เกม A Slower Speed of Light (2012) ที่ลดความเร็วแสง

• เป็นโปรโตไทป์เกม 3D มุมมองบุคคลที่หนึ่งที่สร้างขึ้นเพื่อให้เข้าใจ ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ ผ่านการเล่นจริง โดยยิ่งเก็บออร์บมากเท่าไร ความเร็วแสงในเกมก็จะยิ่งเข้าใกล้ความเร็วการเดินของผู้เล่นมากขึ้น
• เรนเดอร์โลกที่ลดความเร็วแสงแบบเรียลไทม์ ทำให้เห็นปรากฏการณ์อย่าง ปรากฏการณ์ดอปเพลอร์, การยืดออกของเวลา และการแปลงลอเรนซ์ระหว่างเล่นได้
• สร้างด้วยทูลคิตโอเพนซอร์สสำหรับ Unity ชื่อ OpenRelativity และยังใช้เป็นฐานให้เดवलลอปเปอร์ นักการศึกษา และผู้สนใจฟิสิกส์สร้างและแชร์การทดลองเกี่ยวกับสัมพัทธภาพได้ด้วย
• มีดาวน์โหลดสำหรับ Windows, Mac และ Linux โดยต้องพิจารณาข้อจำกัดในการรันแยกต่างหาก เช่น การแครชกับชิปเซ็ตกราฟิก Intel บางรุ่น และการกำหนดความละเอียดบน Linux
• นอกจากตัวเกมแล้ว ยังเผยแพร่สไลด์นำเสนอและบทความวิชาการที่เกี่ยวข้อง เหมาะสำหรับใช้เป็นสื่อการศึกษา การสาธิต และการทดลองพัฒนา

---

เล่นในโลกที่ลดความเร็วแสง

• A Slower Speed of Light เป็นโปรโตไทป์เกม 3D มุมมองบุคคลที่หนึ่ง ซึ่งความเร็วแสงจะลดลงทุกครั้งที่เก็บออร์บ
• ความเร็วแสงในเกมสามารถเข้าใกล้ความเร็วเดินสูงสุดของผู้เล่น และในกระบวนการนั้น เอฟเฟกต์ทางภาพของทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ จะค่อย ๆ ปรากฏเป็นลำดับ
• เอฟเฟกต์ที่เรนเดอร์แบบเรียลไทม์จนถึงระดับความถูกต้องต่อจุดยอด (vertex accuracy) มีดังนี้
  • ปรากฏการณ์ดอปเพลอร์: การเลื่อนไปทางสีแดงและสีน้ำเงินของแสงที่มองเห็นได้ รวมถึงการที่อินฟราเรดและอัลตราไวโอเลตย้ายเข้ามาอยู่ในย่านแสงที่มองเห็นได้
  • เอฟเฟกต์เสิร์ชไลต์: ปรากฏการณ์ที่ความสว่างเพิ่มขึ้นในทิศทางการเคลื่อนที่
  • การยืดออกของเวลา: ความแตกต่างระหว่างการรับรู้การไหลของเวลาของผู้เล่นกับโลกภายนอก
  • การแปลงลอเรนซ์: ปรากฏการณ์ที่อวกาศบิดเบี้ยวเมื่อเคลื่อนที่ด้วยความเร็วใกล้แสง
  • เอฟเฟกต์รันไทม์: ปรากฏการณ์ที่ทำให้เห็นวัตถุเป็นรูปลักษณ์ในอดีต เนื่องจากแสงต้องใช้เวลาเดินทาง
• มุ่งสร้างประสบการณ์ที่มีคุณค่าทางการศึกษา โดยผสานการเล่นที่เข้าถึงง่ายและฉากแฟนตาซีเข้ากับงานวิจัยด้านฟิสิกส์ทฤษฎีและฟิสิกส์เชิงคำนวณ
• สไลด์นำเสนอเรื่องเอฟเฟกต์สัมพัทธภาพดาวน์โหลดได้ในรูปแบบ PPT และ PPTX

OpenRelativity และสภาพแวดล้อมการรัน

• เกมนี้สร้างด้วยทูลคิตโอเพนซอร์ส OpenRelativity สำหรับสภาพแวดล้อมพัฒนาเกม Unity
  • OpenRelativity เป็นเครื่องมือที่ช่วยให้นักพัฒนาเกม นักการศึกษา และผู้สนใจฟิสิกส์สร้าง ทดสอบ และแชร์การทดลองที่สำรวจเอฟเฟกต์ของทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ
• ดาวน์โหลดแบ่งตามแพลตฟอร์ม Windows, Mac และ Linux
  • Windows
  • Mac
  • Linux
• สภาพแวดล้อมที่ทดสอบแล้วรวมถึงสเปกต่อไปนี้
  • Intel Core 2 Duo T9900 หรือ Core i7, ความเร็วสัญญาณนาฬิกา 2.8GHz
  • Windows 7, Mac OS X 10.6.8 Snow Leopard ขึ้นไป, Linux Ubuntu 13
  • AMD Radeon HD 6970M, AMD Mobility Radeon HD 4850, Nvidia GeForce 9600M GT
  • RAM 8GB
• ข้อมูลสนับสนุนทางเทคนิคระบุข้อจำกัดในการรันบางประการ
  • ผู้ใช้บางรายรายงานว่าสามารถรันได้บน Windows XP และ RAM 2GB
  • มีบั๊กที่ทราบแล้วซึ่งทำให้เกมแครชบนคอมพิวเตอร์บางเครื่องที่ใช้ชิปเซ็ตกราฟิก Intel และเวอร์ชันเบต้าอาจแก้ปัญหานี้ได้
  • บน Windows หากใช้โปรเซสเซอร์กราฟิกหลายตัว อาจต้องรันด้วยโปรเซสเซอร์กราฟิกที่ไม่ใช่ค่าเริ่มต้น
• บน Linux สามารถกำหนดความละเอียดด้วยตัวเลือกบรรทัดคำสั่งภายในโฟลเดอร์เกมได้
  • 32 บิต: ./"A Slower Speed of Light.x86" -screen-width [screenwidth] -screen-height [screenheight]
  • 64 บิต: ./"A Slower Speed of Light.x86_64" -screen-width [screenwidth] -screen-height [screenheight]
  • ตัวอย่าง: ./"A Slower Speed of Light.x86_64" -screen-width 1280 -screen-height 720
  • ตัวเลือกบรรทัดคำสั่งทั้งหมดของ Unity ดูได้ในเอกสาร

สื่อการศึกษาและสิ่งพิมพ์ที่เกี่ยวข้อง

• สิ่งพิมพ์ที่เกี่ยวข้องอธิบายเบื้องหลังของ OpenRelativity และการศึกษาสัมพัทธภาพผ่านเกมอย่างละเอียดขึ้น
  • บทความปี 2016 ของ Zachary W. Sherin, Ryan Cheu, Philip Tan, Gerd Kortemeyer เรื่อง Visualizing Relativity: the OpenRelativity Project
  • บทความปี 2013 ของ Gerd Kortemeyer, Philip Tan, Steven Schirra เรื่อง A Slower Speed of Light: Developing intuition about special relativity with games
  • บทความปี 2013 ของ Gerd Kortemeyer และผู้เขียนคนอื่น ๆ เรื่อง Seeing and Experiencing Relativity – A New Tool for Teaching?

[GN⁺]

ความคิดเห็นจาก Hacker News

• https://web.archive.org/web/20240513041141/http://gamelab.mi...

• ถ้าอยากเริ่มสร้าง สัญชาตญาณเกี่ยวกับทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ ผ่านความเร็วแสงที่ต่ำลง ขอแนะนำ “Mr Tompkins in Wonderland” (หรือ “in paperback”) ของ George Gamow จริง ๆ
  เรื่องสั้นเหล่านี้ว่าด้วยสิ่งต่าง ๆ อย่างเช่นว่าโลกจะดูเป็นอย่างไรถ้าความเร็วแสงอยู่ที่ 10 ไมล์ต่อชั่วโมง

  • https://en.m.wikipedia.org/wiki/Mr_Tompkins

    ซีรีส์นี้มี 4 เล่ม ได้แก่ “Mr Tompkins in Wonderland” ปี 1940, “Mr Tompkins Explores the Atom” ปี 1945, “Mr Tompkins Learns the Facts of Life” ปี 1953 และ “Mr Tompkins Inside Himself” ปี 1967
    สองชื่อหลังมีมุกให้เล่นอยู่ แต่ขอไม่เล่นละกัน

  • Redshift Rendezvous ของ John E. Stith ก็น่าอ่าน
    แม้จะเป็นนิยาย ไม่ใช่บทสอน แต่เอฟเฟกต์เชิงสัมพัทธภาพมีบทบาทสำคัญในหลายจุด

  • ไม่แน่ใจว่ามันสมเหตุสมผลทางฟิสิกส์หรือเปล่า
    ความเร็วอื่น ๆ ทั้งหมดที่เราคุ้นเคย สุดท้ายก็ถูกกำหนดเป็นสัดส่วนของความเร็วแสงอยู่ดี จึงน่าจะช้าลงตามสัดส่วน
    ตัวอย่างเช่น ถ้าความเร็วแสงอยู่ที่ 10 ไมล์ต่อชั่วโมง ความเร็วเสียงก็น่าจะประมาณ 0.6 นิ้วต่อชั่วโมง หนึ่งวันจะยาวขึ้นมาก และปฏิกิริยาเคมีก็คงกินเวลาหลายชั่วโมง
    โดยรวมแล้ว สำหรับมนุษย์ในโลกนั้นคงไม่มีความแตกต่างจริง ๆ และทุกอย่างน่าจะรู้สึกเหมือนเดิมทุกประการ

• มีเกมที่เกี่ยวข้องชื่อ Velocity Raptor (2012): https://www.testtubegames.com/velocityraptor.html

  การพูดคุยเก่า: “Velocity Raptor – an adventure in 2+1 dimensions” (มีนาคม 2015, 39 ความคิดเห็น): https://news.ycombinator.com/item?id=9247460
  ดีใจที่มันถูกพอร์ตจาก Flash ไปเป็น HTML5 และยังออนไลน์อยู่

• เมื่อก่อนเคยมีเกม Flash เพื่อการศึกษาที่ใส่ หลักการของทฤษฎีสัมพัทธภาพ เข้าไปในกติกาเกม
  โครงสร้างคือเดินผ่านห้อง 2D จากจุด A ไปจุด B และเท่าที่จำได้มีการเปลี่ยนแปลงระยะทางกับสี
  เช่น ถ้าเคลื่อนที่ไปในทิศทางหนึ่ง สีของแม่กุญแจจะเปลี่ยน ทำให้เปิดได้ด้วยกุญแจสีเดียวกัน
  สนุกดี สร้างโดยนักฟิสิกส์ และอยู่บนเว็บส่วนตัวเรียบ ๆ แต่จำไม่ได้ว่าเห็นที่ไหน
  ถ้ามีใครรู้ ช่วยแชร์ลิงก์ให้หน่อย

  • ใช่ Velocity Raptor หรือเปล่า? https://news.ycombinator.com/item?id=40342086

• คอนเซ็ปต์เจ๋ง แต่ใช้เวลาประมาณ 5 นาทีก็เล่นจบ และช่วงนั้นก็เริ่ม เมารถ/เวียนหัว แล้ว

• เวอร์ชันถัดไปอาจพูดถึงสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อ แอลฟาเข้าใกล้ 1/137 พอดี ก็ได้

  • เท่าที่ผมเข้าใจในฐานะคนนอกวงการ ถ้า ค่าคงที่โครงสร้างละเอียด เปลี่ยนไปแม้เพียงเล็กน้อย อะตอมหรือโมเลกุลอย่างที่เรารู้จักก็แทบจะไม่มีอยู่
    ดังนั้นเกมคงออกมาประมาณนี้

    a=1/1: เท่าที่มองเห็น ไม่มีอะไรเลย

    …

    a=1/136: เท่าที่มองเห็น ไม่มีอะไรเลย

    a=1/137: ตูม! ชีวิต จักรวาล และทุกสรรพสิ่ง

    ผมอาจผิดก็ได้ หรืออาจเข้าใจตัวเลขกลับด้าน แต่ความเร็วแสงดูเหมือนเป็นกรณีพิเศษในบรรดาค่าคงที่สากล ที่สามารถแสดงให้เห็นการเปลี่ยนแปลงของผลลัพธ์อย่างค่อยเป็นค่อยไปเมื่อค่ามันเปลี่ยนได้อย่างน่าสนใจ

  • ไม่ใช่ผู้เชี่ยวชาญนะ แต่ แอลฟา คืออะไร?

• เกมอีกเกมในสาย “สอนคณิต/ฟิสิกส์ผ่านเกมเพลย์” คือ Hyperbolica
  เป็นเกมสำรวจโลก 3D ที่ใช้เรขาคณิตไฮเพอร์โบลิก และภายหลังมีเรขาคณิตทรงกลมด้วย เล่นแล้วรู้สึกเหมือนสมองบิด

  https://store.steampowered.com/app/1256230/Hyperbolica/

• ตอนที่เกมนี้ออกมาใหม่ ๆ มันเป็น โปรแกรมที่หนักมาก สำหรับคอมพิวเตอร์ในยุคนั้น

  • ฮ่า ๆ ถ้าเป็น ‘core 2 duo’ ก็น่าจะประมาณของปี 2005 ใช่ไหม?
    บนฮาร์ดแวร์สมัยนี้น่าจะรันได้ลื่นดี

• ตัวอย่างเช่น ถ้าผมกำลังเคลื่อนที่ที่ 1m/s และ ความเร็วแสงคือ 2m/s จะเกิดอะไรขึ้น?
  รู้สึกว่าน่าจะมีสมบัติพิเศษบางอย่างเมื่อมันเป็นครึ่งหนึ่งพอดี หรือมีสัดส่วนเฉพาะกับความเร็วแสง

  • สัดส่วนสำคัญเฉพาะกับการสั่น หรือก็คือความถี่เท่านั้น
    เพราะการสั่นคือความไม่สม่ำเสมอภายในหนึ่งคาบ ส่วนความเร็วเชิงเลื่อนไม่มีสมบัติแบบนั้น

    การแปลงลอเรนซ์ ซึ่งเป็นแก่นของทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ เป็นการจับคู่ระหว่าง [0, c] กับ [0, อนันต์] ดังนั้นสัดส่วนเทียบกับความเร็วแสงจึงนิยามอย่างสัมบูรณ์ไม่ได้
    แสงมีความเร็วเป็นอนันต์ในกรอบอ้างอิงของตัวมันเอง

  • เท่าที่รู้ ไม่ใช่แบบนั้น
    ความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วของตัวเองกับความเร็วแสงใกล้เคียงกับเส้นกำกับ จึงเป็นเส้นโค้งที่ค่อนข้างต่อเนื่อง
    จุดที่เริ่มแปลกคือเมื่อเข้าใกล้ความเร็วแสงมาก ๆ ดังนั้นในตัวอย่างนี้ก็คือราว 1.9~1.999m/s และฟิสิกส์จะ “พัง” ที่ 2m/s แต่จะไม่มีอะไรน่าตื่นตะลึงเกิดขึ้นทันทีทันใด ณ จุดใดจุดหนึ่งระหว่าง 0 ถึง 1.999

  • เคยดูวิดีโอ YouTube เกี่ยวกับหัวข้อนี้

    อาจจะเป็นวิดีโอนี้

    https://youtu.be/ge_j31Yx_yk