物理學如何模擬喬治·R·R·馬丁虛構宇宙中病毒的奇特傳播
《異能王牌》(Wild Cards)宇宙的故事設定如下:在二戰過後,一個生理結構與人類相似的外星種族,將一種病毒送到地球,以人類作為試驗物件。此病毒會重寫被感染者的DNA。每100人中,有90人會因感染而死亡。在倖存的10人裡,有9人會出現使人衰弱或外貌醜陋的身體狀況,他們被稱為「丑角」(Jokers)。而每100人中的那1人,則會獲得超能力,被稱為「王牌」(Aces)。此外,「王牌」中還有一類稱作「小二」(Deuces),其能力較為微弱或不太顯眼。
《異能王牌》系列故事由多位作家共同創作,由馬丁以及科幻作家梅林達·M·斯諾德格拉斯(Melinda M. Snodgrass)編輯。斯諾德格拉斯曾撰寫《星際爭霸戰:下一代》(Star Trek: The Next Generation)中《人的衡量》(The Measure Of A Man )一集。在《異能王牌》的官方網站上,物理學家兼系列撰稿人伊恩·特雷吉利斯(Ian Tregillis)發表了一系列部落格文章,闡述如何用物理公式模擬這種病毒的奇特特性。結果發現,儘管設定奇特,但這是可行的。
就職於洛斯阿拉莫斯國家實驗室(Los Alamos National Laboratory)的特雷吉利斯在一份宣告中表示:「我們把《異能王牌》中病毒感染結果的抽象問題,轉化為一個簡單、具體的動力系統。這個系統的時間平均行為,產生了感染結果的統計分佈。」
論文的影片摘要指出,這對學生而言是很好的練習。儘管是虛構情節,但仍有可能為《異能王牌》病毒的影響建立模型。
特雷吉利斯說:「和任何物理學家一樣,我一開始只是做了粗略估算,但後來就深入研究下去了。最後我半開玩笑地提議,寫一篇真正的物理學論文,或許比再寫一篇部落格文章還容易些。作為一名理論學家,我不禁思考,一個簡單的基本模型,或許能梳理清楚這個系列的設定。」
這個模型確實很簡單,但這可能只是個例外,而非普遍現象。以馬丁的作品為例,研究人員曾嘗試用多種方式模擬《冰與火之歌》中維斯特洛大陸(Westeros)的奇特氣候(雙星、單行星?可變的軸傾角?),但都未能完全令人滿意。
特雷吉利斯說:「精彩的故事講述著重於角色:他們的慾望、需求、障礙、挑戰,以及他們與所處世界的互動方式。虛構的病毒,其實只是為《異能王牌》的世界、其中的角色,以及由角色行為衍生出的情節線提供一個合理的藉口。」
這篇論文發表在《美國物理學雜誌》(American Journal of Physics)上。