完全懵逼,《死亡搁浅》的周边上完整展示了所有的U盘公式,你认识几个?

完全懵逼,《死亡搁浅》的周边上完整展示了所有的U盘公式,你认识几个?

个人强烈谴责这种刻意的行为,但玩家都是自愿的......

NJBK

PS4

话不多说,一句话解释就是,索尼昨天公开了一批官方的周边产品。其中就有《死亡搁浅》第一个预告片中出现的弩哥戴着的U盘。而有趣的是,作为周边的U盘上已经出现了所有的“物理公式”,又要来了。

量产型

原图地址

其实早在去年年底,小岛秀夫就考虑过将此周边量产化,这是当年样品的照片。

当时的样本

说回这次的官方周边,如果这张图看不清楚的话,那么我们将其调转90度,就能看得更明白一些了。

同学们,好好学习。别把应试和学习概念混为一谈

从上到下依次出现的公式分别为:

  • 史瓦西半径公式
  • 旋量波函数/希格斯场与希格斯玻色子
  • 狄拉克方程(协变形式)
  • 反应-扩散方程
  • 量子纠缠(光子对纠缠的贝尔态)/波函数叠加态
  • 爱因斯坦引力场方程

每个字都认识,但是连起来就看不太懂是吧?的确我也不太懂,那么下面有请维基百科与我身边的物理学大哥齐登场,尽量为大家解释一下它们……

史瓦西半径公式

史瓦西黑洞半径公式和狄拉克方程在之前弩哥U盘的高清图里已经出现过了,这回我们就不更加详细的介绍了,公式部分内容为:史瓦西半径是任何具有质量的物质都存在的一个临界半径特征值。在物理学和天文学中,尤其在万有引力和相对论中它是一个非常重要的概念。1916年由卡尔·史瓦西首次发现。他发现这个半径是一个球状对称、不自转的物体的重力场的精确解。 一个物体的史瓦西半径与其质量成正比,例如太阳的史瓦西半径约为3千米,而地球的史瓦西半径只有约9毫米。

卖这个也能赚钱,学会了

一个不少于3.2个太阳质量的星体一旦坍缩至小于它的史瓦西半径便会因为自身重力坍缩成为一点,从而变成黑洞。对于一个已经形成的黑洞来说,若将史瓦西半径内的物质看作一个系统,则该系统内的任何物质都无法逃逸出该半径之外。换句话说,该半径也是不带电荷无自转黑洞的视界,光和粒子均无法逃离这个球面。由于黑洞的无毛性(即我们无法得到有关黑洞内部的有效信息),再加上目前所知的科学定律在史瓦西半径内均会失效,因此我们无法观测或者预测史瓦西半径内的事件。也就是说,我们无法确切知道黑洞内是否存在一个由某种物质组成的球体,如果存在的话,其球体的半径是多少。正因如此,视界通常被认为是黑洞的表面。又因为黑洞视界本身并不好直接测量,史瓦西半径等类似方法就作为估算视界半径的方法。银河中心的超大质量黑洞的史瓦西半径估计约为780万公里。一个平均密度等于临界密度的球体的史瓦西半径等于我们的可观测宇宙的半径,也就是说如果可观测宇宙的平均密度为临界密度,其本身可被理解为一个黑洞。

我们再回想一下《死亡搁浅》第三部预告的这个片段

如果你对之前的解析文章感兴趣,欢迎移步→ 《死亡搁浅》预告片里弩哥的“U盘”上写着啥

旋量波函数/希格斯玻色子与希格斯场

旋量最先是由埃利·嘉当于1913年引入几何学的。当空间从0°开始,旋转了完整的一圈(360°),旋量发生了正负号变号(见图),这个特征即是旋量最大的特点。通俗来讲,旋量就像原先指向莫比乌斯带外侧的矢量,顺着莫比乌斯带上的环圈(代表“物理系统”)旋转了360°,矢量转而指向内侧,亦即发生正负号变号。

莫比乌斯环带

因为具有自旋的性质,因此旋量可以用来描述自旋确定为1/2的粒子,例如电子等等,用旋量来描述这些粒子的波函数就叫做旋量波函数。

这个U盘上出现的旋量波函数公式是一个定义式,即在粒子的自旋确定为1/2的情况下,包含-1/2和+1/2两种状态,因此此时的波函数可以写成两个波函数,就是等号右边的两个波函数。

在量子力学中,用波函数Ψ(x,y,z;τ)描写粒子的状态。波函数是粒子在空间的位置(x,y,z)以及粒子自旋σ 的函数。如果粒子的自旋为1/2 (即自旋量子数为1/2)则描写这种粒子状态的波函数有两个分量:Ψ1和Ψ2。Ψ1描写粒子自旋角动量为+1/2的状态;Ψ2描写粒子自旋角动量为-1/2的状态。

(上帝粒子)

当然,因为这不是一个具体的公式,所以还有一种可能,这是一个双希格斯模型中某个简化变式。并且,根据游戏的剧情来看,这一种可能性应该会更大一些。

《天使与魔鬼》中也是以这个粒子为线索

不给大家解释过多的关于希格斯玻色子相关的内容了,可能各位会越听越迷糊,这里我们说它的另一个不太准确的“玄学名字”——上帝粒子

诺贝尔物理学奖得主利昂·莱德曼在他自己的书里最先把希子称呼为了上帝粒子,因为它在当今物理学中处于极为中心的位置,对我们理解物质的结构极为关键、也极为难以捉摸。从希格斯最早提出希格斯玻色子的概念,经历了几十年的时间,在欧洲大型强子对撞机(LHC)建成之后,希子终于被确认存在了。

希子被确认之后也相当于变相承认了希格斯场也存在于宇宙,这就可以解释说明很多原先无法理解的“对称性打破”的现象,也证实了某些尚未带有质量的基本粒子可以通过希格斯场来获得质量等等等等。最重要的是:有些宇宙学者认为希格斯场是真空能量的起源。在宇宙的最初时刻,温度极高,希格斯场的对称性毫无任何特征,宇宙能量也同样的没有些微区别。但由于宇宙慢慢降温,在之后接连发生的几次相变所造成的对称性破缺给出了千变万化的宇宙。最后一个相变所造成的对称性破缺打破了电弱力,使得弱作用力与电磁作用力被分离。

不过这只是一本小说

总而言之,希格斯玻色子和希格斯场从基本理论证实存在到实际发现存在给现在的量子力学、宇宙学带来了特别多的新方向,但是它也并没有解释宇宙的全部奥秘,所以所谓的“上帝粒子”并没有终止人类对宇宙的探索。我们还在路上。

狄拉克方程(协变形式)

这个同样出现在《死亡搁浅》第一部预告中,以及官方的高清图里,

这位对量子力学做出卓越贡献的科学家还提出了狄拉克之海这一概念,这样一个充满了无限负能量粒子态的真空模型因为逼格满满的名字也被引用到了很多文学作品里,比如《EVA》里夜天使吞噬初号机的空间。《死亡搁浅》的某些个镜头是不是也让你想起《EVA》了呢?

在EVA里也是很特殊的一个使徒

关于这两个公式在上一次的弩哥U盘文章里已经出现过了,这里就不多说了。

反应-扩散方程

要了解反应-扩散方程就得先明白菲克定律。菲克定律描述扩散作用,可以使用这条定律来求得扩散系数D,定律由阿道夫·菲克于1855年推导出来。说简单点,此定律建立了描述物质从高浓度区向低浓度区迁移的扩散方程,所以菲克定律也叫扩散定律。

U盘上出现的这个方程是它在数学上的一般形式,反应-扩散系统是一类数学模型的统称。其中最常见的就是上面提到的化学物质从高浓度区向低浓度区迁移所导致的它们在空间分布上的变化。整个过程里,局部的化学反应使物质互相转变,而扩散作用使这些物质向四周分散。所以反应-扩散系统模拟的是在反应和扩散这两种不同机制的竞争下,物质在空间分布上的具体行为。

要说在游戏里体现的话,可能就是某个物质变化的时候,物体运行的方向?

量子纠缠(光子对纠缠的贝尔态)/波函数叠加态

这个名字听起来很帅,可能量子纠缠这个词我们也时常听到,那我们先从最基本的开始说起,什么是量子纠缠?量子纠缠是粒子在由两个或两个以上粒子组成系统中相互影响的现象,虽然粒子在空间上分开。

只要在系统中两个粒子有纠缠,一个粒子的行为就会影响另一个的状态,一个粒子的状态变化也会影响另一个,哪怕它们距离相隔甚远。贝尔态(Bell States)是属于量子信息学领域的一个术语,用于描述两个量子比特(Qubit)系统的四种最大纠缠态。它得名于爱尔兰物理学家,著名的贝尔不等式的提出者约翰·斯图尔特·贝尔。一个量子比特的量子态即可表示为两个本征的波函数叠加。

会不会在游戏里会出现和大家印象里不一样的虫洞

(波函数叠加态)

这个方程是波函数叠加态的一种表示,那什么是波函数呢?

波函数是量子力学中可以用来描述量子系统的量子态的一种复值函数,取名为波函数正是因为它具有“波”的性质。举个例子来看,现在有一个波函数Ψ(r,t),那它就可以表示粒子在位置r、时间t的概率幅,而它的绝对值的平方|Ψ(r,t)|^2则可以表示在位置r、时间t找到粒子的概率密度。再简单点来说,“态”是一种抽象概念,而波函数就是这种概念的具象化表现形式。

说到这相信很多人还是一头雾水,那我们聊聊薛定谔或许就容易理解一些。在1920年代与1930年代,理论量子物理学者大致分为两个阵营。第一个阵营的成员主要为路易·德布罗意和埃尔温·薛定谔等等,他们使用的数学工具是微积分,他们共同创建了波动力学。第二个阵营的成员主要为维尔纳·海森堡和马克斯·玻恩等等,使用线性代数,他们建立了矩阵力学。后来,薛定谔证明这两种方法完全等价。

1924年,德布罗意假说揭示了粒子的波粒二象性特点。既然粒子满足波粒二象性特点,那么应该也是存在一种波动方程可以描述它们的量子形态。受此启发,薛定谔参考前人的研究,提出了著名的『薛定谔方程』,1926年正式发表。

那在一维空间里,单独粒子的波函数就满足『含时薛定谔方程』。虽然波函数是量子力学的核心理论,但是它的本质究竟是什么,是物理学界一直以来的未解之谜。

关于波函数的叠加态,其实更好理解。我们还拿『薛定谔的猫』,大家都知道『薛定谔的猫』假说中,猫被关在一个盒子里,盒子里有毒药,假设原子衰变会触发机关打碎毒药瓶,那么猫就会死,反之则一直活着。但由于原子衰变是一个随机事件,我们就无从得知猫的死活,那么在某个时间段内,这只猫就处于又死又活的叠加态。在数学里,叠加原理表明,线性方程的任意几个解所组成的线性组合也是这方程的解。由于薛定谔方程是线性方程,叠加原理也适用于量子力学,在量子力学里称为态叠加原理。对于波函数来说,假若一个量子系统的量子态可以是几种不同量子态中的任意一种,则它们的归一化线性组合也可以是其量子态,这种线性组合既为“叠加态”。

薛定谔的猫

我想,对于小岛秀夫和玩家来说,『波函数的坍缩』可能更吸引人,因为有一部分物理学家认为波函数的坍缩可能与意识的产生有关。在量子力学中,波函数的坍缩指某些量子体系与外界发生一定作用后,波函数发生突变,变成其中一个本征态或有限个具有相同本征值的本征态的线性组合的现象,用来解释为何在单次测量中被测定的物理量的值是确定的。还用『薛定谔的猫』来举例,通俗来说,不打开盒子的话,猫就有可能处于又死又活的叠加态。而一旦我们打开了盒子,观测到的结果只可能有一种,猫要么被毒死,要么活得好好的。而打开盒子的这个过程就可以看作是波函数的坍缩,让我们获得了一个确定的物理量。一些带有唯心主义的观点认为,测量这一行为导致了波函数坍缩,而这个行为本身又是由意识驱动的,那么是不是可以等同于波函数的坍缩是由意识导致的呢?而这个过程又是不是可逆的?这个问题虽然看上去很像是诡辩,但在“哥本哈根诠释”的框架下,确实没有办法回答这个问题,或者说很难推翻这种观点。因为测量这个过程在“哥本哈根诠释”的框架下过于特殊了,观测这个行为本身确实应该是有意识的行为,所以片面解读成意识控制的行为引发了坍缩是不能宣告为错误的。

但是我相信随着科学的进步,波函数坍缩这些问题总是能被解答的,而小岛这里是不是想借用这个话题表达一些他自己关于『意识』的思考,我们就不得而知了。

说了半天,可能也没听明白,真的我也不是特别懂这个,说错的地方还请大家批评指正!说一个比较贴近“生活”的例子:将两个黑洞纠缠在一起,然后再将它们分离,锵锵!一个连接它们的虫洞就制成了。游戏里该不会是用这个传送的吧?

爱因斯坦引力场方程

1916年,爱因斯坦发表了他的广义相对论论文,在论文中他提出了自己的引力场方程,这个方程不管你觉得它复杂也好简单也好,对于没有数学基础的人,你甚至都看不懂其中的字母。

相信这个式子非物理专业者是看不懂的,不过没关系,通过上述对式子中各项参数的介绍,这个引力场方程可以用下面这种最简单的方式表达出来:

时空曲率 = 常数 × 物质

等式的左边是时空曲率,也就是时空的弯曲;等式的右边是物质,而物质的多少则代表着引力的大小,所以爱因斯坦的引力场方程反映出的重要思想 ,引力是等价于时空弯曲的。

更加详细的内容小甘同学此前也有介绍过,点击这个可以查看→到底什么是中子星与引力波?

结语

总的来说,这些公式全部与宇宙相关,包括黑洞、宇宙大爆炸,等等等等。我们更能够看出《死亡搁浅》用第一个预告片欺骗了我们,实际上双关的是《死亡之绊》了。原先我们能理解小岛把精力和讨论的话题放在比较贴近人的观点上,这回则是上升到了构成世界的根本物理之上。看来他是真的想从世界的根本入手,再一次让人感叹......

别再让人回忆起考试了!行么?

(不知道为啥,总觉得今年小岛上台的时候会拉个物理学家来站台......)

283

查看更多评论

下载 App