Indhold
Jeg har et spørgsmål: Hvad har en kat, en ape, en bølge, en brit, en østrigsk og teoretisk fysik til fælles? Hvis du sagde "quantemekanik" så ville du helt rigtigt. Hvis du ikke sagde kvantefysik, så vil jeg forklare det i denne uges Sciencing the Shit Out of Videospilartikel.
I dag dækker vi et spil, der tog mig et stykke tid for virkelig at hoppe ind, selv om jeg virkelig ikke er sikker på hvorfor. Selvfølgelig taler jeg om Overwatch.
Overraskende nok er filmfilmene til spillet, som for det meste drejer det andet hold til de dør, faktisk dybe, meningsfuldt og har sjove baggrunde til sine figurer. Måske er det en af grundene til at Overwatch har ramt en akkord med så mange mennesker. Tegnene er lagdelt. Den første af disse filmbilleder, der virkelig fangede mig, var ikke den ene i museet, men snarere kampen mellem Widowmaker og Tracer.
Kampens klimaks kommer, når Widowmaker fyrer en kugle mod Tracer, at hun ikke naturligt kunne undvige, så hun 'blinkede' ud af vejen. Og kuglen ramte Widowmakers faktiske mål, Tekhartha Mondatta. I selve spillet kan Tracer bruge denne blinkende evne hvert tredje sekund, forudsat at hun har ansvaret for at gøre det. Men det virkelige spørgsmål er ikke, hvor ofte kan hun gøre det; Sådan fungerer det i første omgang. Jeg postulerer, at det ikke virker som du tror det gør. I dag vil jeg fortælle dig den rigtige måde, at Tracer's evner virker, når vi videnskab er lort ud af Overwatch!
Fan kunst af Will Murai
Kvantum tunneling
For virkelig at diskutere dette skal vi definere et par ting og nogle kvantemekanik, der måske bare gør dit hoved spinding. Men da vi har et intelligent publikum her, vil jeg give nogle af de grundlæggende detaljer, så har vi links til nogle andre steder, hvis du vil lære mere om kvantemekanikken, som jeg nævner i denne artikel.
I dag vil jeg bruge tre udtryk, som du bør gøre dig bekendt med, hvis du virkelig ønsker at forstå, hvordan det virker: Planck Konstant, Usikkerhedsprincippet og DeBrogilie-bølgelængden. Der er dog et emne, som jeg gerne vil diskutere i længden, og det er quantum tunneling.
Måske på et senere tidspunkt kan jeg komme ind i principperne bag deBrogilie bølgelængden, men den generelle idé er, at når vi kommer til et bestemt niveau af minutia, at den faktiske placering af et objekt er mindre af et fast sted og mere af en bølge af sandsynlige steder. Faktisk er der en tydelig sandsynlighed for, at vi ikke sidder på det sted, vi tror, at vi er. Vi kan faktisk være på månen eller måske den anden side af verden, men deBrogile bølgelængden definerer den rimelige sandsynlighed for placeringen af et objekt. Så chancerne for, at vi faktisk er på den anden side af verden eller sidder på månen, er meget usandsynlige.
På nukleare niveau binder den stærke nukleare kraft sandsynligheden for en partikels placering inden for atomets kerner. Det binder dog ikke sandsynligheden 100%. Der er en mulighed for, at partiklen kunne være på den anden side af den stærke atomkraft. Det er det, vi kalder quantum tunneling.
Double Slit Experiment
Lad mig give dig et andet eksempel, der ikke kræver så meget teoretisk tænkning: Københavns fortolkning og Double Slit Experiment.
Hvis du skulle bob en genstand op og ned i en pulje af vand, det gør bølger spredes ud fra objektet. Hvis du skulle placere en barriere i vandet, ville bølgerne hoppe tilbage på sig selv. Men hvis du skulle skære to spalter i barrieren, ville den igen splitte bølgen, og et mønster af vekslende strømme ville dukke op, nogle dele afbryde hinanden og andre dele bliver forstørrede. Dette viser et mønster af to bølger, der er i fase og ude af fase med hinanden. Denne type mønster kan også gøres med lys. Faktisk gjorde en af mine yndlings YouTube-kanaler netop det: Veritasium.
Denne video viser også, at selvom du reducerer antallet af fotoner, der rammer barrieren til kun en ad gangen, kommer det samme mønster til sidst. Det betyder, at et objekt på kvanteplan både er et objekt og en bølge på samme tid, og det vil følge det samme sandsynlighedsmønster uanset interferens.
Tanken er, at en foton er på flere steder på én gang. Så når vi observerer fotonet, kollapser vi dens bølgefunktion, og det forekommer på et sandsynligt sted, ligesom Schrodings kat, som jeg talte om i sidste uge.
Hvad hvis der var et eksperiment, sig med en jagerfly, der havde evnen til at udvide sin deBrogilie-bølgelængde og faktisk bevæge sig gennem sandsynlighedsrummet. Lad os kalde denne jet Slipstream og dens pilot Tracer. Og hvis der under en freakulykke var jetstoffets egenskaber, der på en eller anden måde blev tildelt sin pilot, ville det være muligt for piloten at også teleportere. Det kan dog være svært for piloten at bevare sin position i spacetime på grund af hendes meget brede deBrogilie bølgelængde.
Sandsynligheden for, at Tracer er i flere steder på tværs af afstandstiden, stiger kraftigt, desto længere afstand er deBrogilie-bølgelængden fra Planckkonstanten. Måske binder den kroniske accelerator, som Winston apen lavede til Tracer, ikke faktisk hende til tiden, men reducerer hende deBrogilie-bølgelængden til under Planck konstant og gør hende synlig for verden omkring hende.
Den kroniske accelerator kunne også bruges til at øge Tracer's deBrogilie bølgelængde så godt, at hun er i stand til at kvante tunnel til en anden position i spacetime, sige op til syv meter væk fra hendes nuværende placering eller hendes stilling i virkeligheden for tre sekunder siden.
Det er sådan, jeg laver videnskaben ud af Tracer. Men ligesom al videnskab er det ikke sandt videnskab, før det er bevist forkert. Hvordan ville du forklare Tracer's evner? Lad mig vide i kommentarerne, og jeg vil se dig i næste uge.