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“星际争霸”就像物理学

网站编辑:上海高鹰科技有限公司 发表时间:2019-06-26

电子游戏和物理的共同点比你我想象的要多

比利时布鲁塞尔自由大学的物理学教授布莱克曼(Freya Blekman)在玩《星际争霸》时有一把特殊的椅子。“这是一把设计师设计的椅子,”她说。“我喜欢好看的东西。”


布莱克曼在欧洲核子研究中心(CERN)大型强子对撞机(Large Hadron Collider)从事CMS实验,她从80年代初开始玩电子游戏,那时Pacman和Pong很流行,她从未停止过。她喜欢探索新的世界,解决难题,和团队一起完成任务,正是这些兴趣吸引她去学习物理。



“在学习和模拟物理的过程中,你会沉浸在其中,这与你在游戏中的体验非常相似,”布莱克曼说。


但是物理和游戏有更多的共同点,而不仅仅是各自参与者的经验重叠,布莱克曼说。“你需要一种特定的心态。如果你不愿意从多个不同的方向来解决问题,那么你也不会走得太远。”


下面是处理亚原子领域和虚拟领域时成功的三种方法:


1. 拥抱随机性
如果每次挥舞魔法剑都有同样的效果,那么屠龙就太容易了。如果玩家能准确预测他们在打开战利品箱之前会发现什么样的宝藏,这将带走运气和惊喜。这就是为什么游戏公司在他们的游戏中设定了一定程度的
随机性


这种随机性也出现在粒子物理学中。当两个质子在大型强子对撞机中相撞时,可能会产生数十亿种结果。粒子碰撞产生的能量可以短暂地转化为其他粒子。科学家们不知道碰撞是否会产生一些他们已经非常了解的粒子,或者是否会产生一些对他们来说更珍贵的东西,比如希格斯玻色子,甚至是一些全新的东西。


布莱克曼说:“在游戏和物理中,都存在这样一种随机概率,即某件特殊的事情发生了,你的行动将会比平均结果更好。”


虽然物理学家可能不知道单个碰撞会产生什么,但他们可以通过研究概率来掌握这种固有的随机性。大型强子对撞机实验的科学家们研究了数万亿次对撞,寻找新出现的模式和意想不到的结果,而不是只关注一次碰撞,并希望它是某种新的或有趣的东西。


他们还建立了称为蒙特卡洛模拟实验的完全虚拟版本,并根据不同的变量对所有可能的结果进行模拟,从而破解物理定律。通过接受随机性,物理学家能够增加他们发现的机会。



2.  建立你的宇宙法则
《魔兽世界》和《最终幻想》可能并不总是遵循经典力学中的物理定律。但话说回来,亚原子世界也是如此,它由一套独立的规则控制:
量子力学


“量子力学远远超出了我们日常生活中所经历的一切,”布莱克曼说。“但一旦你沉浸其中,它就会变得完全一致。你只需要习惯一个按自己节奏前进的微观世界。”


要想成为一名优秀的物理学家,就必须放弃传统的感知现实的方式,向一个时空有弹性、粒子也是波的世界敞开大门。虽然这些定律很奇怪,但它们是一致的,这意味着科学家可以利用它们进行精确的计算和预测。


好的游戏也需要一个连贯的宇宙——即使它与现实相背离。“这是我真正喜欢游戏的一点,”布莱克曼说。“只要世界是一致的,这是否现实并不重要。”


3. 注意细节
对游戏的一个微小调整可以改变一切。例如,当EA Sports将其虚拟冰球的形状从球体改变为圆柱体时,它极大地改变了冰球弹跳并沿着冰块移动的方式。 这改变了游戏玩家在玩游戏时需要做出反应的方式。(顺便提一下,这个调整是由前ATLAS物理学家和布莱克曼的好朋友实施的。)


布莱克曼说,细微的细节也会对物理分析产生巨大的影响。“其它所有的东西都可以继续保持完全相同,但只要调整一个小东西——比如添加一个新的粒子——它就能改变一切。”一个小的修改会给下游带来巨大的后果。”


布莱克曼一直在寻找优化分析的方法来优化她的分析,并提高她对罕见过程的敏感性。因为她知道当新的物理学出现时,它会从细节中显现出

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