来聊聊《戴森球计划》中那些浪漫至极的科学幻想
怪物马戏团 | 文
《戴森球计划》发售两周了，这款硬核的科幻建造游戏迅速占据Steam畅销榜的亮眼位置。在不少玩家心中，《戴森球计划》代表着国产游戏在一个类别上的突破，它是我们第一款真正意义上的成功硬科幻游戏。
玩家@WXY做的戴森球
今天，我们就来浅浅地聊一聊游戏中涉及的一些科学概念，向开发游戏的柚子猫致敬。限于篇幅，我们只挑两个比较有代表性的技术来简单谈谈。
不过因为写这篇文章的人只是普通科幻爱好者，所以难免犯错。希望能抛砖引玉，发现有错误的小伙伴可以在评论中纠正一下，想要补充其他的科普也很欢迎~
首先是戴森球，这是游戏的核心目标，我们在游戏中所做的一切都是为了建造起戴森球。
来自玩家分享截图
什么是戴森球？我相信关注这个游戏的人或多或少都了解这个科幻概念，所以这里只稍微说一下。
戴森球是弗里曼·戴森在上世纪60年代提出的一种科学构想，简单来说，就是在恒星的周围建造太阳能板，获取能量。
太阳能板听上去很不科幻，但实际上我们生活中用到的太阳能板，是对高级技术的低级实现。太阳能无法超过核能，是因为我们目前的太阳能板对阳光的利用率太低，再加上大气层吸收并反射了大量的太阳辐射。
但如果在外太空直接对准恒星建造一片把恒星包裹的太阳能板，理论上能获取的能量是非常惊人的。而这种把恒星整个包裹起来的结构，就是最初的戴森球构想。
这个构想被提出后，逐渐被证明不现实。因为这种构造需要面对几个难点，其中一个是戴森球必须能抵抗住恒星的引力，不被拽入其中。
游戏中玩家同样需要解决这一点
这就是为什么你在《戴森球计划》的科技研究中，能看到我们需要用碳纳米管来制造戴森球的主体架构，就是为了靠这种现阶段已知的超硬材料来抵抗恒星的引力。在科幻小说中，太空电梯常常也是用碳纳米管打造的。
碳纳米管
游戏里也可以造太空电梯
来自DeviantArt@GlennClovis的概念图
在后期，我们还会研究简并态物质。这种物质的强度可以和《三体》里的水滴相比。
不过质量正常的水滴不是简并态物质
但这还是不够，因为戴森球还要面对其他一些问题：它的建造成本太高昂了，以至于很可能需要它的文明造不出它来，造得出它的文明又不需要它。
况且，戴森提出的那种结构，必须想办法防止太阳耀斑爆发和陨石破坏球体。光是看一眼月球的表面，就能明白陨石的撞击对一颗没有大气层保护的行星有多频繁。
于是结合这两个问题，后人对戴森球的结构进行了革新。一种是模仿行星光环制造的戴森环；另一种就是在太阳周围部署大量带着太阳能板的卫星，这是戴森云。
戴森云的直译其实是：戴森群（Dyson Swarm）
而在游戏中，我们能建造相对合理很多的戴森云，这一点可以在科技树的说明中看到。
同样，我们也能建造戴森球和戴森环。而如果你一定要造最原始的那种戴森球，会发现遇到了上述问题：你获得的电力比需要的多太多了，因为这种结构是很浪费的，虽然它极具美感。
在科技树中，我们还能看到制作组没忘了处理戴森球的另一个难点：能量的高效传输。光是从这一点，就能看出游戏硬科幻的一面。
然而实际上，游戏的主体内容并不是戴森球。在现阶段的游戏里，建好戴森球，基本上就意味着游戏结束了。当然，这之后我们还是有很多可玩内容，不过目前戴森球算一个通关动画。
这“通关动画”无比壮阔
所以接下来，我们抛开戴森球，谈谈游戏中玩家使用的科技。从侧面的一个点，看看游戏中的科技水平大概到了什么地步，以及这部游戏为什么是诚意满满的硬科幻。
我们要说的就是引力。
“引力”这个概念本身，就是个非常复杂，且无定论的东西。所以我们会看到一些科幻作品用引力来大做文章，例如《星际穿越》。
可以说，引力的定义，经过了四次革命性的变动。
第一次是牛顿的万有引力，我们在物理课上学过的概念。概括来说，就是万物之间都有一种互相吸引的力叫“引力”，凭借引力，天体才能保持距离、维持旋转的轨道。
同样，你和你喜欢的人之间也一定会有一种互相吸引的力量，这就是物理学的浪漫。
哦，除非你喜欢的人来自二次元
但是万有引力论无法解决一个问题，就是为什么引力的作用速度是瞬间的，可以超过光速，它难道不该有个传播介质吗？
就这样，出现了大名鼎鼎的相对论。关于引力，爱因斯坦用相对论提出了一个惊为天人的猜想，大概解释起来就是这样：
引力根本不是一种力，而是一种效应，是因为物质的质量扭曲了时间和空间，所以让其他物质在经过这些被影响的空间时，行动轨道受到影响。举例来说，就像是一个球落在一个弹性平面上造成弯曲，这样另一个球可以绕着它旋转。
因为扭曲的是时空本身，而非物体的行动轨迹，所以对物体来说，它在做直线运动，这就是为什么天体的公转是匀速的。
这个猜想的牛逼之处在于，它完全凭空出现，没人知道爱因斯坦是怎么想出来的。现代物理学界甚至有一种说法：相对论彻底超越时代，以至于如果有另一个人类史，那相对论很可能会出现在弦理论之后。
放个助手在这儿防止枯燥
所以，你的存在本身就已经足以扭曲空间，产生一种让万物被你吸引的效应，这也算是物理学的浪漫。
随后就是量子力学了。量子力学的概念很复杂，而且它和相对论是对立的。在宏观世界中，一切遵循相对论，万物的存在很稳定；而在粒子内的微观世界里，一切遵循量子力学，万物的存在是“概率性”的。
双缝干涉实验：关于叠加态和波函数坍缩
这时引力的定义迎来了第三次革命：在量子力学中，引力被一种叫“引力子”的玻色子传递，因为这种粒子的作用距离无限（量子纠缠），所以可以跨越距离瞬间作用到另一个物体上。
玻色子自旋量子数为整数，对应的费米子为半奇数
科幻作品中的量子通信也是在利用这个理论，但实际上量子纠缠无法传递信息。
三体中的智子也靠量子纠缠通讯
在我们熟悉的四大基本力中，强核力、弱核力和电磁力都已经被统一了，唯有引力越来越神秘。要如何解决量子理论和相对论的矛盾，就是目前理论物理学最大的难题。
爱因斯坦晚年就希望解决广义相对论和量子理论的矛盾
就这样，来到我们最后要说的那次“引力革命”，也就是现在被各种科幻电影/游戏奉为明星的弦理论。
弦理论比量子物理还要复杂，核心概念是世界上根本没有电子这样的粒子，只存在非常小的弦，而弦的不同震动方式，就是我们观察到的不同粒子。我们之所以看不到弦，是因为测量能力不够。
大刘的《球状闪电》里可以看到对弦论天才般的展现
我们看到的超弦理论、膜理论（M理论）都属于弦论的大结构之下。弦理论之所以热门，就是因为它能通过高维空间统一包括引力在内的四大基本力，并解决相对论和量子理论的矛盾。
换言之，它很可能就是我们一直在寻找的大统一理论，只不过，我们现在还没法验证它。
弦论关于高维空间的重要模型：卡拉比-丘流形
好了，听我说了这么一大堆，你可能在想这和游戏有什么关系了。关系就在，我上面提到的东西，实际上全在游戏里出现了，而且它们构建起了游戏的世界观。
这就是柚子猫的高明之处，他们把非常硬科幻的背景设定藏在了你不仔细看，就不会注意到的地方。如果你不感兴趣，他们就给你最轻bao松gan的游戏体验，如果你感兴趣，就能在表象下发掘出一个复杂的设定。
柚子猫还玩了把薛定谔的猫的梗
通过科技树，我们能完整地看出这个世界的人们经历了什么：他们成功验证了弦论，用其将四大基本力统一起来，而且发现了引力子。
引力子出现了
在科技树上，科学的进步循序渐进。其中一个节点里，我们需要研究粒子对撞机，而要验证弦理论，一个重点就是需要发现希格斯粒子和引力子，这就需要超级粒子对撞机。走下这一步，游戏世界的科技史就会向前迈进。
这就是为什么中国想建大型粒子对撞机
之前的这个节点会把我们引向引力子的发现
而到了最后，科技树的这条直线出现两个分岔。分岔的末端，一个是代表广义相对论的引力波，一个是量子物理。
它们最终汇合，大统一理论被发现，一条科技线达到巅峰。
一条“引力”的旅途
《戴森球计划》中，这样的硬科幻设定随处可见。譬如在另一条科技树分支上，我们还能看到人类是如何逐渐推动量子计算机发展的。
而通过柚子猫在众筹阶段公布的未来计划，我们得知游戏现阶段建造的戴森球，只是星空航行的中转站而已。他们还曾计划启动“流浪太阳系”的计划。
听上去很不可思议，但实际上这个计划的火种，早已被柚子猫埋进了游戏：在科技树上，有一条我们没有细说的分支，是游戏世界的人类一步步完善太阳帆的技术。
而有种构想叫做什卡多夫推进器，它类似一面巨大的镜子，用抛物线形罩住部分太阳，利用反射恒星辐射的动能将其推动。而要造成它，就需要戴森球级别的工程能力，借建造巨型太阳能板（太阳帆）的技术建造巨型镜面，所以有人把这项构想称为戴森球的兄弟。
实际方案非常复杂，牵扯到引力的平衡和镜面的形状、材质
前苏联科学家什卡多夫在80年代提出此构想
还有一种可能叫卡普兰推进器，同样和戴森球的技术有关，感兴趣的小伙伴可以去查查。
卡普兰推进器，喷射粒子推动太阳
没错，也许人类永远都不会去造戴森球这样的工程，但这个构想本身的存在就是一座人类科学奇想的丰碑，代表着我们的想象力和探索精神。这是属于科学的极致浪漫，在《戴森球计划》中，这种浪漫被体现得淋漓尽致。
飞向黑洞
而柚子猫仅凭五个人，就脚踏实地地做出了一部讲述这个构想的游戏。它不仅有趣、完成度高、美术风格优雅，在背景设定上还满满都是诚意，简直就是一封5人写给数十万硬科幻爱好者同胞的情书。
这难道不就是游戏的极致浪漫么。
另，我们之前做了一篇采访，讲述柚子猫的五人是如何做出这个让人惊喜的游戏的。想要进一步了解的朋友们，点击下方的第一篇推荐文章哦~
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