虛擬世界物理法則設計：平衡趣味性與計算效率

作爲數字領域的創造者，我們致力於爲用戶打造引人入勝、富有樂趣的虛擬環境。這需要我們在設計允許復雜和意外行爲出現的數字物理規則與確保基礎設施能夠支持這些行爲之間尋求平衡。要實現這一目標，我們必須考慮數字物理法則的三個關鍵維度：時間、規則形式以及規則適用範圍。

虛擬世界中時間的流逝，實際上是物理法則在其自身上的迭代應用。每一次離散應用都代表着世界時間流中的一個"瞬間"。設計世界時間的一種方式是讓它與現實時間同步前進。在基於區塊鏈的虛擬世界中，每個區塊都對應着世界中流逝的一定數量的瞬間，無論區塊包含何種交易。這種被稱爲"同步時間"的方法能夠增強用戶對世界的興趣，因爲他們可以實時觀察到自己行爲的結果。此外，它還會導致世界內時間的持續流逝，世界不斷更新，從而促進有趣行爲的產生。

然而，這種方法也存在缺陷。較長的時間跨度通常需要更多的計算資源，這很快就會超出系統的承載能力。在常規區塊鏈上實現這種系統也可能面臨挑戰，因爲所有鏈上變更都需要由外部用戶的交易觸發。

作爲同步時間的替代方案，非同步時間不要求世界時間必須隨着現實時間的推進而前進。相反，時間會根據特定事件（通常是用戶操作）向前推移。傳統的不涉及計時器的棋盤遊戲就屬於這一類別。非同步時間更易於在鏈上實現，因爲它符合區塊鏈設計支持的模型。然而，它也犧牲了一些可能使世界更加有趣的功能。

世界構建者還需要決定，控制虛擬世界的數學規則是遵循開放形式還是封閉形式。封閉形式表達式具有固定數量的運算。而對於開放形式（或遞歸）表達式，運算數量會根據給定變量而增加。在開放形式表達式下，只能通過將世界規則反復應用於已知狀態，來計算世界的未來狀態。復雜的實時環境通常屬於這一類別。另一方面，封閉形式表達式允許在恆定時間內，根據過去狀態和經過的時間計算出任何未來狀態（假設沒有未來的用戶操作會改變狀態）。

開放式表達可以讓虛擬世界變得更加有趣，因爲它們與現實世界類似，都是有限可預測的。預測世界的未來狀態需要越來越多的時間和計算資源。此外，意想不到的宏觀行爲可能從簡單的微觀互動中產生。在一個由封閉式表達控制的世界中，這些突發行爲通常只在外部發生，通過用戶的行爲，而不是在世界本身的物理範圍內發生。

這種開放和封閉形式表達式之間的權衡涉及與時間類似的平衡。封閉形式表達式可能會降低世界的潛在趣味性，但它們也使其在計算上更高效。封閉形式表達式可以與同步或非同步的時間一起使用。當在區塊鏈上實施時，如果時間同步，封閉形式表達式比開放形式表達式具有顯著優勢。由於任何長度時間的成本都是恆定的，因此可以設計世界，以便僅在用戶發送交易時更新鏈上狀態，但它被設置爲自上次更新以來時間過去後的狀態。

在現實世界中，時間在可能無限的宇宙中同時流逝（盡管存在一些相對論的復雜性）。但在虛擬世界中，情況並非如此。

首先，虛擬世界可能明顯有限。隨着規模的擴大，趣味性的可能性往往會增加，在一個由大量星系組成的世界中，趣味性會比在一個由少量原子組成的世界中發生得更多，但計算成本也會增加。這兩種關係都與前面提到的兩種權衡密切相關：時間的流逝和物理規則的形式。

其次，虛擬世界中的時間不必無處不在。爲了減輕世界的計算負擔，可以將世界劃分爲離散區域，這些區域的時間流逝方式不同。例如，在有用戶活動的區域可以使用更復雜、更昂貴的物理法則，而在無活動的區域可以使用更簡單的物理法則。這種方法的缺點是雙重的：它會使世界看起來不一致且缺乏完整性，這也限制了世界法則的設計空間，並給世界構建者帶來了避免混淆用戶的負擔；它還限制了因果關係在世界中的傳播方式，因爲如果一個區域和另一個區域之間的空間在時間上凍結，那麼它們之間的行動就不會對另一個區域產生影響。物理法則適用的區域的大小是一個主要的設計考慮因素，它將影響世界所需的資源以及它所能達到的趣味性水平。

要創建一個有趣且引人入勝的虛擬世界，必須仔細平衡計算效率和趣味性。這包括決定使用的時間類型（同步或非同步），以及評估將要控制世界的物理規則的形式。物理適用區域的大小是另一個關鍵要素。通過認真做出這些選擇，世界構建者不僅可以在保持世界計算負擔可控的同時實現趣味性，還可以爲其他開發人員創造一個極其豐富的創意基礎。