Eksperimenti otrajā dzīvē atklāj alternatīvus fizikas likumus

Second Life ir tiešsaistes pasaule, kurā cilvēki izmanto iemiesojumus, lai izpētītu un mijiedarbotos viens ar otru un izveidotu vairāk vai mazāk jebko, pamatojoties uz vienkāršām ģeometriskām formām. Šos objektus regulē aptuveni Zemei līdzīgu fizikas likumu kopums, kas simulē impulsa, gravitācijas un elastības saglabāšanos sadursmēs un tā tālāk.

Bet Second Life ir arī skriptu valoda, kas ļauj iedzīvotājiem ieviest papildu efektus. Tas ļauj viņiem pirkt un pārdot objektus, izmantojot virtuālo naudu, izveidot apģērbu faktūras, kā arī animācijas.

Un tas ļauj dažādos veidos modificēt objektu uzvedību. Citiem vārdiem sakot, Otrajā dzīvē fizikas likumi ir piemēroti.

Un tas rada interesantu perspektīvu. Šī skriptu valoda ļauj cilvēkiem simulēt Visumus, kuros matērija tiek pārvaldīta pavisam citādi.

Šodien Renato dos Santoss no Brazīlijas Luterāņu universitātes Kanoasā atklāj savus centienus iejaukties fizikas likumos otrajā dzīvē un kā viņa mikropasaules ļauj studentiem pētīt un izjust kustības likumus, kas pilnīgi atšķiras no tiem, kas darbojas mūsu valstī. Visums.

Sākumā Dos Santos raksturo matērijas īpašības un fizikas likumus, kas jau darbojas Otrajā dzīvē. Viņš norāda, ka pasaulē ir daži salīdzinoši sarežģīti likumi, kas regulē laika apstākļus un Saules lēkšanu un rietēšanu.

Otrās dzīves 'Saule' parasti uzlec un riet katras četras Zemes stundas, vienmēr tieši pretī pilnmēness, viņš saka. Un serveri aprēķina vienkāršotu Navjē-Stoksa vienādojumu risinājumu, lai modelētu vēju un mākoņu kustību, kas laika gaitā attīstās visā pasaulē.

No otras puses, Second Life nav šķidrumu. Viņš saka, ka ūdens ir vienkārša tekstūra, kas piemērojama objektam. Līdz ar to nav ūdens pretestības vai gaisa pretestības un nav peldspējas jēdziena. Turklāt Otrajā dzīvē gaisma vienkārši pastāv bez jebkāda fiziska mehānisma, kas iesaistīts tās ražošanā vai izplatīšanā.

Visi šie un citi faktori ir jāņem vērā, veidojot mikropasauli Second Life. Neskatoties uz to, Dos Santos ir spējis izveidot vairākas interesantas simulācijas.

Labs piemērs ir viņa simulācija, kurā lielgabals šauj ar lielgabala lodēm, lai izpētītu to trajektoriju. Viens no pirmajiem izaicinājumiem ir izmantot Second Life skriptu valodu, lai ieviestu sākotnējo nosacījumu kopumu lielgabala lodēm, piemēram, to sākotnējais ātrums un novietojums.

To darot, ir iespējams aprēķināt to atrašanās vietu un ātrumu jebkurā lidojuma brīdī. Ir arī vienkārši aprēķināt to kinētisko enerģiju un impulsu.

Tomēr pēc izšaušanas šīs lielgabala lodes nepārvietojas taisnā līnijā. Tā vietā gravitācija velk tos pret zemi, un vējš var nobīdīt tos no kursa. Dos Santos saka, ka skriptu valodā ir iespējams izveidot noteikumus, kas pretojas šiem spēkiem. Tas padara iespējamu pilnīgi atšķirīgu kustības likumu kopumu.

Lai to demonstrētu, Dos Santos ir izveidojis divus dažādus likumu kopumus, kurus var iedarbināt, nospiežot pogu. Pirmais ir Ņūtona tradicionālie kustības likumi, kas ved uz pazīstamajām paraboliskajām trajektorijām.

Otrais likumu kopums ir balstīts uz impulsa teoriju, ko popularizēja Žans Buridans, franču priesteris un viduslaiku zinātnieks, kas aktīvi darbojās 14. gadsimtā. Šī teorija bija nozīmīgs intelektuāls priekštecis modernākiem impulsa un paātrinājuma jēdzieniem.

Buridana idejas bija Aristoteļa teorijas paplašinājums, ka kustības turpināšana ir atkarīga no nepārtrauktas spēka darbības. Buridans to paplašināja, ieviešot īpašību, ko sauc par impulsu, ko viņš formāli definēja kā svaru, kas reizināts ar ātrumu.

Viens no Buridana audzēkņiem impulsu raksturoja šādi: Kad kaut kas vardarbīgi pārvieto akmeni, tas ne tikai uzliek tam reālu spēku, bet arī iespiež tajā noteiktu impulsu. Tādā pašā veidā gravitācija ne tikai dod kustību kustīgam ķermenim, bet arī dod tam dzinējspēku un stimulu …

Buridana matemātiskā stimula formula ļauj to iekļaut Second Life simulācijā, un tieši to ir izdarījis Dos Santoss. Tas ļauj studentiem eksperimentēt ar dažādiem likumiem un redzēt to ietekmi.

Interesanti, ka Buridana likumi rada lielgabala lodes trajektoriju, kas nedaudz atgādina golfa bumbiņas trajektoriju, kas virzās uz augšu un pēc tam pēkšņi nokrīt gaisa pretestības dēļ.

Jūs varat skatīties šo eksperimentu video šeit .

Tā ir interesanta pieeja, kurai ir noderīgs potenciāls pielietojums izglītībā. Bet noteikti ir daudz vairāk, ko var paveikt tādās virtuālās pasaulēs kā Second Life.

Viens interesants jautājums ir par to, kā virtuālajā pasaulē izstrādāt eksperimentus, kas pārbauda konkrētos fizikas likumus darbībā un situācijas, kurās tie sabojājas.

Piemēram, laika jēdzienu var izpētīt, izmantojot eksperimentus, kas ietver vienlaicību. Tas pat varētu atklāt nepilnības, kuras var izmantot, lai mazliet izklaidētos.

Šāda pieeja prasītu ievērojami lielāku atjautību un precīzāk simulētu to fiziķu darbu reālajā pasaulē, kuri nezina likumus iepriekš un kuriem ir tikai viņu novērojumi, lai tos vadītu.

Šāda veida pieeja ir pārbaudīta virtuālajās pasaulēs piemēram, Minecraft taču ir skaidrs, ka to pašu pieeju var izmantot arī citur.

Virtuālās fizikas likumi ir paredzēti, lai tos īstenotu, ja kādam pietiks atjautības un brīvā laika.

Atsauce: arxiv.org/abs/1405.6703 : Otrā dzīve kā platforma fizikas simulācijām un mikropasaulēm: novērtējums

paslēpties