🌌 Dark Forest Simulation

黑暗森林法则 · 宇宙文明模拟器

基于《三体》黑暗森林理论的 Web 端实时模拟系统

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📖 背景：什么是黑暗森林法则？

"宇宙就是一座黑暗森林，每个文明都是带枪的猎人。" — 罗辑，《三体II：黑暗森林》

刘慈欣在《三体》系列中提出了黑暗森林法则，其核心基于两条公理：

公理	推论
生存是文明的第一需要	文明的首要目标是活下去
文明不断增长和扩张，但宇宙物质总量保持不变	资源竞争不可调和

从这两条公理出发，推导出两个关键概念：

• 猜疑链 — 你无法确定对方是否善意，对方也无法确定你是否善意。这个猜疑无限循环
• 技术爆炸 — 一个看似弱小的文明可能在短时间内实现技术飞跃，超越你并构成威胁

结论：一旦发现另一个文明，最安全的做法是立即将其摧毁。

本项目模拟了这个残酷的宇宙社会模型——100 个文明散布在 1000×1000 光年的空间中，它们探测、隐藏、广播、攻击，最终只有最狡猾（或最强大）的文明能够幸存。

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🎮 核心特性

• 🤖 6 种文明性格 — 侵略者、隐藏者、技术狂、外交家、偏执狂、投机者
• 🧬 9 级科技树 — 从原始文明(L0) 到神级文明(L8)
• 💥 技术爆炸 — 低等级文明概率触发连续等级跃迁
• 🔭 探测系统 — 动态探测半径、广播暴露、自适应扫描
• ⚔️ 三种打击方式 — 光粒、二向箔、广播咒语
• ⚖️ 威慑纪元 — 技术相近的文明可进入相互确保毁灭(MAD)状态
• 🔗 猜疑链博弈 — 每个文明的攻击决策由多重因素计算
• 📊 实时可视化 — Canvas 星图 + WebSocket 实时推送
• 🌐 Web 界面 — 暗色太空主题，零依赖纯原生前端

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🚀 快速启动

环境要求

• Python 3.12+
• pip

安装 & 运行

# 1. 克隆仓库
git clone https://github.com/Theater-ahyeon/darkside-simulation.git
cd darkside-simulation

# 2. 安装依赖
pip install -r requirements.txt

# 3. 启动服务器
python main.py

# 4. 打开浏览器
# http://127.0.0.1:8765

自定义参数

python main.py --host 0.0.0.0 --port 8765

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🏗️ 项目架构

darkside/
├── main.py                    # 入口：FastAPI 服务器启动
├── config.py                  # 全局可调参数配置
│
├── engine/                    # ═══ 模拟引擎核心 ═══
│   ├── civilization.py        #   文明类：性格 + 状态机 + AI 决策
│   ├── technology.py          #   科技系统：9级科技树 + 技术爆炸
│   ├── detection.py           #   探测系统：信号传播 + 自适应扫描
│   ├── attack.py              #   攻击系统：光粒/二向箔/咒语
│   ├── diplomacy.py           #   博弈系统：猜疑链 + 攻击阈值计算
│   ├── universe.py            #   宇宙容器：回合循环 + 6阶段管道
│   └── event.py               #   事件记录
│
├── server/                    # ═══ Web 服务层 ═══
│   ├── app.py                 #   FastAPI 路由 + WebSocket
│   ├── ws_manager.py          #   WebSocket 连接管理
│   └── schemas.py             #   Pydantic 数据模型
│
├── static/                    # ═══ 前端 ═══
│   ├── index.html             #   单页应用
│   ├── css/style.css          #   暗色太空主题
│   └── js/
│       ├── app.js             #   WebSocket 主协调器
│       ├── renderer.js        #   Canvas 2D 星图渲染
│       ├── stats.js           #   实时统计面板
│       ├── eventlog.js        #   事件日志流
│       └── controls.js        #   参数控制面板
│
└── tests/                     # ═══ 单元测试 ═══
    ├── test_civilization.py   #   文明状态机 & AI 决策测试
    ├── test_detection.py      #   探测系统测试
    └── test_universe.py       #   宇宙回合循环测试

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🧠 模拟机制详解

文明状态机

  HIDING ──→ DEVELOPING ──→ BROADCASTING ──→ DETECTED ──→ DESTROYED
    │            │               │               │
    └────────────┴───────→ ATTACKING ←───────────┘
                                │
                          DETERRENCE ──→ DESTROYED

6 种文明性格

性格	探测意愿	攻击意愿	广播意愿	策略描述
🟥 侵略者	90%	95%	5%	主动扫描，发现即摧毁
🟩 隐藏者	5%	15%	1%	最大隐蔽，慢速发展，永不广播
🟦 技术狂	50%	40%	70%	追求技术爆炸，不惧暴露
🟨 外交家	70%	10%	60%	试图建立合作（极危险策略）
🟪 偏执狂	50%	90%	2%	因恐惧而先发制人
🟧 投机者	50%	50%	30%	根据局势灵活调整

9 级科技树

等级	名称	能力
L0	原始文明	无法探测外太空
L1	行星文明	可探测同一恒星系
L2	恒星际文明	可实现星际航行
L3	广播文明	可向宇宙广播信号 / 咒语
L4	光粒文明	可使用光粒摧毁恒星
L5	二向箔文明	可使用维度武器（AoE 杀伤）
L6	曲率文明	光速飞船
L7	黑域文明	可制造低光速黑洞自我保护
L8	神级文明	数学规律武器（终极）

三种打击方式

打击	需求	效果	代价
☀️ 光粒	Lv4	单目标100%摧毁	暴露大致方位(5回合)
📐 二向箔	Lv5	范围40光年降维打击	暴露精确位置
🔮 咒语广播	Lv3	广播目标坐标号召其他文明打击	自身广播暴露

每回合流程

Phase 1: 科技发展    →  技术爆炸检测
Phase 2: 探测阶段    →  自适应扫描 + 广播检测
Phase 3: AI 决策     →  先发制人 + 攻击判断 + 行为选择
Phase 4: 打击执行    →  光粒 / 二向箔 / 咒语
Phase 5: 事件记录    →  推送到 WebSocket
Phase 6: 文明清理    →  移除被摧毁的文明

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📡 API 文档

Method	Path	Description
GET	/	主页面
GET	/api/sim/state	获取完整模拟状态
GET	/api/sim/status	轻量状态查询
POST	/api/sim/start	启动模拟
POST	/api/sim/pause	暂停模拟
POST	/api/sim/reset	重置模拟
POST	/api/sim/config	更新配置参数
WS	/ws	WebSocket 实时推送

WebSocket 消息格式

{
  "type": "tick",
  "data": {
    "tick": 42,
    "alive_count": 67,
    "total_civs": 100,
    "civilizations": [...],
    "tech_distribution": { "L0": 5, "L1": 12, ... }
  },
  "new_events": [
    { "tick": 42, "type": "strike_photoid", "detail": "..." }
  ]
}

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⚙️ 配置参数

所有参数集中在 config.py 中，通过底部控制面板可实时调整：

参数	默认值	说明
universe_width/height	1000	宇宙空间大小（光年）
num_civilizations	100	文明数量
tick_interval	0.5s	每回合间隔
years_per_tick	100	每回合模拟年数
tech_explosion_base_chance	5%	技术爆炸基础概率
detection_base_radius	80	基础探测半径（光年）
photoid_kill_prob	100%	光粒致命率

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🧪 测试

# 运行所有测试
python -m pytest tests/ -v

# 输出示例
# tests/test_civilization.py::test_generate_name PASSED
# tests/test_civilization.py::test_ai_decision_hider PASSED
# tests/test_detection.py::test_broadcast_exposes PASSED
# ...
# ======================== 20 passed in 0.06s ========================

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📊 观察指南

启动模拟后，观察以下现象：

1. 前期 (0-200回合) — 广播文明快速被消灭，侵略者主宰
2. 中期 (200-500回合) — 隐藏者逐渐暴露，技术爆炸打破平衡
3. 后期 (500+回合) — 仅剩数个高度发达的文明，进入威慑对峙或最终决战
4. 终局 — 通常只剩下 1-3 个文明，或所有文明在连锁打击中全灭

Canvas 图例

颜色	状态
🟢 绿色	隐蔽
🔵 蓝色	发展中
🟡 黄色	广播中
🔴 红色	已被探测
🟣 紫色	威慑纪元
🟠 橙色	攻击中
⚫ 灰色	已灭亡

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🤝 贡献

欢迎提交 Issue 和 Pull Request！

• 新增文明性格类型
• 新增武器/防御机制
• 优化 AI 决策算法
• 改进前端可视化效果

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📜 许可

MIT License — 自由使用、修改和分发。

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📚 参考资料

• 刘慈欣《三体II：黑暗森林》
• 刘慈欣《三体III：死神永生》
• Dark Forest Theory — Wikipedia
• Fermi Paradox

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"失去人性，失去很多；失去兽性，失去一切。"
— 托马斯·维德，《三体III：死神永生》