Как устроена физика Quantum Break

N+1Наука

Дымит разлом

Как устроена физика Quantum Break

Марат Хамадеев

b42c0c78b94f80f2120650be4a4bae45.jpg
N + 1

Впогоне за хорошими играми про физиков и физику я наконец-то добрался до Quantum Break (в русском переводе — «Квантовый разлом») от финской студии Remedy Entertainment — очевидный выбор после близкого знакомства с Control, их следующей игрой. В блоге, предваряющем этот текст, я уже разобрал одну из формул «Разлома», теперь пришла пора рассказать про остальную научную начинку шутера.

Пройдя Quantum Break на 100 процентов (то есть собрав каждую записку, прочитав каждое письмо и отсмотрев каждый видеодневник), я могу со всей авторитетностью заявить, что «Разлом» — самая осмысленная с точки зрения современной теоретической физики игра из тех, с которыми я знаком. Она оставляет позади не только Mass effect и Bioshock Infinite, но даже и Black Mesa — ремейк знаменитой Half-Life, с большим количеством досок хардкорного научного содержания.

Секрет такого успеха довольно прост: студия во главе с креативным директором и продюсером Сэмом Лейком пригласила в качестве консультанта настоящего физика-теоретика и популяризатора науки Сюксю Рясянена, который когда-то работал в ЦЕРНе. В этом Лейк поступил так же, как Кристофер Нолан, которому при создании «Интерстеллара» и «Довода» помогал нобелевский лауреат Кип Торн. Это не случайность: именитый разработчик уже признавался, что вдохновлялся творчеством именитого режиссера.

Впрочем, есть еще кое-что, что роднит игры Remedy и фильмы Нолана (кроме общей недосказанности и использования одних и тех же актеров в разных сюжетах), — это любовь к манипуляциям со временем. Играть с временем финны начали еще в Max Payne, заодно популяризовав для жанра шутеров эффекты замедления — буллет-тайм и слоу-мо. Поэтому неудивительно, что Remedy в 2016 году обратились и к теме путешествий во времени, на которых и построили сюжетную канву Quantum Break. Кстати, на четыре года раньше Нолана с его «Доводом»!

«Довод» с некоторой долей иронии можно назвать экранизацией упорядоченных во времени фейнмановских диаграмм, которые допускают движение назад во времени для античастиц. В «Квантовом разломе» использованы другие концепции из настоящей теоретической физики, разбору которых посвящен этот текст.

Перед прочтением я настоятельно рекомендую читателю ознакомиться с материалом «Убить дедушку и выжить», в котором подробно рассмотрена проблема путешествий во времени и временных парадоксов через призму современной физики. И хотя этот текст самодостаточен, некоторые моменты, про которые я расскажу здесь, описаны там более подробно.

!Внимание, спойлеры! Я не планирую раскрывать сюжет игры полностью, но для обсуждения некоторых идей, заложенных создателями, частично это будет необходимо.

Поле Мейера — Джойса

Главная научная «фишка» вселенной Quantum break — это представление о том, что из себя представляет движение материи вдоль оси времени. Из существующих физический теорий наиболее полно на этот вопрос отвечает общая теория относительности (ОТО). Она объединяет пространство и время в единую сущность, которая должна искривляться, чтобы возникла гравитация (про попытки объяснить ОТО на пальцах читайте в материале «Это только теория», посвященном столетнему юбилею теории).

Заветная мечта всего физического комьюнити — объединение ОТО с квантовополевой моделью микромира. Другими словами, построение квантовой гравитации. В мире «Разлома» эту проблему частично решили в 1997 году два молодых физика — Элтон Мейер и Уильям Джойс, бывшие на тот момент студентами университета вымышленного города Риверпорт, штат Массачусетс. Частично — потому что их идеи, описанные в игре, касаются лишь времени, а не пространства, что несколько противоречит духу ОТО. Пожалуй, этот факт можно назвать первым слабым местом вымышленной теории.

Сама она, тем не менее, довольно интересная. Мейер и Джойс предположили и доказали, что способность физических систем эволюционировать во времени проявляется лишь тогда, когда они взаимодействуют с особым полем, названным впоследствии в их честь. Сэм Лейк прямо говорит в интервью, что идея поля Мейера — Джойса родилась после дискуссий с Рясяненом, который рассказывал разработчикам про механизм Хиггса. Этот механизм описывает возникновение массы у частиц за счет взаимодействия с одноименным полем Хиггса, квант которого называется бозоном Хиггса. Это скалярное поле стало решением проблемы безмассовости бозонов в теории электрослабого взаимодействия. Совсем упрощенно этот механизм можно представить как «цепляние» безмассовых бозонов за вездесущее поле Хиггса. Подробнее о нем мы рассказывали на десятилетие запуска Большого адронного коллайдера.

Квант поля Мейера — Джойса, в свою очередь, получил емкое название хронон1. Предполагается, что хрононная энергия равномерно распределена в пределах Земли, из-за чего время у нас на планете везде течет примерно одинаково. Вблизи массивных тел хрононное поле должно искажаться согласно предсказаниями ОТО, и сложно сказать, как именно вписывается теория хрононов в теорию относительности. Возможно, поле Мейера — Джойса должно испытывать те же искривления, что и метрический тензор, но напрямую этот вопрос нигде не обсуждается, если не считать единственную формулу на доске в начале игры.

1Самому термину хронон, на самом деле, тоже без малого сотня лет. Его придумал в 1927 году Роберт Леви в качестве попытки проквантовать время напрямую, то есть представить его не в непрерывном, а в дискретном виде. Но в игре у хронона несколько иной физический смысл.

В Quantum Break нам показывают, что произойдет в мире, который хрононы толкают вперед по времени, если поле Мейера — Джойса начнет исчезать. Цепочку этих процессов запускает в 2016 году инцидент с машиной времени, созданной в Риверпортском университете, чей принцип работы частично основан на хрононах. При проектировании машины была допущена ошибка, из-за чего ее первый запуск породил Разлом2

2В оригинале это другой разлом: fracture, а не break, как могло бы показаться русскоязычному игроку.

a3277453b331ee4c1eef2a9d78464b77.png
Треки хрононов, покинувших ядро машины времени в момент инцидента. Quantum Break / Remedy Entertainment

Разлом — событие, запустившее нелокальные флуктуации поля Мейера — Джойса. Нелокальность здесь проявляется в том, что ход течения времени нарушается — ни много ни мало — сразу во всей Вселенной. Флуктуации проявляют себя в виде краткосрочных «зависаний» — состояний без течения времени, в которых любые процессы прекращаются и эволюция материи замирает. По мере развития событий длительность и частота зависаний растут и в итоге завершается полноценным Концом времени — состоянием Вселенной, в которой полностью отсутствуют хрононы. Или, говоря языком физиков, хрононное поле переходит в нулевое (вакуумное) состояние.

Описанная выше идея помимо хиггсовского механизма затрагивает еще несколько общепринятых физических концепций. Например, состояние Конца времени перекликается с Началом времени, которое имеет место в некоторых космологических моделях, основанных на Большом взрыве. Согласно им, до этого события время и пространство отсутствовало, что на языке Quantum Break означает отсутствие частиц Мейера — Джойса.

Идея о том, что какое-то событие на Земле способно повлиять на всю Вселенную, кажется достаточно наивной. Тем не менее, похожий сценарий теоретически возможен в случае распада так называемого ложного вакуума до вакуума истинного (подробнее об этом превращении можно прочитать в блоге Дмитрия Трунина). Тогда катаклизм мог бы начаться на Земле как следствие некоторого высокоэнергетического эксперимента, а затем распространиться далее в космос под действием эффекта домино3. В отличие от Разлома, этот катаклизм произошел бы за счет локальных взаимодействий. Но даже если бы реализовался такой сценарий, его едва ли можно было бы обратить вспять — а ведь именно такую цель поставили себе герои игры.

3В отличие от Разлома, этот катаклизм произошел бы за счет локальных взаимодействий.

Хронофизика

Настоящие физики не имеют ни малейшего представления о том, как повлиять на поле Хиггса. Риверпортские физики о хрононном поле знают гораздо больше и манипулируют с ним гораздо увереннее.

Например, из презентации в начале игры мы узнаем, что масса квантов Мейера — Джойса равна 4,5 тераэлектронвольта. Это очень много: для сравнения, масса бозона Хиггса равна 125 гигаэлектронвольт, а масса самой тяжелой из известных частиц — топ-кварка — 173 гигаэлектронвольта. Из формул на досках лабораторий можно узнать, что оператор хрононного поля в уравнениях элегантно обозначен символом «⧖», похожим на песочные часы. Из этих уравнений он перекочевал и на предупреждающие знаки.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Дикие павианы не прошли зеркальный тест Дикие павианы не прошли зеркальный тест

Исследователи провели зеркальный тест на диких медвежьих павианах

N+1
Утренняя напасть: как избавиться от отеков лица Утренняя напасть: как избавиться от отеков лица

Почему возникают утренник отеки лица и как предотвратить их появление?

ТехИнсайдер
Ученые обнаружили настоящие пляжи на Марсе Ученые обнаружили настоящие пляжи на Марсе

Наблюдения показали на Красной планете подземные образования, напоминающие пляжи

Inc.
Коротко и ясно: 5 саммари полезных книг для тех, кто хочет сэкономить время и узнать все самое интересное Коротко и ясно: 5 саммари полезных книг для тех, кто хочет сэкономить время и узнать все самое интересное

Подборка саммари самых интересных книг для саморазвития

ТехИнсайдер
«Опыт — не главное». Как мы устраивались работать на российский автозавод «Опыт — не главное». Как мы устраивались работать на российский автозавод

Как устроиться на работу на автозавод, что требуется и сколько будут платить

РБК
Между бегством и свободой Между бегством и свободой

Как Саша Соколов соединил многие противоположности — и отменил их

Weekend
Новый вызов Новый вызов

Юлия Пересильд примерила корону в прямом смысле слова

OK!
Как оставаться активным во время депрессии: 5 рекомендаций Как оставаться активным во время депрессии: 5 рекомендаций

Как быть активным, если из-за депрессии совсем нет сил?

Psychologies
Не только ангина Не только ангина

17 причин белого налета в горле

Лиза
Разморозить Голливуд: чем завершилась массовая забастовка актеров и сценаристов Разморозить Голливуд: чем завершилась массовая забастовка актеров и сценаристов

Чем завершилось противостояние студий и сенаристов в Голливуде

Forbes
4 научных совета о привычках: как перепрограммировать свою жизнь 4 научных совета о привычках: как перепрограммировать свою жизнь

Как ввести новые привычки в свою жизнь легко и без лишних страданий?

ТехИнсайдер
Билайн взялся за трубку: зачем оператор купил сервис коллтрекинга Билайн взялся за трубку: зачем оператор купил сервис коллтрекинга

«Вымпелком» купил контрольный пакет в компании «Колибри»,

Forbes
Ночная тревожность: как вернуть здоровый сон Ночная тревожность: как вернуть здоровый сон

Если переживания накапливаются и мешают сну, то это уже плохо. Как быть?

Здоровье
Конец света, к сожалению, не наступил. О фильме «Дворец» Романа Полански Конец света, к сожалению, не наступил. О фильме «Дворец» Романа Полански

Зачем Полански запечатлел в одном кадре Микки Рурка и Александра Петрова

СНОБ
«Пережитки большой войны» «Пережитки большой войны»

Как опыт XX века изменил восприятие вооруженных конфликтов

N+1
Не переключайтесь: 15 лучших фильмов на Netflix, которые идут не больше 90 минут Не переключайтесь: 15 лучших фильмов на Netflix, которые идут не больше 90 минут

Классика от Орсона Уэллса, о катастрофах и фильмы Дэвида Кроненберга

Правила жизни
Редкий гривистый голубь долетел до восточного побережья Австралии Редкий гривистый голубь долетел до восточного побережья Австралии

Редкий гривистый голубь гнездится на островах от Юго-Восточной Азии до Меланезии

N+1
Персональный «остров» Персональный «остров»

Новый флагман финской компании Saxdor Yachts — Saxdor 400 GTO

Y Magazine
Устали быть «жилеткой» для друзей и близких? 3 совета, как это изменить Устали быть «жилеткой» для друзей и близких? 3 совета, как это изменить

Чрезмерное вовлечение в проблемы других людей может сыграть с вами дурную шутку

Psychologies
Александр Сысоев — Forbes: «У меня не было мысли называть себя лидером индустрии» Александр Сысоев — Forbes: «У меня не было мысли называть себя лидером индустрии»

Александр Сысоев создал одну из самых успешных экосистем в ресторанной индустрии

Forbes
Как играть в Как играть в

Как играть в "Доту 2" осознанно и приносить максимум пользы своей команде

CHIP
5 сигналов о том, что общение с родственниками нужно прекратить 5 сигналов о том, что общение с родственниками нужно прекратить

В какой момент лучше взять таймаут с любимой бабушкой или тетей

Psychologies
От охотничьих пиджаков до добротного винтажа: краткая история твида От охотничьих пиджаков до добротного винтажа: краткая история твида

Самая благородная ткань — это вовсе не бархат, а традиционный британский твид

Правила жизни
Футбол под индейку: как НФЛ и другие лиги собирают рекордные рейтинги в праздники Футбол под индейку: как НФЛ и другие лиги собирают рекордные рейтинги в праздники

Как спортивные лиги США капитализируют праздничные дни

Forbes
Устройство расстройства Устройство расстройства

«Книга решений»: Мишель Гондри о том, что общего у маньяка и режиссера

Weekend
Уют-компания Уют-компания

Превращаем холодное «место жительства» в настоящее место силы

VOICE
«Экстраверт, холерик, грейсексуал»: вред и польза психологических ярлыков «Экстраверт, холерик, грейсексуал»: вред и польза психологических ярлыков

Что нам мешает название, которым мы пытаемся обозначить свое «Я»

Psychologies
Крылышки и бяк-бяк-бяк Крылышки и бяк-бяк-бяк

«Ниша»: руины советского мифа как актуальный предмет исследования

Weekend
Влюбленные в облаках и со стертой памятью: фильмы Мишеля Гондри от худшего к лучшему Влюбленные в облаках и со стертой памятью: фильмы Мишеля Гондри от худшего к лучшему

Все игровые фильмы одного из главных фантазеров современного кино Мишеля Гондри

Правила жизни
Вопрос психологу: почему люди доверяют инфобизнесменам? Вопрос психологу: почему люди доверяют инфобизнесменам?

Почему так много людей верят инфомошенникам?

Правила жизни
Открыть в приложении