Константы и переменные
Какую физику использует BioShock Infinite
26 марта исполняется 10 лет шутеру BioShock Infinite. Снискавшая признание игра не только позволяет игроку задуматься об этических, политических и философских вопросах, но и дает возможность погрузиться в парадоксы квантовой механики. Давайте разберемся, что из показанного имеет отношение к реальной физике, а что — противоречит ей.
Физические парадоксы, которые выдумывают теоретики, чтобы подвергнуть новые концепции проверке на прочность, часто привлекают творческих людей, ищущих вдохновения в точных науках. Главными поставщиками подобной пищи для размышлений в физике по сей день остаются квантовая механика и теория относительности. Эти теории контринтуитивны — что добавляет интеллектуальной перчинки в художественное произведение. Все упирается лишь в то, насколько хорошо автор распорядится этими теориями.
В случае с BioShock Infinite эта работа удалась на славу. Ее создатели, руководимые геймдизайнером Кеном Левином, смогли, с одной стороны, передать дух первооткрывательства, который царил в физике на рубеже XIX и XX веков, а с другой — вплести парадоксальные квантовомеханические идеи в сюжет и черты персонажей, добавив истории дополнительные измерения.
Infinite расширяет мир, в котором происходило действие первых двух игр серии. Все эти игры объединяет ряд общих черт. Везде действие происходит в фантастическом городе-государстве, спрятанном от мира — в Восторге в толще океана (BioShock 1 и 2) или в Колумбии в облаках (BioShock Infinite). В городе царит антиутопический политический строй: в первой части BioShock он отсылает к идеям Эйн Рэнд (игра задумывалась, как критика книги «Атлант расправил плечи»), во второй части на смену «рэндистскому» режиму в Восторге приходят коллективисты, а жители Колумбии в BioShock Infinite явно объединены идеей американской исключительности.
Также в судьбе городов и сюжете игр важное место занимают ученые и наука. И если первые две части пронизаны духом генетики и отчасти математики (в DLC Minerva’s Den), то в Infinite все завязано на квантовой механике.
!!! Внимание, спойлеры !!!
Здесь и далее материал опирается на элементы сюжета, незнание которых критично для полноценного восприятия игры как произведения искусства. Другими словами, если вы еще не играли BioShock Infinite, но планируете, мы рекомендуем вам прекратить чтение на этом месте.
В конце концов, если вы пройдете игру до конца, вам наверняка самим захочется вернуться к этому тексту.
Сюжет
Сюжет игры вертится вокруг побега юной Элизабет — наследницы Захари Хейла Комстока, основавшего летающий город Колумбия в 1893 году. Мы играем за частного сыщика Букера ДеВитта, которого наняли загадочные близнецы — физики Розалинда и Роберт Лютесы — для организации побега Элизабет в обмен на закрытие долгов.
По ходу игры мы выясняем, что ученые играют ключевую роль в событиях во вселенной BioShock Infinite. Строго говоря, Розалинда и Роберт — это не брат и сестра, как они представляются людям, а два варианта одного и того же человека из параллельных миров. Расщепление реальностей происходит в моменты совершения судьбоносных решений — и это прямая отсылка ко многомировой интерпретации квантовой механики.
Взаимодействие между мирами стало возможным благодаря независимым открытиям Лютесов нового типа взаимодействия (поле Лютес). Изначально этот физический эффект заключался в левитации отдельного атома (частицы Лютес). Розалинда на деньги Комстока смогла масштабировать эффект на массивные тела, благодаря чему стало возможно создание целого летающего города.
Продолжая эксперименты с воздействием на атом полем Лютес, ученая обнаружила, что на тот же самый атом воздействует что-то еще. Оказалось, что поле Лютес проникает во все миры сразу. В одном из параллельных миров Роберт Лютес проводил аналогичные опыты с другой версией этого атома. Скоро физики установили друг с другом контакт посредством азбуки Морзе и объединили усилия. Коллаборация создала машину Лютесов, которая открывает полноценные порталы (разрывы) между мирами, и Роберт переместился в Колумбию, которой не существовало в его реальности (потому что там не существовало Комстока).
Последовавшая далее по сюжету гибель «близнецов» им не особенно повредила: Лютесы приобрели неуязвимость и способность появляться в любой из версий миров в любом месте и любом времени. Ученые приняли решение использовать эту способность для предотвращения катастрофы — войны, которую могла развязать Колумбия.
Рождение квантовой механики и левитация атомов
По меркам нашей с вами реальности открытия Розалинды и Роберта существенно опередили свое время. Они свободно оперируют терминами из квантовой механики, в то время как на самом деле эта область физики начала развиваться лишь в XX веке, после статьи Макса Планка 1900 года. Это была попытка описать спектр абсолютно черного тела, для которой физику пришлось допустить, что энергия электромагнитного излучения испускается и поглощается отдельными «порциями» (собственно, квантами).
Физики отказались от классической онтологии для корректного описания микромира только к середине 20-х годов XX века — усилиями Нильса Бора, Эрвина Шрёдингера и многих других. В 1930 году Поль Дирак подвел строгий математический базис под квантовую механику и связал ее со специальной теорией относительности, опубликовав книгу «Принципы квантовой механики». Во вселенной Bioshock Infinite эту книгу еще в в середине 80-х годов XIX века написала Розалинда Лютес.