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《死亡擱淺》弩哥項鏈上的物理公式科普


最近遊戲圈興起了研究小島秀夫新作《死亡擱淺》的風潮,研究者則被稱為“島學家”,不得不說島學家入門的門檻還是很高的啊,下面是由“叫我大奶糖”分享的《死亡擱淺》弩哥項鏈上的物理公式科普,解密項鏈上的物理公式都是什麽來頭,一起來看看吧。

 

 

小島秀夫在索尼的展前發布會上公布了《死亡擱淺》最新預告片,不過比起《死亡擱淺》這個“有生之年”的大作,不少人更加關注,此次E3小島秀夫又帶來了什麽新周邊。

 

 

 

 

不好好開發遊戲賣什麽周邊(滑稽)

 

果然小島製作部在e3商城上推出了《死亡擱淺》中主演諾曼·瑞杜斯(Norman Reedus)所佩戴的神秘項鏈複製品,這個項鏈可以清楚的看到公式(沒錯就是公式),那麽下面我就告訴你上面是哪一些公式( ͡° ͜ʖ ͡°)

從右到左公式為:

史瓦西半徑公式

旋量波函數/希格斯場與希格斯玻色子

狄拉克方程(協變形式)

反應-擴散方程

量子糾纏(光子對糾纏的貝爾態)

愛因斯坦引力場方程

每個字都知道是啥,但是連起來就看不太懂吧?下面我們把話筒交給百度百科。

史瓦西半徑公式


 

史瓦西半徑是任何具有質量的物質都存在的一個臨界半徑特征值。在物理學和天文學中,尤其在萬有引力理論、廣義相對論中它是一個非常重要的概念。1916年卡爾·史瓦西首次發現了史瓦西半徑的存在,他發現這個半徑是一個球狀對稱、不自轉的物體的重力場的精確解。 一個物體的史瓦西半徑與其質量成正比。太陽的史瓦西半徑約為3千米,地球的史瓦西半徑隻有約9毫米。

 

物體的實際半徑小於其史瓦西半徑的物體被稱為黑洞。在不自轉的黑洞上,史瓦西半徑所形成的球面組成一個視界(僅對於不自轉的黑洞,自轉的黑洞的情況稍許不同)。光和粒子均無法逃離這個球面。銀河中心的超大質量黑洞的史瓦西半徑約為780萬千米。史瓦西半徑不是黑洞實體半徑。黑洞的半徑不能直接用肉眼看,肉眼看到的是史瓦西半徑。

旋量波函數/希格斯玻色子與希格斯場


旋量最先是由埃利·嘉當於1913年引入幾何學的。當空間從0°開始,旋轉了完整的一圈(360°),旋量發生了正負號變號(見圖),這個特征即是旋量最大的特點。通俗來講,旋量就像原先指向莫比烏斯帶外側的矢量,順著莫比烏斯帶上的環圈(代表“物理系統”)旋轉了360°,矢量轉而指向內側,亦即發生正負號變號。

 

 

莫比烏斯環帶

 

因為具有自旋的性質,因此旋量可以用來描述自旋確定為1/2的粒子,例如電子等等,用旋量來描述這些粒子的波函數就叫做旋量波函數。這個U盤上出現的旋量波函數公式是一個定義式,即在粒子的自旋確定為1/2的情況下,包含-1/2和+1/2兩種狀態,因此此時的波函數可以寫成兩個波函數,就是等號右邊的兩個波函數。在量子力學中,用波函數Ψ(x,y,z;τ)描寫粒子的狀態。波函數是粒子在空間的位置(x,y,z)以及粒子自旋σ 的函數。如果粒子的自旋為1/2 (即自旋量子數為1/2)則描寫這種粒子狀態的波函數有兩個分量:Ψ1和Ψ2。Ψ1描寫粒子自旋角動量為+1/2的狀態;Ψ2描寫粒子自旋角動量為-1/2的狀態。

希格斯玻色子


 

希格斯玻色子是粒子物理學標準模型預言的一種自旋為零的玻色子。1964年,英國物理學家彼得·希格斯提出了希格斯機製。在此機製中,希格斯場引起自發對稱性破缺,希格斯玻色子是能量粒子的能量介質並將質量予規范傳播子和費米子。在粒子物理高能粒子物理的微觀粒子中‘玻色子是可以與費米子對稱耦合’形成可測量的‘實粒子’,希格斯粒子是希格斯玻色子的‘反粒子’希格斯場的場量子化激發產生希格斯實粒子,它通過自相互作用的介質而獲得質量。當今在粒子物理的前沿希格斯粒子耦合的質量實體存在的‘發現’是由中國的粒子物理科學家貢獻。

希格斯場


 

超環面儀器內部探測器的躍遷輻射跟蹤器圖像

 

希格斯機製(Higgs Mechanism)是蘇格蘭物理學家彼得·希格斯和其他理論物理學家同時發現的一種物理機製。在規范場理論中,規范粒子的質量是為對稱性所不允許的。這是楊-米爾斯理論的嚴重缺陷。隨著對對稱性破缺的深入研究,特別是南部-戈德斯通定理的發現,物理學家們發現在規范理論中零質量的南部-戈德斯通粒子能為零質量的向量規范粒子提供縱向分量,從而賦予它們以質量。粒子物理的標準模型引進了一個兩分量的複純量場,即希格斯場,它共有四個自由度。在弱電對稱群被希格斯場的勢能所自發破壞後,希格斯場中的三個自由度被SU(2)的規范粒子所吸收而成為它們的縱向分量。這些規范粒子就是W±和Z0玻色子(確切地說,Z0是SU(2)和U(1)規范粒子的一個線性組合,它的正交組合是光子)。希格斯場的剩餘自由度被稱為希格斯玻色子。希格斯場獨立於希格斯機製,是標準模型中的一個方便假設。它並不是理論所必需的組成部分。在動力學對稱破缺模型如工作色模型(technicolor)中,希格斯場為凝聚的費米子對(類似超導理論中的庫柏對)所取代。隻有在超對稱標準模型中希格斯場才是真正基本的角色。

狄拉克方程


 

 

狄拉克

 

1928年英國物理學家狄拉克提出的方程。利用這個方程研究氫原子能級分布時,考慮有自旋角動量的電子作高速運動時的相對論性效應,給出了氫原子能級的精細結構,與實驗符合得很好。從這個方程還可自動導出電子的自旋量子數應為1/2,以及電子自旋磁矩與自旋角動量之比的朗德g因子為軌道角動量情形時朗德g因子的2倍。電子的這些性質都是過去從分析實驗結果中總結出來的,並沒有理論的來源和解釋。狄拉克方程卻自動地導出這些重要基本性質,是理論上的重大進展。為了避免克萊因-高登方程中概率不守恒的問題,狄拉克在假設方程關於時間與空間的微分呈一次關系後得出了有名的狄拉克方程。但該方程仍無法避免得出負能量解的問題。但是負能級的解是成立的,根據泡利不相容原理,狄拉克認為所有的負能級都已經被電子占據,所以阻止了正能級電子向負能級躍遷,這就是費米子海,也叫狄拉克之海。根據以上猜想

反應-擴散方程


菲克定律描述擴散作用,可以使用這條定律來求得擴散系數D,定律由阿道夫·菲克於1855年推導出來。說簡單點,此定律建立了描述物質從高濃度區向低濃度區遷移的擴散方程,所以菲克定律也叫擴散定律。U盤上出現的這個方程是它在數學上的一般形式,反應-擴散系統是一類數學模型的統稱。其中最常見的就是上面提到的化學物質從高濃度區向低濃度區遷移所導致的它們在空間分布上的變化。整個過程裏,局部的化學反應使物質互相轉變,而擴散作用使這些物質向四周分散。所以反應-擴散系統模擬的是在反應和擴散這兩種不同機製的競爭下,物質在空間分布上的具體行為。

量子糾纏


 

量子糾纏

 

量子糾纏或稱量子纏結,是一種量子力學現象,是1935年由愛因斯坦、波多爾斯基和羅森提出的一種波,其量子態表達式:其中x1,x2分別代表了兩個粒子的坐標,這樣一個量子態的基本特征是在任何表象下,它都不可以寫成兩個子系統的量子態的直積的形式。 [1] 定義上描述複合系統(具有兩個以上的成員系統)之一類特殊的量子態,此量子態無法分解為成員系統各自量子態之張量積(tensor product)。量子糾纏技術是安全的傳輸信息的加密技術,與超光速傳遞信息相關。盡管知道這些粒子之間“交流”的速度很快,但我們目前卻無法利用這種聯系以如此快的速度控製和傳遞信息。因此愛因斯坦提出的規則,也即任何信息傳遞的速度都無法超過光速,仍然成立。 實際上的糾纏作用並不很遠。

量子糾纏是粒子在由兩個或兩個以上粒子組成系統中相互影響的現象,雖然粒子在空間上可能分開。 糾纏是關於量子力學理論最著名的預測 。它描述了兩個粒子互相糾纏,即使相距遙遠距離,一個粒子的行為將會影響另一個的狀態 。當其中一顆被操作(例如量子測量)而狀態發生變化,另一顆也會即刻發生相應的狀態變化 。愛因斯坦將量子糾纏稱為“鬼魅似的遠距作用(神鬼級的遠距離相互操作作用)(spooky action at a distance)。但這並不僅僅是個詭異的預測,而是已經在實驗中獲得的現象,比如科學家通過向兩個處於室溫的糾纏的小鑽石發射激光(圖中綠色)。科學家希望能夠建造量子計算機,利用粒子糾纏進行超高速計算 。

愛因斯坦引力場方程


 

愛因斯坦引力場方程

 

這個方程反映了愛因斯坦的馬赫原理的思想。1905年愛因斯坦發表狹義相對論後,他開始著眼於如何將引力納入狹義相對論框架的思考。以一個處在自由落體狀態的觀察者的理想實驗為出發點,他從1907年開始了長達八年的對引力的相對性理論的探索。在曆經多次彎路和錯誤之後,他於1915年11月在普魯士科學院上作了發言,其內容正是著名的愛因斯坦引力場方程。這個方程式的左邊表達的是時空的彎曲情況,而右邊則表達的是物質及其運動。“物質告訴時空怎麽彎曲。時空告訴物質怎麽運動。”(惠勒語)它把時間、空間和物質、運動這四個自然界最基本的物理量聯系了起來,具有非常重要的意義。愛因斯坦的引力場方程是一個二階非線性偏微分方程組,數學上想要求得方程的解是一件非常困難的事。愛因斯坦運用了很多近似方法,從引力場方程得出了很多最初的預言。

結語


這些公式全部與宇宙相關,包括黑洞、宇宙大爆炸,等等等等。我隻想吐槽入門島學家真難啊

來源:游民星空


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