在我们的日常生活中,我们没有太多机会去认识物理定律到底有多奇怪。想想看:有些已知的科学现象与我们的日常经验完全不同,即使是最杰出的科学家和思想家也难以用任何简洁的表象来解释它们。这类现象的一个例子是当物体以接近光速运动时发生的现象,正如爱因斯坦狭义相对论所规定的那样。正如卡尔·萨根在《宇宙》的一集中对这些原则的著名描述一样,麻省理工学院的学生们把它们作为一个电子游戏带到了现实生活中。
《较慢光速》是麻省理工学院游戏实验室的一款实验游戏,它的功能和一种交互式学习辅助工具一样出色。如果你在物理课上注意的话,核心概念应该是熟悉的:因为时间和空间是相对的,当你接近光速时,奇怪的事情就会发生。首先是多普勒效应,由于光波长的压缩和扩展(当一辆疾驰的救护车经过时,同样的原理也会发生在声音中),多普勒效应会导致远离你的物体移动到光谱的红色端,而向你移动的物体移动到蓝色端。更接近光速时,就会产生更奇怪的效果,比如时间膨胀(你所经历的时间与你周围较慢的物体和人的时间不同)和洛伦兹变换(物体之间的距离在相对论速度下显得不同)。
“相对论一般是在相当抽象的理论层面上教授的。”
游戏实验室创意总监Philip Tan在与The Verge的一封电子邮件中说:“教育工作者有广泛的动手实验,帮助学生获得对物理的直观理解,但相对论一般是在相当抽象的理论层面上教授的。”。然而,游戏通过一个看似简单的物品收集机制来展示它的概念:每当玩家收集一个球体时,光速(通常是一个常数,根据E=mc)²) 被人为地降低,上面描述的效果变得越来越迷惑。一旦所有的球体都被收集起来,彩色多普勒效应就会消失,这样时间膨胀和洛伦兹变换就变得更加明显。
游戏开始于计算机模拟洛伦兹变换,洛伦兹变换是由密歇根大学麻省理工学院客座教授Gerd Kortemeyer博士领导的学生创建的。麻省理工学院的一个骨干团队最终在Unity3D游戏引擎中重新构建了这个模拟。但是在调整它以适应人类的尺度和视角时,他们也必须获得一定程度的创造性许可,比如将玩家的视角转换成红外线(人眼通常看不见红外线)。
“颜色和亮度的波动引起了强烈的恶心,以至于有些测试人员无法在游戏进行到一半时完成。”
其他一些让步也是不可避免的。”“你在游戏中会撞到很多东西,从技术上讲,视觉效果应该会随着每一次碰撞而急剧变化,”谭解释说结果颜色和亮度的波动引起了强烈的恶心,以至于一些测试人员无法在游戏进行到一半的时候完成测试。
现在可以免费下载较慢的光速,麻省理工学院游戏实验室计划在2013年初发布他们的相对论游戏引擎的源代码。”我们正在清理和记录我们的代码,让人们更容易理解引擎盖下发生了什么希望学生和游戏设计师能用它来开发新的游戏和模拟。”
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