。
这样一来,学生的自我的认知、合作技能、思维能力等都能够得到更进一步的培养和提高。
2. 以探究性课题为主线的教学方式在新课程标准下,探究性课题成为数学教学的新标准,并且强调要把探究性课题作为教学的主线,使得学生能够在课堂上更好地理解数学知识,掌握解题的基本方法和技巧。
通过这种方式,学生们可以更好的理解数学方法和知识结构,并能够更好地拓展自己的数学思维和能力。
3. 引入游戏元素的教学方式针对小学生,老师可以在课堂上引入各种数学游戏,如数学猜谜游戏,基本运算答题比赛等。
这样能够使得小学生在Spieltischästhetisch 环境中,更快地理解数学概念和知识点,并且能够把其所掌握的知识运用到实践中去。
4. 链接实际的教学方式链接实际的教学方式不仅适用于小学生,也适用于中学生。
这种方式要求教师在讲授某一知识点时,向学生展示如何把所学的知识与实际中的问题联系起来,让学生更好地理解知识和抓住要点。
通过将所学的数学知识与现实联系起来,不仅可以加深对知识点的理解,还可以激发学生对数学的兴趣,创造更好的学习体验。
总之,在现今科技大背景下的数学教育,以探究性课题为主线,引入游戏元素,链接实际事例、注重视觉与触感等方面的新型教育方式不断的被推崇,它们不仅能够让学生在数学学习中更好地掌握知识和技能,更能够提高学生的综合素质,将学生的思维、创造力、合作力和实际操作能力打造至更高层次。
幼儿自主性游戏的观察与分析1989年颁布的《幼儿园工作规程(试行)》第二十条首次明确提出;“以游戏为基本活动,寓教育于各项活动之中”,奠定了游戏在幼儿园活动中的地位—游戏是幼儿园的基本活动,自主性游戏作为幼儿最喜欢的活动,是幼儿在一定的游戏环境中根据自己的兴趣和需要,以快乐为直接目的,自由选择、自主展开、自发交流的积极游戏过程。
教师通过对幼儿游戏行为的观察和分析,可以及时捕捉幼儿在游戏中的兴趣点和出现的矛盾焦点,更好地成为幼儿学习与发展的支持者、合作者、引导者。
案例1天天建筑时间:2013年11月20日记录班级:某班记录地点:天天建筑队(建构区)幼儿情况:洋、墨、濡、熙进入游戏星期三上午十点二十分的自主游戏时间到了,正班老师组织幼儿开展自主游戏活动,副班老师和实习生布置场地、准备材料。
今天的活动要求是每个小朋友自愿选一个区域进行游戏,选择了哪个游戏区域就不能随便更改;在游戏时要注意安全、不能伤害他人;要爱惜游戏活动中的物品,感觉想上厕所时要快去不要憋着。
游戏过程:在天天建筑队的场地里,孩子们正在很专心地搭着积木。
有的在搭桥、有的在搭马路上的建筑、有的在向上搭高等。
过了十分钟,洋洋刚搭好的“塔”被风吹倒了,他生气地把手边的积木往前一推说:“我不要玩这个积木!我要到娃娃家去玩儿!”说着就想要跑去娃娃家玩。
我一直在旁边观察和记录着,看到了洋想要换游戏区域,我把他叫到身边问:告诉我怎么了?为什么要换去娃娃家玩呀?刚刚不是你自己选择要来搭积木的吗?他歪歪扭扭地站着,还在用手用力地拽着自己的衣服说:“我不喜欢玩积木了!不好玩儿!”我问:“真的是不好玩儿吗?可你刚开始还很开心呢,你搭的东西怎么会掉在地上了呀?”他说:“是濡濡推倒的!”“真的吗?我来问问濡濡。
是你把洋洋的塔推到的吗?”“不是,不是我!”一旁的墨墨也说话了:“老师,不是他,是它自己倒的。
”我又说:“老师刚才就在你身边坐着呢,我也看到了不是濡弄倒的,是有风把它吹倒的对吧?”他点点头“嗯!”“你一定很生气,所以想换去娃娃家玩对吧?”“嗯。
幼儿自主性游戏的环境创设与引导自主性游戏作为幼儿最喜欢的活动,是幼儿在一定的游戏环境中根据自己的兴趣和需要,以快乐为直接目的,自由选择、自主展开、自发交流的积极游戏过程。
为幼儿创造和提供充分的自主性游戏时间与条件是幼儿园满足幼儿游戏需要的基本途径。
一、重视自主性游戏环境的创设在幼儿园,最能给予幼儿自主性游戏机会的场所是区角游戏。
教师不仅应关注游戏区角的设置,更应关注区与区之间幼儿的流动和材料的流通。
理想中的区角游戏状态应该是孩子们个个有事做,时时有事做,通过人员的流动带动物品的流通,引发孩子的自主交往和创造热情。
为此,教师应善于结合教育内容,为各个游戏区角增添半成品材料,让儿童始终有新鲜感,时时有事做。
游戏材料是幼儿游戏的物质支柱,是幼儿游戏的工具。
在角色游戏活动中,材料的收集和及时投放是相当重要的,直接关系着幼儿游戏的开展。
如为配合大班的主题教育内容“有趣的植物”,教师可以在幼儿园的“饭店”投放半成品材料,让幼儿做“韭菜”和“香菜”;新开“中医院”,让幼儿用泡沫块和牛皮纸做中药包,并形成一条龙式的中药加工流水线:让幼儿设计各种“植物”,再把它们种到“休闲广场”,美化环境等。
此外,教师还可以在每个游戏区为孩子们设置一个百宝箱式的材料箱。
里面放置各种质地的纸、剪刀及废旧材料等,供幼儿碰到困难时选用,以支持他们展开无限想像的翅膀。
例如:二、善于引导幼儿的自主性游戏(一)在环境中渗透隐性指导教师对游戏的指导亦是十分重要的。
教师要注意观察幼儿的游戏情节,同时随时抓住教育契机,及时有效地处理偶发事件,将指导的计划性与随机性、灵活性结合起来。
教师要使幼儿积极投身到游戏活动中,就要学会依据幼儿的不同需要给予适当地帮助,同时还要注意激发幼儿之间的积极相互作用,在娃娃小吃店游戏中,幼儿对做拉面的经验比较缺乏,我们在游戏前专门利用制作拉面的碟片供幼儿欣赏,丰富幼儿的经验,吸引幼儿。
游戏中引导幼儿选出制作好的幼儿当点心师,带着娃娃小吃店的其他点心师一起学习,激发了幼儿的游戏兴趣。
幼儿园游戏教育中的自主性与创造性在幼儿园,游戏教育被认为是孩子们早期教育的重要组成部分。
它不仅能够帮助孩子们学习和发展各种技能,还能提高他们的自主性和创造性。
本文将深入探讨幼儿园游戏教育中自主性与创造性的重要性,并分享我对这个主题的观点和理解。
1. 引言:自主性和创造性是幼儿园游戏教育中两个关键的概念。
自主性指的是孩子们在游戏中拥有自主选择、自我决策的能力;而创造性则是指孩子们能够产生新的想法、进行创新和发挥想象力的能力。
这两个概念相辅相成,对于孩子的全面发展至关重要。
2. 自主性在幼儿园游戏教育中的作用:自主性是孩子们在游戏中发挥主动性和独立性的关键。
通过自主选择游戏内容和参与方式,孩子们能够培养自我管理的能力,学会做出决策并承担责任。
自主性还可以帮助孩子们发展积极的学习态度和解决问题的能力。
在游戏中,孩子们可以自由地探索、尝试并从中学习,进而提高他们的自信心和创造力。
3. 创造性在幼儿园游戏教育中的作用:创造性是孩子们在游戏中展示想象力和创新力的能力。
通过自由的玩耍和表达,孩子们可以积极地发挥自己的想象力和创造力。
幼儿园游戏教育应该提供一个富有创造性的环境,鼓励孩子们进行自由的艺术创作、角色扮演和自主游戏,以培养他们的创造力和创新思维。
创造性还能够帮助孩子们培养解决问题的能力和适应未来社会的能力。
4. 如何促进幼儿园游戏教育中的自主性和创造性:为了促进幼儿园游戏教育中的自主性和创造性,教师和家长可以采取一些措施。
创造一个支持孩子主动学习和自主决策的环境。
教师和家长可以提供多样化的游戏玩具和材料,让孩子们可以自由选择和组合,培养他们的创造力。
鼓励孩子们参与角色扮演和自主游戏。
这些活动可以激发孩子们的想象力和创造力,并帮助他们学会合作和解决问题。
给予孩子们足够的时间和空间来进行自主学习和自由表达。
这样能够让孩子们更自由地探索和发展他们自己的兴趣和才能。
5. 我的观点和理解:在我的看法中,幼儿园游戏教育中的自主性和创造性是非常重要的。
在师生分享中促进自主性游戏的发展“游戏是幼儿的天性”,而自主性游戏是幼儿在一定的游戏环境中根据自己的兴趣和需要,以快乐为直接目的,自由选择、自主展开、自发交流的积极游戏过程。
我园在围绕着角色游戏如何有效的培养幼儿的自主性上进行了一系列地研究、培训和学习。
其间,我在积极组织幼儿开展角色游戏的同时,也在不断思考如何使幼儿在每一次的自主性游戏中得到多方面的发展?如何使每一个幼儿在角色游戏中能有所不同程度的提高?经过这一年多的实践和反思,让我深深体会到:在角色游戏中,除了观察幼儿在游戏中的行为以外,游戏后的交流讲评也是推进、培养幼儿的自主性的重要途径。
在讲评中,教师可以有的放矢地对游戏中出现的问题进行分析和梳理,与幼儿一起总结出游戏经验和有价值的游戏点,在下一次游戏中提升幼儿的经验。
在师生分享中促进幼儿游戏的发展与幼儿身心的发展,实现自主性游戏对幼儿的多元价值。
那么如何有效组织好每次的游戏讲评呢,如何在分享交流中运用支持性策略促进幼儿自主性发挥呢,在此我稍作一些浅显的梳理仅供大家分享。
一、善于接住孩子的话题每个幼儿在自主游戏过程中参与游戏的体验不同、经验不同,解决实际问题的能力也不同,开展游戏讲评由此可以成为师幼之间、幼儿之间交流经验、相互学习、分享快乐的过程。
在中国传统的端午节来临的一天,佳佳说:“今天,我在美食一条街上班,有人要买粽子,是肉粽,虽然店里有粽子,但我不知道是不是肉粽。
”我说:“你是怎么解决的呢?”佳佳继续说:“我就把粽子剥开,在里面放了一块像肉一样颜色的橡皮泥。
”“你是个爱动脑筋的孩子。
其他小朋友还有别的办法吗?”我立刻接住孩子的话题,很自然地把问题抛给了全体幼儿。
有的说:“在放粽子的碗的外面画上标记,可以画鸡蛋代表蛋黄味道的,用咖啡色蜡笔画椭圆形的点代表赤豆棕。
”还有的说:“我奶奶包的粽子的形状是不一样的,一种样子代表一种粽子的味道。
”有小朋友说:“买回来的粽子,外面的包的绳子的颜色不一样,里面的味道也不一样。
涌现与自生性游戏性By songyue目录引言——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”程序最着名的例子。
这个模型非常简单,但是寓意丰富。
它是1970年由剑桥大学的约翰·康韦编制的。
在这个程序里,生命是由一个二维的方格世界上运转,每个方格可以看作一个生命体。
它有两种状态:生存或者死亡。
任何一个方格周围的8个方格称为它的邻居,每个方格都会发生颜色的转变,并且它从上一带到下一代的变化依赖于它自身的状态以及它的8个邻居的状态,这些变化遵循3个非常简单的规则:图1 生命游戏中一个特定实例1.生存。
一个活的生命方格要继续生存,至少需要2-3个活着的邻居,因为生命需要其它生命的支持。
2.死亡:如果一个生命方格的活的邻居不足2个或者超过3个,它就死亡。
因为生命的资源有限,缺乏支持与过度的拥挤导致细胞没有生存下去的足够的资源。
3.出生:如果一个未被占据的方格恰好具有3个活的邻居,生命就会在那里出现。
对于每一个生命,我们根据它当前的颜色以及它邻居的颜色,运用上面3个规则,可以很容易的确定它下一代的颜色。
所有的方格都根据这些规则发生了一代到下一代的变化。
人们很快就发现,初始条件不同,结果也非常不同。
有时候,所有的生命体会很快死亡,有时候,一些细胞体像晶体一样固定下来,停留在一种固定的模式下面,在很多情况下,我们将看到一些瞬间的结构,比如花朵,蝴蝶,桃心等等。
这些结构看似随机,却有着高度的对称性和秩序。
图2 生命游戏进化过程中出现的一些瞬间结构在生命游戏中还有一种有趣的结构被称为“滑翔机”(glider),在4个周期的一个循环中,它会不停的沿着对角线的方向在方格上爬行,转换自己的位置。
它虽然结构轻巧,但是本事却很大,它能够被当作一种信号在虚拟的宇宙方格中传递。
图3 滑翔机一步移动的动态变化康韦指出:这种信号传递机构实际上可以用来构造组合出非常复杂的结构。
甚至可以建造一个内嵌于“生命”游戏世界的虚拟计算机!康韦大胆预言:只要有足够大的方格空间并且等待足够长的时间,从原则上讲,“生命游戏”可以创造任何你要的东西,包括宇宙天体,进化的生物,甚至诞生出可以写论文的智慧生命。
生命游戏里变化的结构仿佛正在用自己的语言,表达着发生在这个方格宇宙中的深奥规律。
生命游戏到现在已经有了将近40年的历史,但是科学家们依然没有明白其中的所有奥秘。
BoidBoid是最广泛的用于游戏中“涌现”模型。
这个模型是1986年由美国人Craig 发明,用于模拟鸟类群体的飞行。
在这里,每一个点都代表了鸟的个体,每个鸟只能关注到固定范围内的邻居,Craig发现只要用三条非常简单的规则就可以让这些Boid活起来,而且这个群体的动态行为可以和真实世界中的鸟群行为相比拟。
这三条规则如下:1)靠近——每个Boid都尽量靠近它的邻居所在的中心位置。
2)对齐——每个Boid的方向尽可能与周围邻居的飞行方向保持一致。
3)避免碰撞——每个Boid与某些邻居靠的太近的时候就会尽量避开。
图4 Floy图例当每个Boid都遵循以上的规则,屏幕上的动点就会体现出类似于真实鸟群飞行的飞行行为。
如果加入一条规则让Boid能够避开障碍物,把障碍物理解成一种距离越近斥力越强的磁铁,那么Boid将很聪明的避开障碍物并且重新组织飞行的姿态和方式。
Tierra——进化的数字生命进化,是大自然中最重要涌现现象之一。
如果生物能够完成自我繁殖,把基因码拷贝给自己的后代,同时以微小的概率发生变异。
那么新生的个体就会被自然选择并发生筛选,经历足够长的时间,就会发生进化,创造出各种动植物来。
这种现象,在计算机中也可以发生。
1990年,Thomas Ray开发了一个叫做Tierra的进化系统。
Tierra在西班牙语里就是地球的意思。
Ray打算用这样一段程序来模拟地球生命进化的过程。
一个个只有几十行的小程序体就是一个个生命,内存空间就是这些程序的生存空间,Ray把这些内存空间称为原生生物汤,汤的大小是有限的,因此,大量被复制出来的程序体为了竞争生存空间就产生了自然选择的压力。
自我繁殖、变异、自然选择这三个条件就逐渐形成了。
Ray把一段祖先程序投入到了“内存汤”中,随着繁殖和变异生物的增多,它们彼此之间就开始生存竞争。
在大约几百万行指令后,开始出现了不具有自我繁殖能力的寄生生物,寄生生物代码小,占用CPU时间短,繁殖快,生存优势大。
然后,不久以后,宿主有逐渐进化出具有免疫寄生能力的生物,寄生生物逐渐被排除出去。
之后又出现了超寄生生物,再之后是超超级寄生、社会性寄生、共生生物群体、大规模的物种爆发、物种的大灭绝、进化的军备竞赛,差不多地球生态系统自然演化过程忠的所有特征全部都出现在Tierra中。
可以说,Tierra系统中程序进化出来的种种现象早已超越了建模者的设计和想象。
并且这种进化是一种开放式结局的,进化永远会不知疲惫发生下去。
这里是Tierra的主题网站:。
3.涌现的共性局部环境下的简单运算。
在以上的例子中,每一个个体它们都只是感知了周围的局部环境并且进行着相当简单的计算,每个“生命游戏”中的方格不需要知道相邻8格以外的运行情况来进行颜色变化的判断;Boid也不需要知道整个鸟群的飞行动态,;Tierra中的程序生物体也不会去探索整个空间内所有的程序。
也因为如此,这些程序的代码都非常简单,基本都在几百行左右。
如果给予个人以更全局的观察能力,不仅仅会使得程序变得极其复杂,而且很有可能得不到涌现行为。
在复杂情况下,这些程序甚至会变得不知道该如何行动,这也是做传统AI 程序的时候很容易陷入的僵死状态。
大量个体的非线性相互作用产生涌现的第二个条件是要存在大量的个体,并且个体之间必须发生非线性的相互作用。
如果生命游戏中的方格数目只有10*10,那么很难看到甚至是最简单的结构。
大气分子足够多,但是却不能产生涌现现象。
这是因为气体分子之间是简单的线性作用,符合牛顿力学的定律,个体的运动可以通过整体的求和来求解,并且很多因素会因为线性求和而抵消掉。
要产生涌现,个体之间的相互作用虽然简单,却不能通过简单的线性数学方程来描述。
混沌的边缘进一步,什么样的程序和代码能够产生涌现现象呢?目前还没有统一的答案,但是目前人们已经找到了产生“涌现”的一些必要条件,其中最重要的一个就是混沌的边缘。
所有的“涌现”系统中的个体规则都必须介于混沌和秩序的边缘,如果我们把混沌看作是一种破坏系统的张力,而秩序的力量则是维持系统,只有当两股力量相互斗争,形成平衡的时候,系统才刚好能够发生“涌现”并且创造出层出不穷的复杂结构。
例如:在生命游戏里,规定了每个方格周围恰好有3个活着的邻居时才能诞生生命。
如果我们把规则修改成1个或者7个时,整个过程很快就会处于死一般的寂静或者过于混乱的情况。