一款被忽視的神作:《萬眾狂歡》深度解析(中)

一款被忽視的神作:《萬眾狂歡》深度解析(中)

來自專欄 MEME說1 人贊了文章

承接上文

一款被忽視的神作:《萬眾狂歡》深度解析(上)

在上部分我們簡單介紹了遊戲的主線劇情,並且列舉了一些鮮為人知的彩蛋。不過既然是深度解析,就不能止於故事層面。在這部分里,我會花大量篇幅從宗教、科學和哲學三個層面把一些重要概念重新整理一遍。是的,本文的主要篇章都會是枯燥燒腦的科學/哲學理論,和遊戲內容無直接關係,但對於理解最後一篇至關重要。

這裡要特別感謝下B站的科普大佬媽咪叔提供的幫助!作為一個非物理專業的愛好者,可能下文很多物理學概念的闡釋都帶有我主觀和片面的理解,追求準確性的話還是建議去看媽咪叔的視頻,或者自行查找資料。

OK,正片開始!

宗教概念

被提 Rapture

在玩遊戲的過程中,最強烈的一個感受就是濃濃的宗教感。特別是當每個主線人物幻化成光的瞬間,配上Jessica Curry唱詩班一樣的天籟歌聲,整個人都有一種升華了的感覺。而遊戲確實也有對宗教的明確指涉,那就是標題中的Rapture。

Rapture翻譯過來是狂歡/極度喜悅的意思。但是在基督教里,它指的是一個明確的特別事件,那就是被提。這是基督教末世論中的一個概念,認為當耶穌再度降臨地球之前,所有的信徒,無論是生是死,都會一起被升入天國與基督相會,脫離肉體化為不朽的存在。這一描述似乎和遊戲里的事件非常吻合,也符合一部分玩家對遊戲的理解。但是顯然這不是一款純宗教向的遊戲,其深意也要遠遠高於這種單方面的闡釋,所以我很慶幸遊戲名沒有翻譯成萬眾被提。

科學概念

雖然充滿宗教感,這遊戲講的卻是一個上升到哲學層面的硬核科幻故事。其中出現了大量的高等物理公式和圖表,涉及廣義相對論、黑洞模型、量子力學和混沌理論等前沿領域的諸多概念。

相對論 Theory of Relativity

談及高等物理,繞不過的一個領域就是相對論。狹義和廣義相對論由愛因斯坦分別於1905和1915年提出,從此徹底顛覆了經典物理學的宇宙圖景。在牛頓力學中,所有物體在絕對空間和時間中做慣性或加速運動。只要是有質量的物體,就會相互吸引,牛頓稱之為萬有引力,雖然他自己也不知道這個引力到底代表什麼。

在狹義相對論里,愛因斯坦提出了光速不變和狹義相對性原理。前者說的是在所有慣性系(靜止或勻速運動的參考系)中,真空中的光速都是約等於30萬公里每秒的常量,與光源和觀測者的運動速度無關。後者說的是在所有慣性系中,一切物理定律都一樣。就從這兩點,他推出了運動中的物體具有的時間膨脹和長度收縮效應,並提出了著名的質能方程E=mc2。統一的絕對空間和時間不再存在,取而代之的是時空(spacetime)。在這個全新框架中,一個物體運動速度越快,從另一個觀測者的視角里它的時間就越慢,運動方向上的長度就越短,還有質量就越大。當速度接近光速時,它的時間就趨近於停止,質量趨近於無限大。於是他得出了光速為宇宙中最大傳播速度、有質量的物體不可超過光速的結論。

廣義相對論開始於愛因斯坦的一個思想實驗。假想有個小人被封閉在一個以地球重力加速度g向上行駛的火箭之中,他是無法區分自己是否是在地面上的。此時他感受到的慣性力約等於地球引力,這一原理叫做弱等效原理。以此為基礎,愛因斯坦預言了光的引力紅移和引力時間膨脹現象,並被實驗所證實。

但是引力現象和慣性現象並不能完全等價,在引力場中物體所受的引力大小和方向都與其位置有關。假設兩個物體朝地球自由下落,在其參考系中,他們應該是類似失重狀態懸浮著,但事實是由於他們都是朝向地球的中心下落,所以實際上他們是在互相靠近。這被稱為潮汐現象。

為了解釋引力場的變化,愛因斯坦藉助黎曼幾何,為引力找到了準確的幾何表述:愛因斯坦場方程。簡單的說就是物質的存在會導致時空彎曲,時空的彎曲程度不單單取決於物質的質量,而是其質量,能量,動量,壓強,張力的總和。物體受到引力作用而改變運動的路徑,只是因為它在彎曲時空中沿著最短路徑做慣性運動罷了。這套複雜的方程組奠定了廣義相對論的核心思想,就是物質告訴時空如何彎曲,時空告訴物質如何運動。

以我的水平要在這麼短的篇幅內要講明白相對論,幾乎不可能。我們只能極度簡化地大致總結為以下幾點:宇宙中信息的最大傳遞速度為光速;不存在全域慣性系,對於不同的觀察者來說,其時間和空間也不同;引力就像是慣性力一樣,是一種假想力;時空由於物質的存在而彎曲,在彎曲的時空中物體沿著最短路徑做慣性運動。

因果律 Causality

相對論在牛頓力學的基礎上提供了一套更完善的理論,並且在實驗上得到驗證。可是你也許會好奇為什麼現實會像相對論描述得那樣運作並繼續深挖的話,就會觸及背後更本質的規律——因果律。

把空間想像成二維平面,時間為垂直於平面的縱軸。從時空中的任一事件/觀測者出發,信息以光速的最大速度在時空中傳播,就會形成一個光錐。在其上方是在未來所有可能被它影響的點的集合,下方是在過去所有有可能對它造成影響的點的集合。由於沒有信息傳遞可以超越光速,整個光錐可以看作是此事件/觀測者的因果率的邊界,在這之外的事件和它沒有因果關係。

為了更好的理解相對論和因果律的關係,我們這裡借用時空圖(閔科夫斯基圖),把光錐模型再壓縮一個維度。其中橫軸X代表空間,縱軸T代表時間。圖中的任意一點表示時空中的一個事件(Event),一條線則代表一條世界線(World Line)。和光錐一樣,在光線與時間軸夾角之內的區域是信息可以到達的區域(類時區域),之外則是無法達到的區域(類空區域)。請不要在意旁邊的大叔,為了更好的解釋,我直接借鑒了PBS Space Time的科普視頻:The Geometry of Causality。

假設我們根據靜止不動的觀測者建立參考系,他的世界線直接沿著T軸垂直向上延伸。根據狹義相對論,相對觀測者運動的其他人的時間在我們眼中會變慢,並且相對速度越大慢的程度就越多。把這些根據不同速度繪製的點相連的話,可以得到一條雙曲線。

同樣假如以其中一個運動中的人作為觀測者的話,我們可以通過洛倫茲變換(Lorenz Transformation)將原有參考系變形,原先的靜止觀測者變成了向左運動,其時間反而變慢(時間膨脹效應)。可見時間和空間在不同的觀測者眼中是不同的。

但是無論怎麼變換參考系,我們測量的所有本徵時間相同的事件點,都會沿著同一條雙曲線排列,說明有些規律是全域不變的——那就是它們的時空間隔(Spacetime Interval)。然後我們將所有的雙曲線都繪製出來會發現,隨著觀測者滑向未來,雙曲線的弧度(時空間隔)會減小,這就是因果律的方向。

可以把時空間隔想像成某種因果地理的等高線,隨著時空間隔的減小,觀測者會沿著時間軸以最陡峭的路徑(橙色)「下山」。想要改變路徑(綠色),就需要充能增加速度,但那樣做的結果是重新排列這些等高線直到它成為新的最陡路線。所以擁有一個宇宙速度限制,就阻止了「上山」,同樣也維持的因果律的完整性。

彭羅斯圖 Penrose Diagram

彭羅斯圖(Penrose Diagram)是閔科夫斯基圖的升級版,通過擠壓變形,將原本無限延伸的時空轉換到了有限的區域內。原本平直的時空坐標變為了雙曲線,這些雙曲線在彭羅斯圖的頂角處匯聚為一點,這些點表示的是時空中的「共形無限遠處」。在彭羅斯圖中,光線仍然沿著45度角傳遞,因為是局部共形等價,所以光線方向並不會因為引力的出現而在圖中彎曲。我這裡把它單拎出來說一是因為通過這個圖可以很清晰地預言和幫助理解黑洞里一些非常離奇的屬性。其次是,這個圖在遊戲中多次出現,和故事也也有著不小的聯繫。

廣義相對論不但解釋了引力,並且預測了黑洞的存在。卡爾·施瓦西通過對愛因斯坦場方程的一般求解,推導出了一個靜止不旋轉不帶電荷的黑洞,又叫施瓦西黑洞。假設在我們的宇宙中存在這麼一個黑洞,它被安置在彭羅斯圖的左上方,那一側的未來宇宙視界被替換為黑洞視界。這就表示我們的觀測者從原點向左出發,終有一個時刻他會被黑洞吸入。穿過視界的那一刻,黑洞內部的空間和時間將會互換角色,導致時空間隔被反轉。這就代表了因果律的崩塌,那一瞬間之後觀測者即從我們的宇宙消失。另外時空互換意味著空間變成了向時間一樣的單一向量,時間變成了向空間一樣的三維量。想像一下《星際穿越》黑洞中的超立方體,類似那種只不過你看到的是黑洞內部的整個歷史/未來。不過無論你如何選擇,你將不可逃避地以超光速被拉向奇點,你的必然終點。

這還不算離奇,根據計算,還應該存在著一個和這個黑洞完全相反的白洞。它出現於無限遠的過去,並將它內部的一切拋入我們的宇宙。它所釋放的物質和能量之高,將高於任何類星體和超新星。但是由於它的奇點始於無限遠的過去,那它釋放的信息和能量理論上也就需要無限久的時間才能穿過視界到達我們的宇宙。所以理論上這種白洞並不存在。

在這基礎上,還有旋轉帶電的克爾·紐曼黑洞模型。這種黑洞擁有更複雜的結構,並且允許進入黑洞的信息通過蟲洞再經另一側的白洞被拋入另一個全新的宇宙。請記住這個模型,之後我們還會回來討論它。

量子力學 Quantum Mechanics

如果說當代物理有兩大支柱,一個是相對論,那另一個毫無疑問就是量子力學。我們已經花了這麼大篇幅介紹相對論,量子力學部分我就不深挖了。一是量子理論實在是太複雜,我自己也不懂;其次是我們只要涉及一些基礎原理就足夠應付後面的討論了。

談及量子力學,最有名的要算這隻號稱物理學四大神獸之一的薛定諤的貓了,其知名度要遠遠大於任何量子理論和公式,甚至超過了它的主人薛定諤。有意思的是,當初薛定諤想到這個思想實驗,其實是為了站隊愛因斯坦來diss哥本哈根那幫人。本意是為了把哥本哈根詮釋中的量子疊加態放大到宏觀尺度,以證明其荒謬之處。沒想到之後卻成為推廣量子力學的最佳案例。

在講這個實驗的具體原理之前需要先說清楚這個哥本哈根詮釋到底說了啥。大致包含以下幾個觀點:

1. 一個量子系統的量子態可以用波函數來完全地表述。波函數代表一個觀察者對於量子系統所知道的全部信息。

2. 根據波函數的表述,不同的量子態具有不同的概率,在波函數坍塌之前同時存在,又叫疊加態。

3. 海森堡不確定性原理闡明,在量子系統里,一個粒子的位置和動量無法同時被確定。

4. 物質也具有波粒二象性;根據互補原理,一個實驗可以展示出物質的粒子行為,或波動行為;但不能同時展示出兩種行為。

5. 測量儀器是經典儀器,只能測量經典性質,像位置,動量等等。測量的行為會導致波函數的坍塌。

於是在實驗中,薛定諤假想把一隻貓關在一個封閉容器內,並裝置了以下儀器:一台放入極少量放射性物質的蓋格計數器,在一小時內,放射性物質至少有一個原子衰變的概率為50%;如果衰變,蓋格計數器會偵測到並放電,通過繼電器啟動榔頭,打破氯化氫燒瓶,毒死小貓。由於放射性物質的原子具有衰變和非衰變的疊加態,那蓋格計數器也處於放電與非放電的疊加態,最終推導出小貓會處於一種即死又活的狀態。直到你打開盒子觀察的那一瞬間,波函數坍塌,小貓或者是死或者是活——就好像你的觀察決定了小貓的生死。

這結果不只是晦澀與反直覺,甚至可以說已脫離了常人可理解的現實。目前比較合理的解釋是,蓋格計數器的測量本身就已經導致波函數的坍塌,之後都屬於經典問題,也就不存在小貓即死又活的狀態。另有一種解釋是,就算不是蓋格計數器導致的波函數坍塌,量子系統的相干性也會由於與外界環境發生量子糾纏而逐漸喪失,叫做量子退相干效應(Quantum Decoherence)。似乎這些解釋讓我們恢復了些理智,但還是無法在根本上說明白為何組成宇宙中一切事物的微觀世界是非連續的、概率性的,波函數坍塌又代表了什麼?至今哥本哈根給出的解釋都是數學意義上的,至於其現實意義沒人知道。也難怪愛因斯坦和薛定諤要發明各種思想實驗試圖證偽它。

愛因斯坦到底在反對什麼?在之前的章節我們說了,包括相對論在內的所有經典物理理論背後的本質規律其實是因果律,為了阻止因果律的崩塌宇宙設置了一個信息傳遞速度的上限。但是根據量子力學,一切量子態都是概率性的,那就意味著一個粒子是按照概率同時分布在空間的各個位置。直到被觀測,粒子才出現在一個確切的位置,就是說這個確切位置上的粒子的概率瞬間變成100%,其他位置瞬間降為0%。於是在EPR佯謬中,他試圖用量子糾纏說明這種瞬間的狀態轉換,打破了宇宙設置的速度上限,也就是說違反了因果律。

不管怎樣,量子理論現今已經被各種實驗證實,其中的量子電動力學甚至號稱為最精確理論。量子學家們似乎也不再追究意義層面的含義,一邊喊著「Shut up and calculate!"一邊樂此不疲地尋找各種基本粒子。到目前為止,任何試圖將量子理論和相對論統一為萬物理論的嘗試,不管是圈量子引力論還是超弦理論等等都沒有什麼實際進展。

混沌理論 Chaos Theory

當今由相對論衍生出來的一整套宇宙物理學,可以清楚地告訴我們距今138億年之前的大爆炸之初(時間精確到10-32秒)發生了什麼。甚至可以預測在10110年甚至更遠的將來我們的宇宙如何終結。就算是量子力學,也能在概率上預測量子的行為。但是,我們卻無法精確預測一周以後的天氣,這是為什麼呢?

科學界普遍稱這種系統為複雜/混沌系統,用來形容一類由大量簡單個體通過自組織形成,在不具有中央控制的情況下,在無序不可預測的行為基礎上湧現出宏觀模式並能夠自我進化和學習的整體。符合這種描述的系統不只是天氣,蟻群行為、大腦意識、免疫系統、經濟市場、互聯網等等都包括在內。但遠遠不止這些,仔細觀察你會發現我們所知的世界中的一切系統,大到天體運行,再到生命演化,甚至小到量子層面,全部都是複雜系統。

你也許會說,天體運行明明是精確可還原系統,早在牛頓時代之前就可以精確預測月球運行軌道了。其實不然,牛頓的計算只是把兩個天體獨立出來單獨計算得到的近似值,但實際情況是月球不單受地球引力影響,還受到太陽和其他行星的影響,甚至受到太陽系外的所有質量的影響。這個近似值可以比較準確的預測其位置主要是因為距離很遠的天體所產生的引力影響小到可以忽略罷了。早在1887年,法國數學家龐加萊就通過三體問題證明了這類系統的本質是混沌的。

之前提到的洛倫茲吸引子就是混沌系統的一個典型例子。最初是由愛德華·諾頓·洛倫茲於1963年在《大氣科學雜誌》的論文中提出,在研究大氣冷熱空氣對流時通過簡化得到的一套方程組。在一定的參數下,這套方程組給出混沌解,而這些混沌解的集合被繪製出來後呈現出蝴蝶的形狀,後來作為蝴蝶效應而廣為人知。但無論什麼形狀,當一個動態系統出現混沌現象時,在一定數量的迭代之後,所呈現出的局部無序整體穩定的分形結構(Fractal Structure),統稱為奇異吸引子(Strange Attractor)。

除了這類根據自然研究得出的分形結構外,近年來藉助電腦圖形技術的進步,大量人工分形圖像逐漸被人們所熟知。其中比較有名的比如號稱上帝的指紋的曼德博集合(Mandelbrot set),或者是謝爾賓斯基三角形(Sierpinski triangle)。它們普遍都是通過遞歸推衍得出,在任意大小尺度上都呈現出自相似的精細結構。

最令人驚訝的是這類結構在自然界里比比皆是。雲、山脈、閃電、海岸線、雪花、植物根莖、樹葉和動物的血管及毛皮圖案等等,都具有分形結構。可見在某種意義上,通過遞歸和自我指涉,在混沌中產生秩序,才是我們世界的本質。

哲學概念

OK,花了這麼大的篇幅好不容易把遊戲中涉及的科學概念都過了一遍,在收尾之前還有一些哲學概念我想簡單提一下。這裡就不做過多討論了,最終在下篇里我會結合遊戲結局把之前提到的所有概念整合為一個統一的哲學觀。

二元論 Dualism

從經典物理中的因果決定論到量子力學中的概率與不確定性,再到混沌理論中的無序與秩序,似乎一種無形之中的二元對立呼之欲出。中國早在幾千年前就有陰陽二元之分,古希臘的柏拉圖也提出過理念世界與現象世界的區別。笛卡爾的心物二元論奠定了近代哲學的開端。就算到今天,善與惡、自由意志與宿命論、理性與感性等等依然是我們討論的主題。由此可見,二元論自古以來就根植在我們意識深處,是構成我們語言、思維模式及行為的基礎。但同時也很有可能是我們對宇宙最大的誤解

泛神論 Pantheism

泛神論是一種將大自然與神等同起來,以強調大自然至高無上的一元哲學觀點。與一般宗教不同,它認為神性就存在於自然界一切事物之中,並沒有另外具有人格的超自然的主宰或精神力量。這種觀點自十六世紀開始盛行,並持續至今,代表人物有布魯諾、斯賓諾莎、約翰·托蘭德等。布魯諾把宇宙、自然界與神等同起來,認為自然界的物質是永恆存在的,而且自身在運動變化之中。而斯賓諾莎則用「神」和「自然」兩個術語表達同一概念,即表示作為萬物存在的原因的最高實體。

看到這裡的都是真愛

呼……終於寫完了。本來打算在這篇就直接完結的,一不小心就逼逼叨了這麼多。如果你堅持看完應該差不多有個大體畫面了。不過我們先不急著給出結論,在下篇里會結合遊戲結局給這篇過長的評測畫上一個完滿句號。


米蘇蘇 / 自由插畫師

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