生态系统模拟器如何运作——进化原理解析

Digital Life 不是动画。每个生物都遵循同一套简明而明确的规则，你看到的一切——繁盛、崩溃、新群体出现、灭绝——都来自这些规则，以及由带种子随机数生成器产生的随机数。本指南会解释每条规则，并说明如何用模拟器探索进化。

1. 能量：生命的通用“货币”

每个生物都有能量储备。移动、感知，以及仅仅维持生命，每个 tick 都会消耗能量；体型越大、速度越快，消耗通常越高。进食植物或猎物可以补充能量。当能量降到零，或生物过于衰老时，它就会死亡，并留下养分。因为能量有限，每种性状都是一种权衡：速度能帮助你更快到达食物，但也会更快消耗能量。

2. 基因与遗传

生物的身体和行为由大约十几个数值基因决定：速度、视野范围、代谢、消化效率、体型、攻击性、繁殖阈值、转向速率、风险规避、食性（从植物到肉食）和偏好温度，以及一个中性的颜色基因。当生物储存了足够的能量时，它会繁殖并传递基因——可以从一个亲本复制，也可以在双亲模式下由两个亲本混合。

3. 突变产生变异

复制基因时，每个基因都有较小概率发生随机幅度的变化（突变率和强度可在设置中调整）。大多数变化是中性的或有害的；少数变化恰好更适合当前环境。没有突变，种群只能重新组合已有特征；突变过多时，有用的性状可能还没来得及扩散就被打乱。

4. 自然选择如何一步步发生

基因更适合当前环境的生物，通常能获得更多食物、存活更久，并留下更多后代，因此它们的基因会在多代之后变得更常见。代码里并没有写着“变得更快”或“更耐寒”——平均值的变化只来自谁能存活并繁殖。查看统计面板中的基因图表：当你降低温度时，平均偏好温度会在许多代中逐渐下降。

5. 群体与生命之树

生物会按遗传相似性分组。当某个谱系与所有现有群体的差异都足够大时，就会形成一个新群体——这只是一个简单的启发式规则，并不等同于生物学上的物种概念。Codex 中的生命之树会显示每个群体何时出现、从哪个群体分化而来，以及何时灭绝。

6. 捕食者、猎物与食物网

开启捕食后，偏向肉食且攻击性足够高的生物可以猎捕体型更小或更弱的生物。捕食者数量通常会滞后于猎物数量变化，从而形成种群生态学中经典的繁盛—衰退循环。捕食者过多时，可能会吃掉自己的食物来源，随后数量崩溃。

7. 气候、季节与灾害

温度会随地图位置和季节而变化；偏离自身偏好温度较远的生物会付出额外能量成本。灾害——干旱、寒潮、热浪、野火、瘟疫和繁盛——会在一段时间内改变规则。它们属于选择事件：幸存者并不是总体上“更好”，而只是更适合刚刚发生的环境变化。

8. 适合课堂或满足好奇心的 5 个实验

1）相同 seed，不同突变率：比较基因变化的速度。2）逐步降低温度，并记录每一代的平均最适温度。3）开启捕食，绘制捕食者和猎物数量，观察滞后循环。4）使用“islands”食物分布，观察不同群体分别形成。5）在拥挤的世界和稀疏的世界中分别触发一次瘟疫——密度会改变结果。保存每次运行，或分享其链接，这样其他人就能完全复现实验。

Digital Life 是一个用于学习和游玩的抽象模型。它有意简化了生物学机制，并不是科学预测工具。

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