经典网文分享

量子力学概论——历史篇（一）

毫无疑问，量子理论是人类有史以来建立的最成功的一套理论体系。它的诞生吹响了现代物理学革命的第一声号角，也是20世纪物理学发展史上最华丽的一章。如果说相对论作为时空的物理理论从根本上改变人们以往的时空观念，那么量子论则使人类对自然界的认识又一次深化，彻底推翻了经典力学模型下形而上的宿命论。

让我们回到故事的开始……

自伽利略以来，实验、测量和预测是检验理论正确性的通用方式。19 世纪末，经典物理理论已经基本建立。在牛顿力学基础上，分析力学理论形式完美，历经两个世纪的考验而屹立不倒；热力学规律以及经典统计力学基本完善，伴随着麦克斯韦方程组预测的电磁波的发现，电磁理论一统辐射物理的天下，这三者构成了经典物理的三大支柱。于是，物理学家们开始相信，物理学已经尽善尽美，理性的时代已经变成了确定的时代！汤姆逊表示"物理学的大厦已基本建成，后辈物理学家只要做一些修补工作就行了"。而迈克尔逊（Albert A. Michelson, 1852-1931）也曾经转述了开尔文爵士的话："物理学的未来，将只有在小数点第六位后面去寻找"。当然后来他们都被打脸了，迈克尔逊为此非常后悔。

1900年4月27日，世纪之交，伟大的开尔文爵士（William Thomson, 1824-1907）发表名为《在热和光动力理论上空的 19 世纪乌云》的著名演讲，"动力学理论认为热和光都是运动的方式，现在这一理论的优美和明晰，正被两朵乌云笼罩着。"这个"乌云"的比喻是如此的富有传奇色彩，以致于在几乎每一本关于物理史的书籍中都被反复地引用。开尔文所言的两朵乌云分别是指迈克尔逊-莫雷实验发现的光速不随参考系变化的结果和黑体辐射规律，这两者都不能用经典物理的模型解释。前者导致了相对论的诞生，而后者导致了量子论的革命。

与相对论不同，量子理论的诞生是经过了很多人的努力。二十世纪初，普朗克、爱因斯坦、德布罗意、波尔、海森堡、薛定谔、波恩、狄拉克等人创建了现在被称为量子力学的理论。这一理论并不是以严格逻辑的方式发展起来的，而是来自一系列具有深刻物理洞察力的猜测和各种新式的数学方法。

黑体辐射和普朗克能量子假说

所有的温度高于绝对零度的物体都会发出电磁波，这个过程代表了物体热能转化为电磁能，因此被称为热辐射。物体的热辐射具有明显的温度依赖性，温度越高发射的能量越大，发射的电磁波的波长越短。每个温度对应着一个新的最大辐射，总辐射也随之增加。一个很好的例子是加热的铁块，辐射从室温时不可见的红外开始，随着温度的升高，逐渐从暗红，到红光，再到黄光，最后高温的铁水呈现白光，热辐射覆盖整个可见光区。

十九世纪中叶，工业革命尤其是冶金工业发展大大推动了热辐射的研究。它的研究得到了热力学和光谱学的支持，同时运用了电磁学新的物理理论，因此发展很快，到19世纪末达到了高峰，以至于量子论这个婴儿注定要从这里诞生。

最初对于黑体辐射的研究是基于经典热力学的基础之上的，1859年，柏林大学教授基尔霍夫（Gustav Kirchhoff, 1824-1887）提出用黑体作为理想模型来研究热辐射，所谓黑体并不等同于黑色的物体，而是指能完全吸收各种波长的电磁波而没有任何反射的物体。处于热平衡的物体，其热辐射的能量等于其吸收的能量。因此对于一个物体，其辐射本领 $E\left( \nu ,T \right)$ 和吸收率 $A\left( \nu ,T \right)$ 的比值是一个与物体组成和表面状态无关的普适性函数 $\Phi\left( \nu ,T \right)$ ，这就是关于黑体辐射的基尔霍夫定律。其中，辐射本领指的是单位时间内从辐射体表面的单位面积上发射出的辐射能量的频率分布。由于黑体能够吸收全部的电磁波，吸收率为1，则意味着 $\Phi\left( \nu ,T \right) =E\left( \nu ,T \right)$ ，因此只要弄明白了黑体辐射规律就能了解其他所有物体的热辐射性质。

在此基础上，1879年斯洛文尼亚物理学家斯特藩（Josef Stefan, 1835–1893）和1884年奥地利物理学家玻尔兹曼（Ludwig Boltzmann, 1844–1906）分别独立的提出热力学的一个著名定律：一个黑体表面单位面积在单位时间内辐射出的总能量 $j^{*}$ 与黑体本身的热力学温度T的四次方成正比： $j^{*} =\epsilon \sigma T^{4}$ ，这就是非常著名的斯特藩-玻尔兹曼定律。

在公式的推导过程中，斯特藩是基于廷德耳（John Tyndall, 1820-1893）的实验数据归纳总结出的，玻尔兹曼则是从热力学理论出发，通过假设用电磁波代替气体作为热机的工作介质，最终推导出与斯特藩的归纳结果相同的结论。该定律最早由斯特藩于1879年3月20日以《论热辐射与温度的关系》）为论文题目发表在维也纳科学院的大会报告上。这是唯一一个以斯洛文尼亚人的名字命名的物理学定律。

熟悉热力学的童鞋可以简单回顾一下玻尔兹曼当年的推导思路：

根据经典电磁学中的麦克斯韦应力张量（Maxwell stress tensor），辐射的压力和能量密度满足关系
$p=\frac{u}{3}$
根据热力学基本公式和麦克斯韦关系式

$\left(\frac{\partial S}{\partial V}\right)_{T} = \left(\frac{\partial p}{\partial T}\right)_{V}$
可以得到下面的表达式
$\left(\frac{\partial U}{\partial V}\right)_{T} = T \left(\frac{\partial S}{\partial V}\right)_{T} - p = T \left(\frac{\partial p}{\partial T}\right)_{V} - p$
根据能量密度的定义，电磁波的能量密度仅和温度相关

$\left({\frac {\partial U}{\partial V}}\right)_=u\left({\frac {\partial V}{\partial V}}\right)_=u$
代入上面的等式后
$u = \frac{T}{3} \left(\frac{\partial u}{\partial T}\right)_{V} - \frac{u}{3}$
由于能量密度与体积V无关，偏微分可以直接写出微分形式，得到
$\frac{du}{4u} = \frac{dT}{T}$
经过积分后得到，其中A是常量。

而这一切，都为1893年维恩（Wilhelm Wien, 1864-1928）推导出那著名的维恩位移定律做好了理论上的准备。维恩出生在东普鲁士（现俄罗斯），父亲卡尔·维恩是农场主。1882年从海德堡中学毕业后，他去了哥廷根大学学习数学，同年又转去了柏林大学，在亥姆霍兹的实验室工作，并于1886年获得了博士学位，论文题目是光对金属的衍射，以及不同材料对折射光颜色的影响。不过后来，维恩因为父亲患病，回到了故乡子承父业，帮助父亲经营庄园，做起了真正的土·豪。这期间他仍然有一段时间在亥姆霍兹实验室从事研究，并于1887年完成了关于光和热辐射在金属中穿透性的实验。

就在这一年，在德国发明家西门子公司创始人西门子和亥姆霍兹联合倡议下，德国国家物理技术研究所（PTR）在柏林建立，亥姆霍兹被任命为第一任所长。PTR当时的任务是从事物理基础研究，并对测量技术和测量仪器的准确性和结构进行研发。第二次工业革命以后，世界的科技中心转移到了德国，这一时期，德国涌现了一大批著名的物理学家，在首任所长亥姆霍兹之后，科尔劳什、瓦尔堡、能斯特、波特等物理学家相继担任所长；而爱因斯坦、普朗克和劳厄等科学巨匠也都曾在此工作，以热力学为基础的精密测量热辐射研究更是令PTR名扬天下，最终孕育出了量子论的萌芽。

1890年，在时任PTR所长的亥姆霍兹的邀请下，维恩去了国家物理技术研究所，在此期间，维恩与同事路德维希·霍尔伯恩（Ludwig Holborn, 1860-1926）一起研究用勒沙特列（Henry Le Chatelier，1850-1936）温度计测量高温的方法，并对热动力学进行了相关的研究。1893年，他从经典热力学的思维出发，并沿着玻尔兹曼的思路，通过研究带电磁波腔的绝热膨胀过程，根据多普勒效应推导出一个公式：

$\lambda _{\text{max}}={\frac {b}{T}}$

这就是著名的维恩位移定律。维恩位移定律指出，一个物体越热，其辐射谱的波长越短。譬如在宇宙中，不同恒星随表面温度的不同会显示出不同的颜色，温度较高的显蓝色，次之显白色，濒临燃尽而膨胀的红巨星表面温度只有2000-3000K，因而显红色。

1895年，维恩和卢梅尔（Otto Lummer, 1860-1925）建议用加热的空腔代替涂黑的铂片来模拟理想黑体，使得热辐射的实验研究又大大地推进了一步。1896年，维恩从经典热力学的思路出发，借统计热力学的方法，假设黑体辐射是由一些服从麦克斯韦速率分布的分子发射出来的，并结合实验的数据，提出一个黑体辐射能量按频率分布的半经验公式，后来人们称它为维恩辐射定律，也叫做维恩近似。几个月后，另一位德国物理学家帕邢（Friedrich Paschen,1865-1947），基于对各种固体的热辐射的精确测量发表了相同的结果，并确定了α的值约为5.5。

$\Phi\left( \lambda, T \right) =c_1 \lambda^{-\alpha} e^{-\frac{c_2}{\lambda T} }$

维恩公式得到后，在当时的实验条件下，与物理实验结果较好符合。由维恩公式可以推导出：当波长趋向无穷大时，能量密度和温度无关。这些推论容易被实验检验，这激励实验物理学家力图用更精确的实验予以验证。

1896年，维恩离开了国家物理技术研究所，前往亚琛工业大学接任菲利普·莱纳德（Philipp lenard）的物理学教授职位。维恩离开柏林以后，卢梅尔和普利舍姆（Ernst Pringsheim, 1859-1917）合作继续热辐射的研究，并设计了专门的空腔炉进行实验。早期关于黑体辐射的实验研究由于测试手段的原因都选择了可见光区，而普利舍姆和卢梅尔的的实验，获得了在长波长范围更加精确的数据。

1899年，维恩在国家物理技术研究所的这两位老同事在德国的物理学会上发表了一份报告，报告指出：当把黑体加热到1000 多K 的高温时，测到的短波长范围内的曲线和维恩公式符合得很好，但在长波方面，实验和理论出现了偏差。很快，PTR 的另两位成员鲁本斯(Heinrich Rubens, 1865-1922) 和库尔班(Ferdinand Kurlbaum, 1857-1927) 扩大了波长的测量范围到51200nm，再次肯定了这个偏差，并得出结论，能量密度在长波范围内应该和绝对温度成正比，而不是根据维恩公式所预言的那样。

维恩公式虽然没有完美解决黑体辐射的问题，但是它的意义是非凡的，维恩辐射定律不仅与黑体辐射的实验曲线的短波部分相符合，而且对黑体辐射的整个能谱都符合，它延续了玻尔兹曼用统计热力学的方法处理辐射的思路，尽管与当时物理界正统的波动学说相悖，却是经典物理学对黑体辐射问题所能作出的最大限度的探索。也因此，1911 年诺贝尔物理学奖授予了维恩，以表彰他在热辐射定律的研究中的重大贡献。

普朗克就在这时加入了热辐射研究者的行动。

普朗克（Max Planck, 1858—1947）出身于德国基尔的一个书香门第，曾祖父和祖父曾在哥廷根大学任神学教授，伯父和父亲分别是哥廷根大学和基尔大学的法学教授。1867年，普朗克一家移居到慕尼黑，中学时期普朗克在数学家赫尔曼·穆勒的指导下学习，普朗克是就从穆勒那里第一次学到能量守恒定律的，从此他便对物理学产生了浓厚的兴趣。普朗克在音乐方面也很有天赋。他上过歌唱课，会弹钢琴、管风琴和大提琴，还创作过歌曲和歌剧。然而，他最后还是选择了学习物理而不是音乐。

前面已经说过，随着经典物理理论的建立，当时的理论物理看起来并不是一个十分有前途的工作。1874年，17岁的普朗克进慕尼黑大学攻读数学和物理学，但是慕尼黑的物理学教授菲利普·冯·乔利（Philipp von Jolly, 1809-1887）试图劝退普朗克，他说："在这个领域，几乎所有的一切都已经被发现，剩下的就是填补一些不重要的空白。"但是普朗克回答说，他不想发现新事物，而只是希望理解已经存在的物理学基础。普朗克在乔利的监督下进行了他的科学生涯中唯一的实验后便转向了理论物理。

1877年他转到柏林大学，跟随物理学家基尔霍夫和亥姆霍兹学习。普朗克曾经吐槽道："亥姆霍兹从来不备课，讲课断断续续，还经常出现计算错误，非常无聊。而基尔霍夫则总是在他精心准备的枯燥单调的演讲中上完课"。尽管如此，在这两位热力学奠基人的影响下，他自学了克劳修斯的著作，从而开始热衷于对"熵"的研究。

1879年，他以《论热力学第二定律》的论文获博士学位。随后便先后在基尔大学、慕尼黑大学担任助教。1889年，在亥姆霍兹的推荐下，他接任了基尔霍夫职位，到柏林大学讲授理论物理学，并与1892年成为一名全职物理学教授。他的研究方向也从热力学转向了热辐射，并采用热力学的方法研究黑体辐射理论。

维恩公式提出以后，当时的理论物理学家认为维恩的推导过程不大令人信服：假设太多，似乎是拼凑出来的。于是他们希望用更系统的方法以尽量少的假设从基本理论推出维恩公式，普朗克花了三年时间(1897-1899)完成公式的推导——他假定空腔壁是由具有相同频率的电谐振子组成的，用热力学方法处理这种谐振子集，把电磁理论用于热辐射和谐振子的相互作用。他通过大量的计算，得到了维恩分布定律，从而由经典电磁理论和热学理论得到的维恩公式，使这个定律获得了普遍意义。

1899年，他得到了一个和维恩辐射定律一致的关系式，年底便得知了库尔班和鲁本斯在 9月份发表的实验报告，即维恩以及他自己的辐射定律在高频部分与实验相符，而在低频部分则与实验偏离。他不得不尝试修改自己的公式，但是结果仍然不好。正当他继续修改自己的辐射公式时，1900年6月英国物理学家瑞利（John William Strutt, 1842-1919）发表论文批评维恩在推导辐射公式时引入了不可靠的分子假定。他把统计物理学的能量均分定理用于他的一个以太振动模型，他假定辐射空腔内的电磁辐射形成一切可能的驻波，且高温和长波的情况下能量均分定律仍然有效，而根据经典的能量均分定理，每一驻波平均具有能量kT，由此可以导出：

$\Phi\left( \lambda, T \right) =\frac{8\pi\nu^3}{c^3}kT$

瑞利的推导中错了一个因数，1905年，年轻的英国天文学家金斯（T．H．Jeans, 1877-1946）投稿《自然》杂志作出纠正，故称为瑞利一金斯公式。为个公式虽然在低频部分与实验符合。但由于辐射能量与频率的平方成正比，所以随频率的增加而单调地增加，在高频部分辐射能量则趋于无穷大，显然同实验结果矛盾，这一结果，后来被埃伦菲斯特(Paul Ehrenfest, 1880-1933)称为"紫外灾难"。其实，对频率从0到 $\infty$ 积分就得到包括所有频率的能量密度为无穷大的结论，就是说空腔内的平衡辐射场只有当能量密度无穷大时才开始建立，这显然是荒谬的。瑞利为克服这一困难，先验地加入一个截断因子，但是显然这样是毫无根据的。

同年10月7日，鲁本斯夫妇走访普朗克，并告诉他瑞利的辐射定律在低频部分与他的实验相符，在高频部则与实验相差甚大。普朗克受到启发，基于自己扎实的数学功底，立即用内插法导出了一个在高频趋近维恩公式而在低频则趋近瑞利公式的新的辐射定律：

$\Phi\left( \lambda, T \right) =\frac{8\pi hc}{\lambda ^{5}} \frac{1}{e^{\frac{hc}{\lambda kT}}-1}$

这就是著名的普朗克黑体辐射公式，这一公式与实验很好符合，且很容易在极限情形下回到维恩公式或瑞利─金斯公式中去。10月19日，他在德国物理学会的会议上以《论维恩辐射定律的改进》为题报告了自己的结果。鲁本斯当晚就进行了核验，证明普朗克的新公式同实验完全相符。鲁本斯深信普朗克公式与实验曲线的精确一致绝非巧合，在这个公式中一定孕育着一个新的科学真理。于是鲁本斯在第二天就把这一结果告诉了普朗克。普朗克受到极大的鼓舞，并决定寻找隐藏在公式背后的物理实质。

普朗克又回到他的谐振子模型，但是从热力学的普遍理论出发，经过几个月的努力，都没能直接推出新的辐射定律，最后他只能重走维恩当年的老路，用统计力学的方法来处理热辐射，甚至于更近一步，直接使用他以前不同意的玻尔兹曼的统计方法来试一试。

作为热力学方面公认的权威，普朗克对玻尔兹曼的工作其实并不陌生，他甚至有机会和波尔兹曼讨论动力学理论。但是遗憾的是，在当年那场席卷了全世界的关于"能量学"和原子论的科学争论中，普朗克站在了欧斯特瓦尔德一方，所以普朗克和玻尔兹曼的关系相当平淡。特别是，玻尔兹曼的思想超出时代太远了。他第一个把随机引入到堪称"严密科学"的物理学中，直接触犯从牛顿以来已经延续了几百年历史的机械因果论观点，普朗克直接在论文中驳斥过玻尔兹曼关于概率论的熵定义。

然而，在他研究热辐射理论的过程中，普朗克逐渐收回了他先前的嗤之以鼻的态度，反而越来越赞同玻尔兹曼关于时间反演不可逆性的起源的观点，即H理论。尤其是在推导维恩公式的过程中，普朗克引入了"天然辐射"的假说，最后和玻尔兹曼在动力学理论中引入的"分子混沌"的概念殊途同归。1900年的秋天，普朗克已经做了充分的准备，并且愿意用玻尔兹曼物质统计理论对物理解释来探讨他的辐射公式。

事实上，早在维恩在黑体辐射的问题上引入了热力学的假设后，辐射能量的不可连续化就已经在十字路口了，只是当时的主流科学家没有人愿意循着维恩那条"分子假设"小径再往前走一步，除了普朗克……

他把玻尔兹曼原理运用于线性谐振子热平衡时的能谱分布问题上，导出了振子热平衡时的能谱分布公式。若想使新得到的这个公式能说明实验曲线，则这公式必须与以前用内插法得到的公式具有同一形式。而要得到这样的统一，则要求新公式中所包含的振子的能量值必须是一系列不连续的量。而这是与古典物理学关于能量是连续的观点尖锐对立的。普朗克尊重实验事实，于是提出一个大胆的、革命性的假设：每个带电线性谐振子发射和吸收能量是不连续的，这些能量值只能是某个最小能量元 $\varepsilon$ 的整数倍，而每个能量元和振子的频率成正比，后来人们称 $\varepsilon=h\nu$ 为"能量子，称 h为"普朗克常数"。终于在1900年底，用一个能量不连续的谐振子假设，普朗克推出了黑体辐射公式。

1900年12月24日，普朗克在德国物理学会的圣诞会上，宣读了题为《关于正常光谱的能量分布定律》的论文，文中给出了循着玻尔兹曼给定状态概率的思路推导出来的黑体辐射公式，在对此公式作出解释时他指出："能量在辐射过程中不是连续的，而是如一股股的涓流似地被释放。"就这样，普朗克把量子的概念第一次引入了科学，迈出了从连续到量子化具有历史意义的一步，人们一致公认：1900年12月24日是"量子论诞生日"。而这一天距离开尔文爵士的乌云演讲仅仅过去了半年……

玻尔兹曼在反驳唯能论时说过"怎么能说能量就不像原子那样分立存在呢？"，（玻尔兹曼是热力学领域绕不开的一位，有机会再科普一下他的故事）但戏剧性的是最后真正把能量不连续的概念引入物理学的正是曾经一直抵触玻尔兹曼的统计热力学方法的普朗克。1918年普朗克因为他的量子论获得诺贝尔物理学奖，在诺贝尔奖演讲中，普朗克回忆了那一刻时曾说道，"这个问题使我不由自主地联想到了熵与概率之间的联系，也就是玻尔兹曼的思路，经过了几个星期后艰苦的工作后，终于光明照进了黑暗，新的前所未有的视角开始为我敞开心扉。"

因为能量不连续的概念与古典物理学格格不入，物理学界对它最初的反映是冷淡的。物理学家们只承认普朗克公式是同实验一致的经验公式，不承认他的理论性的量子假说。量子假说的提出使得经典物理大厦开始摇摇欲坠，这也是普朗克自己都难以接受的事实，因为他的量子假设是迫不得已的"孤注一掷的举动"，他想或许之后可以通过另外的解释，来修缮这座经典物理圣殿，而他也确实这么做了。从1901年到1906年的这6年间，普朗克一直想把自己的理论纳入经典物理学的模型中去，一直在尝试修改自己的量子理论，想让它对经典物理造成的伤害减到最低。他本想在最后的结果中令h→0，但却发现根本办不到，这个以他名字命名的常数深刻地揭示了：大自然在其基本的运转中不是连续的而是跳跃的，它必然是像钟表的分针那样一跳一跳的；大自然除了跳跃之外别无所有。

波恩（Max Born, 1882-1979）在评论普朗克时写道："从天性上讲，他是一位思想保守的人，他根本不知道何为革命，而对雄辩持彻底的怀疑态度，不过，他对根据事实所作的逻辑推理的令人折服的威力所怀有的信念是如此之强烈，以致他毅然决然地宣布促使物理学动摇的那个最富有革命性的思想。"

量子概念的革命意义是巨大的，虽然他远远地超出了提出者的最初理解，但毕竟是普朗克点燃了量子革命的熊熊烈火。正如詹姆斯·弗兰克(James Franck, 1882-1964)所说："马克斯·普朗克，由于量子概念的创立，使他成为现代物理学发展的精神之父。"

来源：知乎 www.zhihu.com
作者：裂章

【知乎日报】千万用户的选择，做朋友圈里的新鲜事分享大牛。点击下载

疯狂程序员：id的射爆之路

id的荣耀不仅是技术与理念的突破，还在于背后的文化价值。

　　在几乎所有游戏相关资料里都无法绕过关于《毁灭战士》历史地位的赞誉，而许多人也在《DOOM启示录》里受到过两个约翰创业历程的激励。但毕竟随着时光流逝，许多人可能难以对那多年前曾经在大洋彼岸用游戏和他们的天赋震动整个美国的传奇产生概念。所以我们重新回到多年前那个湖畔小屋，去探寻id、DOOM和两个约翰在游戏文化史上留下的浓厚印记。

湖畔、雨夜、小屋、两个约翰

　　1990年某个周末的雨夜，路易斯安那州十字湖畔的小屋里，约翰·卡马克独自坐在那里编写程序。进入全神贯注的工作状态，对于习惯专注的卡马克来说是件轻而易举的事情——直到趴在显示屏上的小猫咪子的体温导致花屛，才使得他不得不暂时中断，回到现实当中。

　　停下手中活计的卡马克看向窗外，暴雨的肆虐让外头不免让人联想到《13号星期五》，只是少了站在雷雨中的杀人魔杰森。水已经蔓延到院子里头，通往南湖干道的桥也淹没在河水中，他苦恼地发现自己再一次因为过度集中而忽略了周围的情况。于是他只得将精力再次转移到工作中。看着显示屏上这个正在开发中的游戏雏形，他不禁又想起了那个跟他承诺这个名为《指挥官基德》的作品必将载入史册的人：约翰·罗梅罗。

　　通常来说，卡马克是个对周遭事物兴趣缺缺的人。他喜爱专注于自己眼前的事物，埋头在程序编码的海洋中。而罗梅罗则与他恰恰相反，这家伙呱噪浮夸、时刻都在想着如何把自己或是周围的人逗笑。他是个真正热爱游戏和所有一切新鲜事物的人，一个感性而情绪化的人。然而卡马克却很难不去欣赏他的创意、他在热情的驱动下那同样认真严谨的工作态度。

　　和绝大多数感情丰富的人一样，罗梅罗喜欢对过去怀旧，也总是憧憬着未知的明天。肆无忌惮地放纵，尽情享受人生，并始终相信自己是个天才。人不轻狂旺少年，罗梅罗几乎从未对自己过去人生经历中的小磕小碰沮丧过。即便有，他也能很快就调整并找到机会还击那些质疑者。

　　但卡马克自己则完全不同，成功或失败都只会化作前进道路上的经验，过去的成就不值得一提。他没有任何时间或兴趣去怀念过去，即便是自己最初的作品，他都懒得留下什么备份。只要能提供最基本的生活起居，他就能无所顾忌地一直沉浸在自己感兴趣的工作当中。

　　但即便从哪一方面都能看出两人有着截然不同的性格，卡马克却不得不承认，罗梅罗很可能是他遇到的最好的工作伙伴与知音。罗梅罗是世界上最棒、最具有创意的游戏设计师之一，而卡马克那难寻对手的技术能力则保证了能将其化为现实。两个在特质上看似水火不容的存在，却是世界上最默契，最具有潜力的搭档。

　　就在他正评估着自己的同事时，身后突然传来了粗暴的开门声。卡马克立刻转过头，咪子躲在他脚下瑟瑟发抖，一个浑身湿透的身影伴随门外划过夜空的闪电，在之后的许多年里都深埋在他的记忆里。那是罗梅罗。脸上挂着一如既往的笑容，冒着雷雨和齐腰深的大水，赶回来完成共同的目标与梦想。

闯祸精的独立精神

　　今天的游戏界，"独立团队"是个时髦而又广为人知的名词。几个人、几台电脑、一个创意和一腔热血，每个团队都可能抓住功成名就的机会。即便有不少人并没有发现这机会渺茫得如同笑谈一般，而这奇迹也只可能给予那些真正有能力参与的人。

　　而在90年代初，那个绝大多数游戏制作人都只是纯粹的公司资源，没有任何话语权的年代。一些人开始一边给公司完成既定的工作，一边用属于个人的时间（这其中也包括上班时间）去实现自己野心。这些人没有投资人，缺乏可以借鉴的成功经验，更不可能有如今一呼百应的众筹平台。信心、灵感、热情、无所畏惧的行动力与志同道合的伙伴是他们创造奇迹的资本。

　　但是对于两个约翰和他们的几个朋友来说，有了这些还不够，完成理想还得看今天能不能"借"到公司的电脑。

　　对于卡马克来说，"借"电脑早已是轻车熟路的事情。早在他14岁的时候，就已经学会用铝热剂融化商店柜台玻璃偷苹果电脑了。趁着周五晚上公司没人，他和罗梅罗几个人将办公室的电脑搬上车，运到了湖畔边的小屋里。用周末的时间疯狂加班，然后在星期天晚上把电脑再运回公司，成为了他们之后很长一段时间的日常。

　　至于说为什么不能在上班的时候摸鱼干这个，那是因为他们早就看不上自己的公司SoftDisk，计划着偷偷发展起来后一脚踢开对方了。

　　当时任天堂主机上流行的如《超级马里奥兄弟》这样的横版卷轴平台游戏在PC上几乎是难以实现的。很多游戏还在采用翻页画面，用连接多个版块的方式来实现更大的地图（类似初代塞尔达的表现手法）。然而在某个工作日，罗梅罗来到公司后，发现了昨晚与卡马克一起通宵加班的汤姆留下的磁盘与便条。

　　"敲DAVE2"。看着上面简短的留言，罗梅罗疑惑地开启了电脑。

　　之后罗梅罗就看到了让他难以置信的一幕：马里奥，这个任天堂炙手可热的大明星被从他的舞台踢了出去。取而代之的，是他自己小时候课本涂鸦的御用主角戴夫，他在一模一样的场景里流畅地跑和跳，如同宣示着自己霸占任天堂主权的胜利。

　　这个游戏完全就是那个NES上的游戏《超级马里奥兄弟》的PC移植版——虽然只有一关。即便如此罗梅罗立刻看到了机遇。这张磁盘里的东西昭示着PC平台终于解决了卷轴推进的难关，可以开发和游戏机上那些动作游戏一样的作品了。

　　《指挥官基德》虽然是一款谈不上顶尖的动作游戏，当它不仅对于id，对整个PC平台都是非常重要的一个IP。它推行了"初期免费后续付款"的发行方式，是最早实现尸体保留的动作游戏，也是最赚钱的PC横版游戏之一。卡马克等人靠着多部基德系列尝到了不少甜头，但他们也开始对这种低龄内容感到了厌倦。

　　在多数id员工心里面，帮SoftDisk开发的《危险的戴夫：鬼屋历险》中荒诞的鬼怪元素与血腥的死亡场景才是真正酷炫的玩意儿。而这种想法也随着《德军总部3D》被提上日程后，逐渐在开发的过程中显露了出来，并成为了id作品多年来的代表性元素。

　　但是，人一旦可爱过有时候就回不去了，就和女装大佬道理是一样的。《指挥官基德》的胡逼元素与童趣，将近三十年来一直都未曾在id作品的基因中消失。心有猛虎，细嗅蔷薇。当你在火星地狱用电锯收割恶魔的时候，不要忘了你这种行为目的——你们杀了我家的兔子，所以要偿命。

　　无论是旧《毁灭战士》里颇为无厘头的人物动机，还是《狂怒》与新《毁灭战士》中抢眼的Q版玩偶，都体现出了在杀戮之余的戏谑精神。id的游戏从来不在乎艺术性和什么深度，但他们始终有着前者难以替代的另一种风格。那是只有整个时代文化特色才能赋予的特质，是一种深深编写进这个年代的孩子们基因里的灵魂代码。

驱魔不用霰弹枪就low了

　　虽然每个人都听说过《德军总部3D》或《毁灭战士》是第一人称射击游戏的鼻祖，但切莫进入了它们是最初的开创者这样的误区。早在其之前，不仅id自己就已经有一些实验性的第一人称游戏，也有像《地下创世纪：冥河深渊》这样殊途同归的作品。《毁灭战士》的突破性，某种程度上来说带有一些误打误撞——就和所有早期奠定新类型的游戏情况一样。

　　卡马克等人原本就是将《毁灭战士》视为类似《巫术》等地牢爬行游戏的变革——全新的题材、全新的玩法和全新的技术。只是他们并不知道这会给业界带来一种完全脱离了认知的新游戏类型。也未曾想到因为这款游戏，整个社会舆论都会将电子游戏挂在嘴边。

　　上世纪80～90年代，电影等流行文化中越来越多的出现各种限制级的题材。那时的年轻人是成长在B级片或是太空科幻题材熏陶中的，而作为从"干死那些让人不爽的东西"思潮下诞生的id，旗下的作品深受这些流行文化的影响。对于卡马克等人来说，当时的游戏界太过于敏感，小心翼翼地开发低幼题材是难以让游戏的表现形式有所突破的。所以在《德军总部3D》上带着恶作剧心态，刻下PG-13的警告成为第一个自我评级的开发商后，他们终于决定做所有人都唯恐避之不及的题材——地狱。

　　在名为"666套房"的id办公室里，时不时传来电锯、霰弹枪与怪物嘶吼的声音。这不是卡马克等人又在播放B级片，而是他们最新的游戏开发正在紧密地进行中。《毁灭战士》作为一个地牢爬行玩法的游戏，不再是过去那样90度角走格子的表现形式，也不是《地下创世纪：冥河深渊》这种缓慢复杂的玩法。流畅、激烈、快节奏且易于上手的同时，还要有更加明确清晰的关卡设计方向。和当时绝大多数PC游戏设计理念截然不同，《毁灭战士》有前卫的界面、良好的操作方式、每个游戏环节都做了精简以达到更加紧密的结合。它更像是一款主机上的游戏。

　　对于许多旧PC时代的玩家来说，地牢爬行是那种操作繁琐的代名词——地图要自己画，系统生涩难懂，每一个行为都需要深思熟虑。但是《毁灭战士》在保证了那种步步为营，充满探索感与未知氛围的前提下，却有着极其爽快的游戏节奏。高手和菜鸡玩起来是截然不同的两种游戏，简单却变化丰富的战斗系统前所未见，而更加让人难以置信的是那空前的暴力元素。

　　从《鬼玩人2》里借来的打鬼套装——霰弹枪与电锯，在这个游戏里彻底演变一种文化现象。直到今天，这两种东西在B级片或是任何有着"胡逼"精神的文化产物里，都是犹如信仰旗帜一般的存在。而作为隐藏武器（初代只能在秘密点取得）的"BFG-9000"则在多年来，作为FPS乃至电子游戏最给力的武器之一而闻名。

　　约翰·卡马克赋予了这个游戏的骨架、肉体与外貌，而罗梅罗则是它的灵魂与精神的奠基者。没有跳跃，没有自由的视角移动与准心，《毁灭战士》的乐趣实际上不在于射击。它的核心理念依旧是探索，至今也没有一个FPS的游戏地图设计师，敢站出来说自己能够超越罗梅罗在这个游戏里描绘出的那一张张堪称艺术品的地图。无穷的创意和作为一名超级玩家本身的理解能力，让《毁灭战士》拥有世界上最好、最具有想象力关卡设计之一。

　　两个约翰可以说是游戏界至今都难以复制的黄金搭档，他们既能开创出新的游戏类型，又能避免许多先驱经常出现的缺陷。许多2D游戏在经历3D化的演变时，几乎都不可避免地出现了并发症，其中能成功转型的也只有《塞尔达传说：时之笛》等顶尖作品。

　　而作为世界上第一个3D化的游戏，《雷神之锤》却是那种诞生时就几近完美的作品。无论是哪一方面都是经过了非常自然的转换，考虑到了几乎所有3D化都会面临的障碍，可以说是类型转变的一个绝佳案例。

　　技术、创新和暴力是《毁灭战士》成名的关键因素，但事实上作为游戏好玩才是首要。能够在今天都依然有着无法取代的地位，和它那超越时代束缚，让后来者难以用技术与理念的进步赶超的游戏性才是《毁灭战士》能在多年来人气依旧的关键。也许玩家已经在时间的推移中淡忘，也可以在之前仅仅是耳闻，但只要拿起电锯与霰弹枪，你我都能找到那超越了时代的魅力。

　　在《毁灭战士》开发的过程中，卡马克还为如今的游戏产业带来了开源的风潮。在人们听说"少女卷轴"或是别的什么拥有丰富MOD的作品之前，《毁灭战士》就已经有着各种魔改版本了。从《星球大战》到《异形》，或是新兴游戏《守望先锋》都是《毁灭战士》那历史悠久的MOD素材来源。

　　游戏发售的二十多年来，《毁灭战士》始终有这一定的玩家活跃度。作为一种游戏类型的开创者，至今都有玩家在不断为其添砖加瓦，每年都会举办社区比赛，这在任何游戏类似里都是极为罕见的。

毛片的剧情最好自己写

电子游戏的剧情就和毛片一样，不重要，爽就可以。

　　或者是其它类似的版本，这句成为卡马克，以及id游戏标配的名句，在不少吃瓜群众里甚至比他的游戏本身更知名。但也许很少有人注意到："不重要不等于不好"。id的叙事方式自然是谈不上有什么出众之处，故事本身也老套至极，但在他们公司的开源精神态度熏陶下，却抚育出游戏界最胡逼的叙事风格之一。

　　纵观业界，几乎没有任何一家工作室能对自己作品的剧情无所谓到如此态度。在所有人都苦于把自己的故事说个明白，或是拆东墙补西墙地为漏洞百出的剧情逻辑找说法时，多年来id对此却一直有自己的表示。

　　"呃，我们忘了里头到底有没有这段了..."

　　"哎呀无所谓啦我们自己也没搞明白～"

　　"是嘛？真厉害我们可没想得这么远。"

　　换其他人早就被粉丝们拖出来打死的言论，却最终变成了他们的一种态度——你想怎么样就怎么样呗。

　　本身就胡闹欢快的剧情，加上突发的脑洞与宽容的态度，多年来让id的社区形成了一种粉丝自发理解故事细节的习惯。而id也（特别不要脸）地一边给粉丝加油助威，一边将摸鱼上网看到的有趣解读记下来，并添加到了自己的剧本里头。最终的成品，就是新《毁灭战士》成为了一款剧情处处带有同人致敬味道的作品。其中许多桥段、设定都与这些年来粉丝们平时开玩笑的脑洞解读有了奇妙的巧合。

　　这种本可能成为公司黑历史或是污点的故事处理态度，在厚颜无耻和开放大度之间只有一纸之隔。打死我也不相信id有这等营销能力，更多的还是他们误打误撞之下幸运的巧合，最终成为游戏圈一个难以复制的特例。对id的玩家来说，比起他们不好好写故事，如果id哪一天站出来说对故事拥有绝对权利任何人都不允许修改才是最大的背叛。

刚接触DOOM的玩家可能不知道，主角原先可不是这么强势的，很多设定其实都是同人二创

　　所有人都知道，约翰·卡马克是一个坚定的开源软件支持者。他从踏入这一行业开始，对极客精神的信仰就让他站在了反对"专利权"的位置上。当他在PC端第一次运行横向卷轴推进的《影子骑士》，身后的老板怂恿他去注册专利的时候，他立刻表示："再说老子就走人！"。

所有科学技术，以及文化、知识、理论，都是在前人的基础上发展起来的。去注册一项专利，就等于宣布说：这个想法是我的想法，你不能使用或扩展它，因为我"拥有"这个想法。
——《DOOM启示录》

　　在这个一生都与科技创造、编程解码作伴的男人眼中，专利的存在防的不是小人，而是君子。它可能会阻碍到一个人的创作，会影响到一个想法的实现，人们将陷入不断规避侵权问题而错失良机。对于天生就是创作者的人来说，如果世界上每一个事物都被专利所占据，那么今后的创作将会举步艰难。

　　即便他的声音势单力薄，但卡马克从来不是一个需要别人来支持才会行动的人。《德军总部3D》《毁灭战士》《雷神之锤》等源代码被他相续公开。网络上的玩家对id作品的任何修改都会受到其鼓励，今天的许多游戏依然受益于id公开的这些开源代码，而卡马克对于MOD制作风潮的传播也是功不可没。

　　他鼓励玩家们自己动手对游戏文件进行修改，去发挥自己的才华与想象力。他专门为《毁灭战士》开发了一套完善的资源管理系统，把游戏数据都存放到名为的WAD的文件中（Where's All the Data，数据都在哪）。这样玩家就可以更加方便地对游戏文件进行替换甚至是在之后源代码公布后直接修改整个引擎。

卡马克一直显得有点孤独，无论是日常生活还是他的理念，幸运的是他有着不少支持自己的人

　　他的WAD文件吸引了无数人开始尝试自己的创作，其中一些人在未来成为了真正的设计师与程序员。而如今像《使命召唤》或是《半条命》等游戏里头，也依然存在着几条来自于《毁灭战士》的代码。

　　版权专利是一个极度敏感、且难以下定论的话题。但卡马克和他就职时的id很坚定地选择了自己的立场，并为之付诸行动。如今看他们所坚持的道路，对于业界来说显然是有着正面的影响力的。即便之后id不再担任技术领头羊的位置，他们也依旧保持着这种的宽容开发态度。并以此表达对先后淡出的两个约翰为公司，以及游戏界曾经留下的宝贵遗产。

摇滚人生

　　在卡马克看来，他的人生就是在不断地为程序删除一道道错误。无论这个阻碍是什么——曾与他形影不离的咪子、好友詹森、约翰·罗梅罗，乃至电子游戏本身。当罗梅罗听到因为咪子在皮沙发上小便，卡马克决定将其送到动物收养所吃惊不已。但当他立即警告卡马克咪子可能会因此而死于非命时，卡马克的反应也只是简单地耸了耸肩。

这样的规则适用于一只猫，或是一个程序，甚至，一个人：当它成为问题的时候，由它去，或者，必要的话，把它剔除掉。
——《DOOM启示录》

　　也许从那一刻开始，罗梅罗就已经预见到两人终将迎来分崩离析的那一天。即便如此，当卡马克联合公司董事会，将他弹劾出id的那一刻，他依然难掩内心的烦恼与失望。当《毁灭战士》即将发售的时候，他们把汤姆，这个一同创建了id的好友"删除"了。而在《雷神之锤》，这个他们一同倾注了无数心血的作品即将问世前夕，卡马克那张纸条递到他面前的那一刻，罗梅罗内心的某些东西就已经死了。

　　但在看着罗梅罗欣然签字，转身走出大门的卡马克看来，这也许对这个已不再能称之为程序员的朋友一种解脱。也许他能从这次挫折中，再次和以前一样站起来，踏上新的征程。然而当时两个人都没有想到，现实给了这场别离一个十分彻底的、响亮的耳光。

　　全世界都看着罗梅罗和他自己创立的新公司离子风暴在离开id后长期以来占据着舆论的风头浪尖，不断地为自己的新作《大刀》造势。但不论是支持还是怀疑者，任谁都不会预测到这样的结果。那个永远能实现自己豪言壮志，没有任何人都怀疑其天赋的约翰·罗梅罗，这一次彻彻底底地摔了个狗吃屎。这是一场比如今如何一个明星制作人跌下神坛都要令人刻骨铭心的记忆，是几乎每一次提及类似事件时，都会被拿来进行比对的典型案例。

　　但让人意想不到的是，这个永远的嘴炮王，却并没有沉浸在与质疑声的对喷中多久。和那些失败后不断给自己挖坑跳的人不同，罗梅罗很快地承认了自己的失败，也从中找回了自己真正的宁静。他回到家，成为一个童年时向往的好父亲，开始真正地享受生活。这个结合了程序员、天才、玩家、摇滚明星和跳梁小丑多层身份于一身的传奇人物，在不断地摸索与证明自己的过程中，却以一场失败找到了人生的宁静。

　　而卡马克与罗梅罗最大的不同在于，他永远不需要去对任何人，做任何事情来证明自己的才能。即便身边所有的知音都离去，他也能一直沉浸在一行行代码构成的世界里。但在失去了那个会在看到他的程序兴奋得手舞足蹈，会因为他睡在地板上而跑出去买床垫，会冒着雷雨回到小屋的罗梅罗后，再完美的代码也似乎开始失去意义了。

　　任何一个了解id的玩家，都会坦言：无论是《毁灭战士3》还是《狂怒》，他们都失去了过去那无人能取代的独特灵魂。失去了世界上最了解射爆游戏的玩家，没有那鬼斧神工的关卡设计，缺乏充满激情的想象力，即便是再顶尖的引擎技术也难成就经典。

《毁灭战士3》有多失败：它能让世界上最酷炫的游戏系列之一多年来被新玩家误解成恐怖游戏

　　如果你亲自体会过这两部卡马克单独操刀的作品，会发现他们都存在着微妙的不协调。《毁灭战士3》是系列里唯一算得上是传统FPS的作品，但是与同期相比除了技术上的优势外，并无太大的亮点。而《狂怒》问题更加严重。

　　这是一款在2011年远超同类作品的FPS，也是至今为止最糟糕的开放世界代名词。单独去看它任何一方面，都是有着顶尖的设计水平——超一流的战斗环节、硬刚正规赛车游戏的驾驶、出色的美术设计。然而id将这些元素融合到一起的过程中，却是用最生硬，最不具变通的方式强行结合的。游戏的流程无聊至极，战斗的乐趣被漫长乏味的任务脱离，还有那开放世界诞生有史以来最死寂空洞的地图。

　　但和罗梅罗不同，似乎绝大多数的人都对这明显的失败有所准备——因为这样的结果不是早就预料到了吗。

　　而完成了《狂怒》这一新引擎演示软件后，卡马克离开了游戏，寻找下一个挑战目标。至此，这两位当年激励了无数人进入游戏开发行业，让电子游戏真正进入主流社会眼中的人，终于将自己的旗帜交给了后来人。对于如今的id成员来说，他们并没有顶着曾立于神坛上的压力。正相反，在两个约翰离开后，他们的玩世不恭，他们对游戏的热爱与品味都被继承了下来。

　　2016年重启的新《毁灭战士》是id重新证明自己的游戏理念与技术实力的关键作品。也许罗梅罗那惊世骇俗的想象力难以复制，也许卡马克这样的程序禅师世间少有，但你不得不承认，这个全新的《毁灭战士》找回了过去的灵魂。

　　它卸下了过去那份作为精神领袖的重担，也不再是风头浪尖上的明星，留下的只有作为纯粹游戏的本质，让热爱它的玩家尽情地享受。

DOOM的"剧情"，是电子游戏VS偏见的故事

　　2018年2月14日弗罗里达州帕克兰高中枪击案发生后，全美对枪支的反对声（再一次）达到了高潮。这个时候，政客们的好工具、步枪协会永远的冤大头、卫道士们炫耀口技的对象电子游戏，又一次挽救了这些人的钱包。白宫和步枪协会立即展开行动，流畅地制定了一套在接下来如何推卸责任的计划书，并立刻收回了之前听到民众反对枪支时的惊慌失措，患上了一张"救救孩子"的嘴脸。

　　然而似乎是新的行动班子还没睡醒，他们没有时间去搜集更完善的资料，只能临时到Youtube上下载了一堆视频凑合着拼了一段影像。早已习惯了这些官僚做派的游戏圈一边挖鼻孔，一边看着白宫亲自下厨的"超燃游戏混剪"。在难以掩饰的尴尬氛围中，有的人吐槽这个视频剪辑得还不如B站UP主，有人发现白宫盗用了自己的视频，还有人笑到肚子抽筋：《毁灭战士》第一次不用背锅了！

　　作为诞生以来无时无刻都被舆论媒体轰炸的祖辈级背锅侠，《毁灭战士》几乎快成为了这些官僚们最熟悉的电子游戏了。家长唾弃、社会恐慌、政客愤慨。几乎每一个社会阶层的正义人士们都有那么一两招"论如何解析《毁灭战士》对世界与人类发展危害"的理论。时至今日，甚至已经有一些多年来与《毁灭战士》，或者说id势不两立的人，自己都在多年的"奋战"中通关了这个他们嘴上罪大恶极的存在。

　　而在我眼中看到的，白宫这段关于"这是暴力的，不是吗？"的视频出现的游戏侧面证明了：《毁灭战士》赢了。

　　无论人们承认与否，电子游戏从那几个玩世不恭的青年手上那张磁盘包装上，出现了"PG-13"的自我评级标语后，就再也不是被外人所能左右的独立个体了。它学会了反抗世俗、学会了如何定位自己的风格、如何去发挥虚拟互动这一过去任何艺术形式都望尘莫及的叙事手法。id告诉这个世界，电子游戏不是孩子玩的东西，而是可以和任何一种艺术形式一样，去展现人类文明出现过的所有事物。包括性与暴力。

Rock&roll is about one simple thing: freedom. When someone tries to murder that freedom, we're against it.
——AC/DC

　　和文学、漫画、电影以及音乐一样。作为一个新生的、让保守陈旧的人还无法理解接受的事物，电子游戏必然会遭受它的前辈们一样的怀疑与不公。而当这个本就脆弱的新生儿里出现了一个更加激进，挑战权威与传统的存在时，有些人必然会无所不尽其用地其扼杀。

　　他们输得彻底。

　　随着游戏地位的水涨船高，越来越多的人希望从中分一杯羹。不仅是卖枪的，就连动保协会、女权组织、甚至是一些人们平时连听都没听说过的组织浮出了水面。而游戏业没有因为看到《毁灭战士》的叛逆遭到围攻而选择沉默，越来越多的游戏开发者敢于去展现内心的想法，敢于在舆论的质疑声中描述敏感的内容。每一次电子游戏被当作掩饰社会制度缺失的替死鬼时，这些正义之士会发现他们可供选择的材料越来越多，越来越敏感。

　　他们发现，当自己没有尽到责任，当自己因为贪婪而令他人遭遇不幸，当他们需要找一个能掩盖自己失败的借口时，《毁灭战士》不再是唯一能救他们于水火中的选择了。

一个对杀人了如指掌，将自己的杀人技巧与经验记载到书里赚钱的人一脸悲痛地说着救救孩子

　　如今，《最后生还者》《使命召唤》甚至是全年龄向的《守望先锋》都可以救步枪协会于水火之中。即便2016年新《毁灭战士》重新燃起了一个古典游戏流派的生命力，但它已经不是当年那个站在电子游戏与社会舆论中间的存在了。

　　尽管我们知道：杀人犯永远都能拿到枪，而幕后真正应该为之负责的人也早已对逃避的方式了然于心。但谁都无法否认，电子游戏正在成熟、壮大、犹如终将脱缰的野马一般积蓄着自己的力量，等待着奔腾之日。

射爆不息——因为我们爱着生命

　　id、DOOM和两个约翰。当我们谈论这些名词时，并非仅仅是作为游戏本身有多么优秀和叫座。而是关于他们背后所承载的电子游戏与社会的碰撞，它是游戏开发的设计理念，是热情与天赋之间的取舍，是一段在游戏发展史上无法忽略的传奇。

　　到了今天，id是一家被收购（虽然依旧不给老板面子）的工作室，《毁灭战士》是一款面向少数人群的怪咖，两个约翰也都淡出了他们当年为之奋斗的领域。但每一个立志创业，或是如今在游戏界叱诧风云的人，几乎都曾经在《DOOM启示录》中感受到激励。而《毁灭战士》作为世界上登录平台最多的游戏（没有之一），在它身后一种名为DOOM-Like的游戏流派几经沉浮，并始终流淌在每一个FPS的血脉中。

　　而那两个曾经用疯狂的执着与一腔热血震撼世界、也曾为不可一世的傲气付出代价的天才留下的丰碑，将一直指引着所有踏入游戏行业的人们前进。

疯狂程序员：id的射爆之路 - vgtime.com

来源：知乎 www.zhihu.com
作者：游戏时光VGtime

【知乎日报】千万用户的选择，做朋友圈里的新鲜事分享大牛。点击下载

通过仿真改进新型屋面瓦设计，提升建筑物散热性能

维持建筑物内凉爽的温度是营造舒适居住环境的必要条件，对于生活在炎热气候地区的人们来说尤为如此。未经热性能优化的房屋需要耗费大量的能量和金钱进行制冷。为了减少消耗，意大利费拉拉大学（University of Ferrara）的研究人员将屋面改进任务纳入了 Life HEROTILE 项目。为了达成目标，他们对新型屋面瓦片进行了模拟，希望借此提高屋面的透气性，降低制冷成本。

自上而下的房屋降温

炎炎夏日，在不透风的建筑物内呆上一段时间绝对不是愉快的体验。如果温度过高，您的健康甚至都会受到损害。这一情况在地中海这样的炎热地区尤为明显，剧烈的太阳辐射会在室内外产生高温。为了应对这一问题，欧洲环境政策声明，最大限度地提高室内热舒适度，同时尽量减少制冷消耗是一个重要目标。

太阳照射屋顶。图片由 ICP 提供。

虽然提升建筑物散热性能的方法很多，但本文重点讨论针对屋顶的优化。要理解屋顶为何重要，请想象一栋矗立在晴朗天气中的房屋：太阳光照耀大地，最终辐射到房子最上方的屋顶。热量通过屋顶表面向内传递，进而使室内温度上升。

由于屋顶的表面积比建筑其他部分更大，因此受热效果更为显著。另一方面，屋顶的倾角有利于太阳光线直接照射，因此会增加对整栋房屋热管理效果的影响。基于上述因素，研究人员正在寻求屋顶设计的优化方案，以减少空间制冷和空气调节耗费的能源。

由马赛瓦制成的通风斜屋面。图片由 UNIFE 提供。

采用铺设了挂瓦条和顺水条的斜屋顶是一种能有效降低能源消耗的方法，因此设计人员在搭接的屋面瓦下创造一个通风层。通风层允许空气从屋檐区域（进气口）流向屋脊。这种结构不仅可以促进隔热，减少屋面瓦和房屋结构之间的热量传递，而且空气流动也可以加强散热。采用了屋顶通风板（above-sheathing ventilation，简称 ASV）后，技术人员减少了室内对制冷的能源需求。此外，搭接瓦片的透气性相当于另一个进气/排气口系统。

Life HEROTILE 项目旨在改进屋面瓦设计

ASV 的改进方案是基于提高瓦片之间的透气性，并借此增加气流速度。这符合欧洲 Life HEROTILE 项目的目标——通过设计更出色的屋面瓦来提高建筑的能源效率。

Life HEROTILE 项目的标识。

这一想法最初由费拉拉大学建筑系 (UNIFE) 提出，后来影响力逐渐扩大，并由 Life HEROTILE 项目所采纳。HEROTILE 项目跨越多个国家，涉及众多组织，包括 Industrie Cotto Possagno 、Monier Redland Ltd、Terreal SAS、ACER 和 ANDIL 等公司。

在下文中，我们将详细介绍费拉拉大学的研究人员对新型瓦片形状性能的初步分析研究。

分析新型屋面瓦设计的性能

在项目的初始阶段，研究人员调研了两类广泛采用的屋面瓦设计——葡萄牙瓦（又称 "S 形瓦"）和马赛瓦（又称 "古典平瓦"），并重点对二者的形状进行了优化。基于这两种经典的瓦片，研究小组设计出了 20 余种新型瓦片，并利用 CFD 分析对比了新型瓦片和标准瓦片的透气性。UNIFE 小组特别提到 "COMSOL Multiphysics 软件是 HEROTILE 项目初始阶段的核心工具。"

葡萄牙瓦样品。图片由 Monier Technical Centre GmbH 提供。

利用高精度实验装置获取的测量数据，研究小组对模型进行了验证，并校正了模型参数。随后，他们使用 CAD 软件包创建了模型几何，并利用 "CAD 导入模块" 将其导入 COMSOL Multiphysics 软件，然后使用不可压缩湍流对三维 CFD 模型进行了定义。此模型描述了穿过瓦片的风产生的气流。

上图：仿真研究中的建模域，它由试验台中的 4 块未固定的瓦片及其等效边界组成。下图：建模域的网格细节图。图片由 UNIFE 提供。

在本文中，我们将着重讨论其中一款设计：一种新型的马赛瓦，它的侧部凸缘更高，并且拥有新式的头部凸缘。借助 CFD 仿真，研究小组运行了参数化研究，旨在分析不同入射风速和风向下穿过瓦片的气流变化。

马赛瓦模型。绿色区域表示设计变化。图片由 UNIFE 提供。

为了评估瓦片的设计性能，研究人员分析了以下因素：

风速
屋顶坡度
水平风向

他们共计对 30 种不同的风况场景进行了研究，同时还比较了当空气压降和穿过瓦片的体积流率发生变化时，瓦片的性能表现。

研究人员对不同的屋顶坡度、风的强度，以及风向进行了研究。图片摘自该研究小组发表于 COMSOL 年会 2016 慕尼黑站的演示作品。

评估仿真结果

研究小组指出，屋顶斜坡会使水平方向的风变为沿斜面方向的风，对于新型瓦片来说，穿过瓦片的气流速度会增加，而标准马赛瓦片中的气流速度却下降了。此外，通过调查内部与外部点探针之间的压力差，UNIFE 研究小组发现，标准瓦片设计的气流速度顺时针偏转，而新型瓦片设计的气流速度逆时针偏转。

屋顶周围的速度大小分布图。图片来源于 Bortoloni 等人 2016年在意大利费拉拉第 34th 届 UIT-Heat Transfer 大会上发表的论文"Summer Performance of Ventilated Roofs With Tiled Coverings"。

仿真结果进一步表明，得益于侧部凸缘几何形状的改进，与标准瓦片相比，新型马赛瓦可以产生更大的气流速度。这种结构起到了进风口的作用，使穿过瓦片侧的空气加速流动。

屋面瓦上方的空气流线。图片由 UNIFE 提供。

在透气性方面，相比于标准形状，新设计的形状和头部凸缘使瓦片的透气性提高了 100%。研究人员成功设计出了拥有出色透气性的新型瓦片形状，完成了目标。

利用新型屋面瓦设计改进房屋的制冷方式

新型屋面瓦设计可以大幅减少因室内空气调节而产生的环境成本和财政支出。UNIFE 小组认为 "项目的第一阶段取得了成功"，而且 "COMSOL 仿真结果在项目中发挥了重要作用"。

举例来说，基于这项研究，Life HEROTILE 项目开始对瓦片设计进行实际规模的测试，这是 C.3 阶段的一部分任务。在这一阶段，研究小组将计划评估新型瓦片的能源效率和防水性能，并将其与标准瓦片和其他类型的防水材料进行比较。

意大利费拉拉市的屋面瓦测试现场。图片由费拉拉大学提供。

研究团队在意大利费拉拉市和以色列的 Yeruham 地区建立了符合实验气候要求的实物模型，同时正在从这两处监测站搜集数据。每个实体模型均由一栋斜顶房屋和一栋平顶房屋组成。斜屋顶被分割成若干区域，每个区域覆盖一种类型的瓦片。在费拉拉市的实体模型中，有两块区域分别覆盖了标准马赛瓦和上文提及的 HEROTILE 新型马赛瓦。当然，葡萄牙瓦和 HEROTILE 项目设计的新型葡萄牙瓦也"现身"在了同一座实体模型中。

在这一研究阶段，研究小组希望基于实验测试建立一个综合数据库，对其仿真数据进行验证。

大家经常擅自滴眼药水。

生活小剧场：

眼睛酸痛自己买眼药水来滴一滴；
眼睛红肿自己买眼药水来滴一滴；
眼睛干涩自己买眼药水来滴一滴；
眼睛疲劳自己买眼药水来滴一滴；
眼前有黑影自己买眼药水来滴一滴...

（那请问还要医生干嘛？！）

眼药水是我们很多人常用的药品。

很多人在眼干和视疲劳的时候会随手滴滴几周前买的眼药水，甚至已经出现了结膜炎或飞蚊症等眼部疾病了还是不前往就医，认为滴一滴眼药水就好。

但关于眼药水，你到底又了解多少呢？

今天良目君就给大家讲讲这个方面的小知识。

小常识：市面上大多数非一次性眼药水都是含有防腐剂的，防腐剂会对眼角膜产生一定的毒性，过多的使用或依赖这类眼药水是会伤害到眼睛的。

例如：此类大包装的眼药水一般有添加防腐剂，才能保证有效期，可以在开封后一个月内使用。

所以，绝大多数人常用的是含有防腐剂的眼药水。

常见问题

Q1：眼睛干涩，该选择什么眼药水？

A1：推荐使用不含防腐剂的人工泪液。

但是每个人眼睛干涩的原因各不相同，可能是眼睛泪液缺乏、角膜损伤、炎症等等。

所以，最好是看过医生后，根据不同情况选择合适自己的眼药水比较好。

Q2：什么时候要滴眼药水？

A2：其实眼睛有一层天然泪膜，有时候闭眼休息一会对眼疲劳能起到缓解作用，一般无需滴眼药水。

但如果却是感觉眼睛有不舒服，可以在医生建议下适当使用对应的眼药水。

Q3：能共用眼药水吗？

A3：不能！可能导致交叉感染。

眼药水必须"专人专属"，且不许外借。

Q4：怎么储存眼药水？

A4：一般要眼药水要避光，在25℃以下的环境储存。

一些特殊眼药水需冰箱冷藏（谨遵医嘱）。

如果不慎将眼药水放在车里或阳光暴晒的地方，由于高温对药品会有影响，所以建议不要继续使用这瓶眼药水了。

另外，开封后眼药水保质期大概在4周左右，到期后就扔了吧。

Q5：多滴几次眼药水，是不是效果会更好？

A5：答案当然是否定的，不是越多越好。

除特殊情况外（例如抗菌药物滴眼液治疗严重角膜炎等感染用药），一般使用人工泪液滴眼液，一天不能超过6次，每次一两滴就足够了。

原因是超过6次反而可能把正常的泪膜冲洗掉，眼睛会更干。

Q6：滴完眼药水为什么会觉得苦？

A6：滴眼药水的手法不对，请具体参考文章——

良目视光：不会滴眼药水？滴完总觉得苦？这篇文章彻底解决你的问题！

最后发自内心地提一句：

点击以下关键字了解更多视力知识硬科普——

眼睛：近视自愈丨护眼方法丨眼保健操丨近视手术丨控制近视丨码农护眼丨高度近视丨近视常识丨近视遗传丨防蓝光眼镜

眼镜：镜片知识丨挑选眼镜丨隐形眼镜丨清洗眼镜丨看懂验光单丨配镜注意丨眼睛有神

科普：老花眼丨散光丨斜视丨色盲丨眼贴丨视力表丨眼药水丨角膜塑形镜丨视网膜脱离

有视力上的问题，欢迎私信我们，欢迎同时关注我们的微信公众号「良目视光」。

来源：知乎 www.zhihu.com
作者：良目视光

【知乎日报】千万用户的选择，做朋友圈里的新鲜事分享大牛。点击下载

此问题还有 42 个回答，查看全部。
延伸阅读：
「正常人发烧到了体温 40°C 也不会有伤害，不用去医院」这种观点对吗？
有关健康的流言为何让人容易相信？

说说“牛奶水”——微纳米气泡技术

图中的液体就是现在市面上所说的"牛奶水"，可以看到水呈现乳化状态，而导致这种状态的根本原因就是水中布满了细微的气泡。这就是最近在环保领域相当火爆的所谓微纳米曝气技术。今天，我们就来说说微纳米气泡技术的前世今生。

首先，说一说微纳米气泡的特性。

气体通入水中形成气泡是一件非常常见但是却很有意思的事情，尤其是气泡尺度不断缩小以后，气泡能够表现出一系列有趣的特性。

1，气泡的伴随性能提高

众所周知，气体的密度小于液体，当气泡出现在水中的时候，由于浮力的作用气泡会缓慢上升直到升到水面。科学研究表明，气泡尺寸越大受到的浮力就越强，气泡上升速度越快。在理论上可以通过斯托克斯公式进行计算。但是但气泡尺寸减小的时候，气泡上升速度明显减慢，甚至可以在水中停留数分钟之久。气泡停留时间长了，与液体间的接触就更加充分，此外还对气泡的伴随性能有显著的提高。

气泡在液体中的运动分为两种，一种是气泡的上浮，由密度差导致。另外一种就是气泡随着液体的流动，也就是液体对气泡有曳力。一般情况下，气泡体积较大，前一种运动占据主导。但前面说了，气泡体积减小后前一种作用力减弱，后一种作用力占据主导地位。这就表现为微纳米气泡很容易随着水流流动。

2，气泡比表面积增加

气泡体积越小，单位体积气泡面积就越高，10微米的气泡与1毫米的气泡相比较，在一定体积下前者的比外表积是后者的100倍。空气和水的触摸面积就增加了100倍，我们知道对于任何传质过程来说，比表面积越大传质过程越迅速，二者是成正比的，因此对于气体吸收与气体溶解过程，前者比后者快100倍。在水处理中可以用于生化处理的曝气与臭氧氧化等通气过程。

3，气泡内压增大

为了形成气泡，气泡在水中需要满足一个平衡关系，那就是气泡内压力必须等于水压与水对气泡表面张力产生的补充压力。而这个压力与气泡直径呈现反相关，气泡越小表面张力产生的补充压力越大。在气泡尺寸较大的情况下，水压远大于补充压力，但是随着气泡减小后者明显增大。这导致在一些情况下，微气泡内部的压力可以达到几十个大气压。当然在微气泡维持正常形态的时候这种压力得不到释放没有任何问题。可是一旦微气泡收到剪切破裂会溃灭，这种压力瞬间释放可以形成超高速的微射流和局部的超高温。一个众所周知的例子就是所谓泵的空蚀，如果水泵中存在微小气泡由于这种效应就会导致泵叶片的损坏。但是对于废水处理这却有可能是一种有利的效应。有一种理论认为，这样的局部高温高压条件可以将污染物的分子链打断，达到降解有机物甚至杀灭水中细菌的目的。

4，对水中颗粒物油状物夹带作用增强

通常我们可以采用气浮的方法去除水中的颗粒物与油状物，这种原理类似于夹带，气泡与颗粒物结合，裹挟着颗粒物上升到达水面。而气泡越细微，颗粒物就更容易与气泡亲和，同时气泡越小可以夹带的颗粒物越小，可以浮选更多物质，因此微气泡气浮可以达到更好的去除效果，这一原理目前已经在环保领域得到应用。

5，其他特性

此外还有文献报道微气泡有其他的特性，比如说带有表面电荷等等，目前来看这些特性还没有得到确切的证实。从目前的实验结果来看，采用微气泡进行废水处理主要还是利用气浮原理，同时可以增加水体内溶氧有利于生化过程或者其他气液混合过程。而微气泡溃灭过程中产生的局部高温与局部高压，目前来看没有证据证明其可以处理水中的有机物。理论上是可行的，也有一些实验研究证实这一点，可是重新分析这些实验数据以后，我认为目前的研究数据都不太可靠，这一机理目前还只是噱头。个人认为，实际上在废水处理过程中，微气泡可以发生但没有溃灭条件，因此难以利用这一特点处理废水。

最后说一说微气泡是如何发生的，首先定性一点，就是目前所有的气体分布装置均无法产生微气泡，这是由于常规气体分布装置开孔都在毫米级，实验室可以得到最小的气体分布装置，气分布口尺度都在百微米级，这个尺寸的气泡由于气泡聚并的原因，小气泡会自发形成大气泡，最后得到毫米等级的气泡。此外还有射流混合，即利用文丘里管进行气液混合，相关研究表明在不添加发泡剂的情况下，虽然文丘里管喉管内的气泡何以达到几十微米，但是在扩散段仍不可避免的发生气泡合并现象。

目前市面上常见的微纳米气泡发生器均属于高剪切发生器，采用动态或静态的高速剪切装置，将气液混合物内的气泡切碎，由于这些构件的强大剪切力，可以将气泡切碎至几十纳米到几微米，最终形成微纳米气泡。这种方式能耗较大，但却是现有唯一发生微气泡的方法。

最后录个视频，是我们自己开发的微气泡发生装置。高流量预警，建议wifi下观看。

https://www.zhihu.com/video/983539552375390208

来源：知乎 www.zhihu.com
作者：知乎用户（登录查看详情）

【知乎日报】千万用户的选择，做朋友圈里的新鲜事分享大牛。点击下载

订阅：博文 (Atom)