關於芭比世界的物理學,是這樣說的

透過運用理論物理學和多元宇宙探索的概念,我們可以這樣理解芭比和她所居住的世界

Modern house interior with pink interior, 3D rendering

對於好萊塢來說,這是重要的一週:在編劇和演員大罷工的背景下,兩部潛在的重磅炸彈將於同一天上映:克里斯托弗·諾蘭的奧本海默和格蕾塔·葛韋格的芭比

前者描繪了一位透過物理學重塑世界的人。後者描繪了一位居住在完全無視物理定律的世界中的女性。

奧本海默的世界是我們的世界,由我們研究了幾個世紀的物理定律所支配。但是,芭比世界的物理定律會是什麼樣的呢?對於我這個研究科學哲學的博士生來說,這是一個很自然的問題。但對我來說,這也是一個自然的問題,作為一個芭比專家——當我還是個孩子的時候,我玩芭比娃娃的時間比可能被認為是“酷”的時間要長得多。


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對於哲學家們形而上學上可能的世界的所有探究,芭比的粉紅色塑膠宇宙當然值得思考。然而,當我開始在谷歌中輸入“芭比物理學”以檢視誰可能正在思考這個問題時,最熱門的推薦令人失望地是“芭比體格”。關於芭比的時尚品味已經有了無數的討論,但很少有人思考她的宇宙的運作方式。許多人思考過芭比標誌性的妝容,但沒有思考過她的宇宙的物理構成。

雖然我同意,如果將芭比的體格作為我們自身身材的標準,芭比的體格可能會對某人的自我形象有害,但我認為重要的是要記住,芭比本人從未聲稱她是我們世界的一部分。事實上,正如歌曲中永恆的表達,我們知道她是“芭比世界裡的芭比女孩”(斜體字為了強調),她的物理引數可能與我們自己的世界不同。

科學理論化通常需要我們參與前所未有的可能性。在哲學和理論物理學中,我們經常使用“思想實驗”來探索無法進行經驗驗證的理論的後果。薛定諤的貓、維格納的朋友和愛因斯坦-波多爾斯基-羅森悖論都是思想實驗的例子,這些思想實驗是當代物理學的基礎。特別是在宇宙學中,科學家必須在超出我們實驗範圍的天文尺度上進行理論化。當代宇宙學家使用模型來改變基本常數,以便實驗其他可能的宇宙。

與芭比娃娃一起進行的富有想象力的遊戲也做了同樣的事情:一代又一代的孩子們實驗著世界可能的樣子。在他們假設性的思考中,他們參與了一種類似於思想實驗或建模的世界構建形式。玩芭比娃娃絕不是輕浮的——隨著關於多元宇宙可能性的問題激增,這種迭代的想象對於我們的探究至關重要。

當然,關於芭比世界的物理引數,我們可獲得的資料非常少。它似乎在因果關係和時間上與我們自己的世界脫節,就像一些弦理論模型提出的宇宙一樣。然而,我們確實掌握的少量資訊使我們能夠對其潛在的物理圖景做出有趣的推論。

如果按照人類的比例來衡量,芭比身高五英尺九英寸,體重110磅。這在我們的宇宙中是危險的體重過輕。然而,體重只是地球吸引質量朝向其中心的引力的量度。也許芭比世界有不同的引力常數,她的體重會因此而不同。或者,也許芭比世界的引力差異首先導致身體在那裡以不同的方式發育。宇航員在太空中經常體重減輕,這是一個有據可查的現象。美國宇航局營養生物化學實驗室負責人斯科特·史密斯在2018年接受大眾科學採訪時推測,失重會破壞“胃的拉伸——這會向你的大腦發出訊號,說‘你飽了,停止進食’”,因此這個訊號會更早出現。也許芭比世界也表現出類似的影響,而她的體格反映了這一點。

當我們觀察芭比世界的動畫表現時,它表現出奇怪而令人困惑的物理定律。例如,在芭比與她的姐妹在小狗追逐中,她的世界展示了奇特的非牛頓特性。在一個場景中,一隻狗騎在一匹馬上,並被向上顛了一下。由於慣性的影響,這隻狗並沒有落回馬匹移動的背部上的同一位置,而是向後飛去,而馬匹繼續向前移動。這與亞里士多德已被駁斥的物理學理論一致,該理論沒有考慮到牛頓第一運動定律的影響。(有趣的是,在我在七月份參加的羅格斯大學的一次講座中,澳大利亞西悉尼大學的天體物理學家盧克·巴恩斯解釋說,任天堂的馬里奧和路易吉似乎也生活在亞里士多德式的宇宙中,即使在向前移動的平臺上,他們也會向後掉落。)

芭比世界的氣候條件也仍然未知。人們經常看到芭比駕駛著她的粉紅色敞篷車,頭髮完美得令人懷疑。芭比世界是一個沒有風的世界嗎?風的產生是因為陸地上方的空氣比水上方的空氣吸收太陽熱量的方式不同,從而引起運動。這表明芭比世界的大氣層會是什麼樣的呢——無論在哪裡,它都能均勻地吸收熱量,還是具有恆定的密度?然後是芭比夢想豪宅,它的複製品在加利福尼亞州馬里布存在。芭比世界的夢想豪宅似乎不受野火的影響,如果那裡沒有風,這將是有道理的。但是這座房子沒有進行抗震改造——這表明芭比世界的馬里布不僅氣候條件不同,而且地球物理特性也與我們自己的世界大相徑庭。

大多數芭比夢想豪宅都展示出奇特的建築特色。首先,它們是可摺疊的,一分為二,房間朝外開放。這似乎進一步證實了芭比居住在一個無風的世界的假設,而且還是一個沒有降水的世界。芭比世界中的水迴圈如何運作是一個奇怪地被忽視的話題,長期居住在這些全景監獄式住宅中的心理影響也是如此。

像我們一樣,芭比也是一種碳基生命形式:塑膠是一種高分子量有機聚合物,由80%的碳組成。然而,塑膠作為生命的主要基質肯定會產生有趣的後果。未來研究的一個領域是“塑膠生活”是否真的像1997年Aqua樂隊的歌曲“芭比女孩”最初聲稱的那樣“美妙”。

顯然,要解開芭比宇宙中被忽視的謎團,還有很多工作要做,這包括芭比本人。她非常成功——同時也是一位天體物理學家工程師宇航員——更不用說一般的“科學家”了。對我來說,這表明了她廣泛而跨學科的科學方法。當許多人將透過電影瞭解J·羅伯特·奧本海默的成就時,我們不要忘記芭比的成就——她的職業生涯已經持續了64年,並且還在繼續,自從她1959年首次亮相以來,而奧本海默在該領域只有大約44年的活躍時間

無論如何,芭比和奧本海默都對流行文化產生了非凡的影響,並且都受到了審視、讚揚、批評和讚美。兩者都促使我們思考為了善或惡而構想新世界的力量。我清楚地記得有一天,一位年長的表姐告訴我,10歲的我玩娃娃太老了,而關於我正在進行的非常複雜的世界構建的任何爭論都沒有改變她的想法。在我們關於美泰的芭比娃娃是女權主義英雄還是父權制工具的辯論中,我們已經忽略了她不僅僅是美泰的芭比娃娃。她是我的,也是我的小表妹的,也是你的,也是你孩子的。只要玩她、肯和她不斷擴大的社交圈的孩子們能夠夢想出新的世界,她就會成為他們賦予她的意義。我們的世界也將如此。

這是一篇觀點和分析文章,作者或作者表達的觀點不一定代表大眾科學的觀點。

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