很多玩家都幻想能够穿越到游戏世界,但有一个问题,那里真的适合人类居住吗?起码像马里奥大叔所在的世界,很可能分分钟会要了你的命。因为天体物理学家Gabe根据物理学计算出,马里奥世界的重力根本不适合人类生存。
马里奥是游戏史中最为经典的游戏角色之一,而它所在的游戏世界也是游戏玩家最熟悉的场景之一。和普通玩家不同的是,Gabe在通关游戏之后,脑中出现了一个问题:这个矮子为什么能跳这么高?
按照地球人的思维,想要大幅度的提升自己的跳跃能力,最便捷的方式就是去重力低的环境跳跃。宇航员在月球上穿着厚重的宇航服照样蹦着前进,没准马里奥世界也是这样。
然而事实上恰恰相反,其实马里奥世界的重力远远超出的正常人的承受范围。这到底是怎么回事?Gabe认为求出相关的「重力加速度」是最直接的办法。
我们先来了解一下地心引力是如何影响运动的。事实上在一个物体直线上升的过程中,他的速度每秒会减少9.8m/s,同理反过来,如果如果物体下落,每秒会增加9.8m/s的速度。
为了便于计算,Gabe将9.8四舍五入成了10,换句话说,在真空环境下,如果从高空中扔下一个初始速度为0的物体,一秒钟后它以每秒10米的速度移动,2秒后的速度就变成了20米/秒,并持续增加。我们称其为重力加速度,通常用g来表示。
接下来Gabe引用了一个简单的公式来表达一颗行星中「g」、「跳跃的最大高度」和「跳跃最高点所需时间」之间的关系。那就是g=两倍的跳跃高度÷跳跃到达跳跃顶点所需时间的平方。利用这个公式,我们可以计算马里奥星球上的g。
不过在计算前我们要确定一个问题,那就是马里奥到底有多高。虽然任天堂给出过相关数据,但马里奥系列作品实在太多了,从像素到3D再到重新造型,他的身高可以说在不断的变化。
Gabe借鉴的是《超级马里奥世界》中的官方身高,也就是1.55米。同时Gabe还要保证在实验过程中,游戏视角为2D,跳跃时垂直不旋转,身高不会因蘑菇或受伤而产生变化。
接着Gabe开始了他的实验,让马里奥在不借助跑动的情况下,直接跳跃:
这个高度直接用马里奥自己的身高就能丈量,很直观,2.25个马里奥,那也就是相当于3.5米。
然后我们可以计算一下跳跃到最高点时所耗费的时间。Gabe的方法是连续跳跃15次,用所得时间÷15,就得到了单次从跳跃到落地的时间;然后再÷2,得到从离开地面到达空中最高点的时间。这个时间是:0.3秒 。
接下来只要带入到前面的加速度公式就不难算出,马里奥世界的加速度是78,而这个数值相当于地球的8倍。所以看到这里你就应该明白,马里奥之所以跳得高并非重力小,而是因为他拥有强壮的腿部肌肉——纯粹的力量。
而如果你看过《七龙珠》就会知道,重力训练其实会影响一个人的战斗力(漫画的脑洞设定),孙悟空的界王拳就是在地球重力10倍的界王星学会的。那么,马里奥到底能够有多强?
Gabe分析后认为,假设马里奥身处地球环境,他完全可以凭借那双短腿可以瞬间提速到每小时50英里,然后飞出地面27米。换句话说,你在游戏中看到马里奥蹦上一块砖头,其实相当于在现实中他是一跃跳到了9层楼的楼顶。

同时,能在8倍重力下的星球上正常生活,马里奥的身体素质可以说堪比赛亚人,毕竟这种程度的压力足以让正常人的心脏无法工作。
我觉得纯血统的人类中能与其对抗的,只有把110斤重的精灵当泰迪抱的智爷了(智爷的问题我们留待以后讨论)。
当然,Gabe的实验有一定的漏洞,问题还是出在任天堂对每一代马里奥的设计都有所不同。排除身高不谈,就连跳跃能力都不太一样。
这个问题看起来复杂,但地球上「无聊」的学霸实在是太多了。美国物理老师Glenn就针对马里奥不同系列的跳跃数据,进行了更为详细的计算,就连时间的算法都是录制好视频后扣出帧数一秒一秒算的。
(初代跳跃高度的比例图)
而他的结论是,在《超级马里奥》1-3代,《超级马里奥64》,《阳光马里奥》,《纸片马里奥》等游戏中,马里奥世界的重力是地球的4到11倍不等,结果与Gabe的结论相对吻合。
那么接下来问题又来了,我们既然知道了重力加速度,能否推算出马里奥住在哪呢?事实上Gabe对比了整个太阳系也没有找到一个合适的星球。
首先,有地面的星球,其基本重力加速度都比地球要小。而像木星这样的巨型行星,g大约是地球的2倍,但人家是气态星球,根本没地方下脚。同时你会发现,它的个头比地球大了300倍:
所以整理下来,巨大、不是气态星球、重力是地球的8倍,或许科学家只能在太阳系外找到这种星球,而且很有可能是一颗恒星——但几率几乎为零。
所以在Gabe看来,我们和马里奥不仅仅是次元不同,而且人家根本就是太阳系外的外星人,已经实锤。
而如果是这样的话,也就能够解释为什么炮弹飞的这么慢还是会撞死马里奥;为什么不用遵守空气动力学戴上帽子张开双臂就能飞;为什么身处岩浆附近不会中毒......这些披着人皮的外星人根本不需要遵守地球的物理基本法。
(各种机翼对比马里奥的机翼)
当然,用现代科学去论证游戏世界,这本就是一件得不到正常结果的事,但这种对比下的反差感却让人觉得格外有趣——其实在早期的任天堂游戏中,也已经植入了物理的概念。例如你会发现游戏中马里奥脚底抹了油一般可以和地面疯狂摩擦,很多人认为这是故意提高难度,但其实这是一种惯性设置,只不过和现实不同的是这种惯性存在最大值。
(像素时代马里奥的物理效果)
这种略微符合现实习惯的设定会让玩家的游戏体验更加自然流畅,而随着技术的发展,游戏也越来越趋于真实设定。
所以问题来了,不如让我们反向思考,如果马里奥真的按照现实中的物理学去设计会是什么样?很有可能一个金币也吃不到。
下水道的高度也会让他频繁摔死。
emmmm,怎么反而感觉这样更好玩了?
(注:文章素材与计算来自于Gabe与The Game Theorists)
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