Sunday Science: Наука BioShock Infinite

В 1912-м году, когда происходит действие BioShock Infinite, мир находился на грани научной революции. И этой революцией была квантовая механика, что является одними из разделов физики, которая имеет дело с очень странными вещами... BioShock Infinite так же был полон странных вещей. Случайность? Нет!

В начале 20-го века Немецкий ученый Макс Планк предположил, что энергия излучается и поглащается дискретными квантами (элементами энергии). С этого началась квантовая механика. Существование квантов указывало на то, что на самом уровне элементарных частиц вселенная состоит из крайне странных элементов, которые находятся в еще более странном состоянии супер-позиции и наблюдение за этими странными квантами может создавать альтернативную реальность. И конечно же не стоит забывать о том, что все частицы имеют волно-частичную дуальность, являясь одновременно и волной и частицой.

Если вы хотите узнать как работают многие вещи ставшие обычными для нас – вроде лазеров и микрочипов, необходимо изучать теорию квантовой механики... однако для этого рекомендую поступить в университет. 

Однако, помимо привычных вещей, квантовая механика рождает порой действительно удивительные вещи... Некоторые из которых можно увидеть в BioShock Infinite.

Квантовая Левитация

Розалинд Лютес – ведущий физик в BioShock Infinite. Тот способ, благодаря которому Колумбия парит в небе, очень сильно похож на квантовый феномен так же известный как квантовый захват, потоковая блокировка или flux pinning. Квантовый захват происходит, когда сверхпроводник парит в заданной позиции над мощным магнитом, фактически заблокированный в пространстве благодаря магнитным полям проходящим вокруг него. Квантовый захват так же известен как квантовая левитация, однако Розалинд не нравился этот термин.

Коллеги называли Поле Лютес квантовой левитацией. Но в действительности оно не имело ничего общего с реальностью . Левитация - удел магов. Мой атом просто не падал. Если можно подвесить атом, то почему не сделать то же с яблоком?

Называйте как хотите, суть от этого не изменится. 

Технически, чтобы заставить Колумбию парить в небе, город должен находиться на гигантской подложке из сверхпроводника, к счастью, можно обойтись без магнитных трэков, так как Земля – и есть один гигантский магнит. Единственное, в чем может быть проблема – это охлаждение сверхпроводника... который должен находиться при сверхнизкой температуре. Хотя Розалинд могла изобрести более эффективный сверхпроводник способный работать при температуре на той высоте, где должна находиться Колумбия. 

Независимо от этого. Теория  правдоподобна. 

Многомировая интерпретация

Один из способов понять квантовую природу вселенной – это многомировая интерпретация, которая указывает на то, что существует множество миров. Возможно даже бесконечное количество миров (Infinite – бесконечный)! Параллельных вселенных с одними и теми же законами. Мы живем лишь в одном мире, и новые вселенные рождаются в случае возможного альтернативного исхода квантовых событий. Проще говоря – если бросить монетку в этом мире, то она упадет Орлом, в другом же мире она упадет Решкой. "Орел или Решка? Всегда есть следующий раз. Да, наверное да..."

В BioShock Infinite Элизабет может использовать свои удивительные способности для того чтобы открывать порталы в соседние, параллельные вселенные. В финале, Элизабет получает практически бесконечные силы, имея возможность видеть все возможные вселенные. 

"Их миллион, миллион миров. Все разные, все похожие. Константы и переменные."

Многомировая интерпретация стала популярной в 60-е года прошлого века, породив множество научно-фантастических трудов, от книг, до фильмов, сериалов и игр.

Кот Шрёдингера

Если многомировая интерпретация стала более известной в 60-е, то в 20-е популярностью пользовалась Копенгагенская интерпретация, основанная на работах Нильса Бора и Вернера Хайзенберга (кто-то говорит Гейзенберг, не совершайте их ошибок). Данная интерпретация указывала на то, что частица объективно может иметь то или иное состояние, однако она так же существует во всех возможных состояниях. При наблюдении частицы, все состояния сводятся к одному единственному реальному состоянию. 

Мысленный эксперимент Шрёдингера с котом переводит квантовую механику в более понятные условия. В 1935-м году, Австрийский физик Шрёдингер предположил – что если сделать машину по убийству кота... нет, я не сумасшедший! дослушайте меня! Что если взять кота и посадить его в коробку где он умирает или не умирает. Однако так как капсула с ядом разбивается благодаря специальному механизму, который основан на квантовой механике. До тех пор пока вы не откроете коробку, чтобы взглянуть на кота, он одновременно и жив, и мертв, так как существует сразу в двух состояниях одновременно. 

BioShock Infinite используют данную концепцию Элизабет открывает разрыв в соседнюю вселенную, где существуют те же враги, ранее убитые в оригинальной вселенной. Неким образом, так как Лиз вмешивается в естественное положение вещей, это заставляет врагов убитых в прошлой вселенной принимать состояние суперпозиции, одновременно испытывая и жизнь и смерть. Так же как и Кот Шрёдингера.

Та же концепция продемонстрирована в случае с бутылками инфузии, которые одновременно существуют в трех состояниях: Соли, Жизни или Щита, и пока вы не выберите что-то, они не примут определенное состояние.

Квантовое запутывание

В 1935 году, Эйнштейн со своими товарищами – Подольским и Розаном придумали еще одну теорию. Согласно их гипотезе, если взять две частицы и заставить их взаимодействовать определенным образом, то при разделении их квантовые состояния будут "запутаны"... или скорее "связаны". Благодаря этому, даже если частицы будут находиться в разных частях вселенной, они будут влиять друг на друга. "Сигнал" между ними возможно будет перемещаться даже выше скорости света, если вообще не моментально, таким образом создавая новую область квантовой телепортации. Однако это идет в разрез теории относительности указывающей, что ничто не способно двигаться выше скорости света. Хотя Эйнштейн не поддерживал теорию запутывания, она действительно существует и сегодня ученые проводят эксперименты с частицами.

В BioShock Infinite Розалинд Лютес использует квантовое запутывание для связи со своим многомерным близнецом – Робертом.

"Поле Лютес запутало мой квантовый атом волнами света, позволяя безопасно проводить измерения. Звучит знакомо, брат? Это потому, что ты измерял точно тот же атом в соседней вселенной. Мы использовали вселенную как телеграф, включая и выключая поле, создав точки и тире. Ужасно медленно, но теперь ты и я могли шептать через стену."

Путешествие во времени

BioShock Infinite так же помимо межпространственных путешествий затрагивает и тему путешествий во времени. Так как Rapture не существует в 1912-м году как же он может быть в Infinite? Одной из концепций объясняющих подобное перемещение является теория теория червоточин, которые Эйнштейн одобрил бы, так как они вполне соответствуют теории относительности. 

Все сводится к тому, что червоточины представляют собой туннели в пространстве-времени, соединяя одну точку в пространстве и времени, с другой, в связи с чем, их можно использовать для перемещения во времени... Теоретически. Но так как никто не видел червоточину, доказать существование пока нельзя. 

Допустимо, что Элизабет использует свои силы для открытия именно червоточин, перемещаясь не только в пространстве но и во времени.