摩擦越大，原始汤越活

Sat, 10 Oct 2026 00:00:00 +0000

一个极简的人工生命沙盒。规则只有三条，作用在每一对上：

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1) 径向力 f = w_ij · (1 − d/R) 正吸引 / 负排斥
2) 对齐力矩 速度朝邻居速度方向旋转 （群游、漩涡的来源）
3) 摩擦 每步速度 × fric

物种数量任意，相互作用矩阵 w_ij 可以编辑——所以它不是"一个模拟"，而是一个可以在上面找行为的实验台。

拖动画布可以抓起粒子搅拌，滚轮缩放。

我在这台实验台上发现的两件事

这些预设不是我手调出来的，是扫描脚本在规则空间里跑出来的。

而扫描本身给了两个反直觉的结果。

发现一：摩擦越大，体系反而越"活"

第一轮扫描 486 组对称规则（同类相吸 + 异类相斥），跑 900 步后统计"是否冻结"：

摩擦	冻结比例
0.900	44%
0.950	31%
0.975	11%

直觉会说"摩擦越大越容易静止"。实测正相反。

原因在于：成对吸引作用于彼此，会把动能互相抽干。

粒子在吸引下加速、越过对方、被反向拉回——每一次都在消耗能量。摩擦弱时，这套"摆"很快把能量耗散干净，然后卡死在力平衡的位置，变成一动不动的静态点阵。

摩擦大反而阻止了这个过程。能量来不及被抽干，体系保持缓慢滑动。

顺带两条结论：

高摩擦下所有活动规则都碎成 100+ 个孤立小团（最大团占比 5–11%），聚不成大结构
对齐这一项在对称规则里几乎不影响存活率，只改变形状

发现二：持续活动来自"力的不对称"，不是来自加能量

对称规则要么冻结、要么碎成小团。改一处结构就能解决：让力矩阵不对称。

A 追 B、B 躲 A——即非互易作用。这样"作用—反作用"不再成对抵消，体系可以自己驱动自己。

三物种循环（A 追 B，B 追 C，C 追 A）扫描 108 组：

	仍在移动的粒子
非互易矩阵	100%
同一矩阵对称化后	59–69%

对照实验很干净——同一组参数，只把矩阵对称化：

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chase flee fric align core | 非互易 moved/phi/团数 | 对称化 moved/phi/团数
 0.80 -0.70 0.985 0.00 2.0 | 100% 0.694 186 | 59% 0.440 134
 1.20 -1.20 0.985 0.00 2.0 | 100% 0.622 161 | 63% 0.182 126
 0.40 -0.20 0.960 0.30 4.0 | 98% 0.724 75 | 69% 0.437 73

最好的规则（「翻涌」预设）：

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[[0, 1.2, -0.7],
 [-0.7, 0, 1.2],
 [1.2, -0.7, 0]] // 摩擦 0.96，对齐 0.3，斥核 4.0

100% 粒子持续移动，混合度 Φ=0.48，最大团占比 16%，而"结构还在重组"的指标（末段熵的波动）是全扫描最高——0.0245。

把"看起来有意思"变成可测量的数

界面右侧的指标都是可证伪的，不是装饰：

指标	定义	判读
聚类系数 C	你邻居的邻居也是你邻居的概率	随机撒点≈0，成团后上升
最大团占比	按并查集连通的最大团 / 总数	晶体≈100%，气体≈0
混合度 Φ	每个粒子"最近异类距离 ≤ 最近同类距离"的比例	相分离→0，追逐/共生→高
空间熵 H	网格计数的归一化熵	均匀→1，塌缩成团→下降
不可预测性	与"同初值 + 1.5px 微扰"副本的平均位置发散	从 0.02 起步，1200 步后可读

实测对照（1500 步，800–1100 粒子）：

预设	C	Φ	H	最大团	动能
翻涌（非互易）	0.85	0.48	0.74	16%	5.61
生命边缘（对称）	1.00	0.13	0.79	98%	~0
结晶（对称、低摩擦）	0.77	0.95	0.79	33%	0.004
相分离	1.00	0.02	0.75	61%	1.64
原始汤（无作用）	0.57	0.49	0.77	98%	~0

「相分离」的 Φ=0.02 和「翻涌」的 Φ=0.48——同一个指标把两种完全不同的结构分开了。

不可预测性上，「翻涌」的最大发散是冻结体系的数十倍。

同一个 1.5px 的扰动，在自我驱动的体系里会长成完全不同的世界，在冻结体系里什么都不会发生。

验证：不靠肉眼

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node verify.mjs # 71 项断言
node verify-browser.mjs # 34 项断言（真机 Chromium）

确定性：同一种子两次运行逐位一致；不同种子不同 ⇒ 任何观察可复现
数值健全：7 个预设各跑 1500 步，无 NaN / Infinity，坐标不出界，速度有界
指标区分力：三个结构指标在预设之间跨度都在 0.05 以上
物理直觉断言：相分离的 Φ 必须低于追逐体系；晶体的最大团必须大于原始汤
性能：单线程 900 粒子 0.19 ms/步、3000 粒子 1.4 ms/步；浏览器里 3000 粒子仍 45–60 fps

关键的一条：verify.mjs 直接从 HTML 里抽出 UMD 核心在 Node 里跑。

所以"这个模拟是什么行为"可以用脚本回答，不需要打开浏览器用眼睛猜。

打开原始汤实验室 →

还能往哪走

能量守恒版本：现在是耗散系统，加入速度相关的能量注入，看它是否进入稳态湍流
自适应规则：让 w_ij 本身随接触历史变化，看是否自发出现分工或领地
三维：核心已经是纯数组合集，换成三个坐标即可，代价只是渲染要改写

这个项目最让我意外的地方，不是某个预设好看。

是“加能量"并不是让系统活起来的唯一办法——把对称性打破，它自己就会动。