科學人／從小說開始的研究！《冰與火之歌》喬治馬汀被列物理學論文共同作者

「冰與火之歌」原着小說作者喬治馬汀。圖／路透資料照片

《冰與火之歌》作者喬治・R・R・馬汀（George R. R. Martin）在其輝煌的出版清單中，新增一項有別於他過去的作品類型——他被列爲一篇經過同行審查的物理學論文的共同作者，並發表於《美國物理期刊》（American Journal of Physics）。

這篇論文推導出一組公式，以描述《百變王牌》（Wild Cards）系列小說核心的虛構病毒動力學。《百變王牌》是由馬汀與梅琳達・M・斯諾德格拉斯（Melinda M. Snodgrass）共同編輯，目前約有 44 位作者參與撰寫。

・ 90%的感染者會死亡，剩下的人則發生突變；

・ 9%的人會出現嚴重畸形，這類人被稱爲「小丑」（Jokers）；

・ 1%的人則獲得超能力，被稱爲「王牌」（Aces）；

・ 其中有些王牌的「能力」過於無用，而被戲稱爲「二點」（Deuces）。

《百變王牌》源自 1980 年代的桌上角色扮演遊戲 Superworld。當時馬汀擔任遊戲的主持人，並有幾位科幻作家參與這場長期劇本戰役；起初，馬汀想以「烏龜」（Turtle）當做小說裡的主角，但後來覺得如果發展成有共同宇宙（shared universe）的短篇小說集可能更適合。因爲他認爲超級英雄漫畫中的超能力來源過於五花八門，所以希望在自己創造的宇宙裡，所有超能力都有單一來源。於是斯諾德格拉斯建議使用一種病毒作爲基礎。

《百變王牌》的背景，設定在二戰後平行世界的美國。在1946 年，一種由外星人設計、能夠修改 DNA 的病毒，被釋放在紐約市的空氣並迅速擴散至全球，感染了數以萬計的人類。這種病毒稱爲「鬼牌病毒」（Wild Card virus），因爲它對每個人產生的影響都不同：

而在《百變王牌》系列的官網上，關於這個病毒的科學性討論一直相當熱烈，也引起了美國洛沙拉摩斯國家實驗室（Los Alamos National Laboratory）物理學家特雷吉利斯（Ian Tregillis）的注意。他認爲這或許能成爲一個有趣的教學素材，他表示：「身爲理論物理學家，我開始思考是否能用簡單的數學模型，描述這些設定⋯⋯然後就像所有物理學家，我從簡單的估算開始，結果卻一發不可收拾。最後，我半開玩笑地想說：與其寫另一篇部落格文章，或許寫篇論文比較容易。」

當物理學家走進一個虛構宇宙……

特雷吉利斯暫時擱置現實世界的物理定律，他的研究重點是《百變王牌》宇宙中 90:9:1 規則的起源，並以一個「身處虛構宇宙的理論學家」的角度出發，試圖建立一個數學模型來描述這種病毒的行爲。他們在論文中寫道，研究的終極目標是「透過將這個模糊且看似無法解釋的問題，轉化爲一個簡單的動力系統，展現物理學概念的廣泛靈活性與實用性，並讓學生掌握概念性工具」。

這篇論文探討的其中一個問題是：「小丑」與「王牌」這兩種突變結果，在數值上應該符合擲 100 面骰子的機率分佈，但書中的許多角色卻不符合這個分類，例如那些同時擁有畸形身體與超能力的「小丑王牌」（Joker-Aces）。

此外，論文還提出了「隱匿者」（Cryptos）的概念——指那些突變的特徵微乎其微，幾乎無法被辨別爲「小丑」或「王牌」。例如：某人的心臟上出現紫外線條紋，或者居住在愛荷華州的人擁有「只能與獨角鯨進行視線範圍內的心靈溝通」的能力。前者根本不會察覺自己已經突變，而後者雖然是「王牌」，卻永遠無法意識到自己擁有超能力。（當然，也有人可能會認爲，能與獨角鯨溝通的能力，或許應該被歸類爲「二點」。）

最終，特雷吉利斯與馬汀確立了三項基本規則：

・「隱匿者」確實存在，但其數量「未知且無法得知」；

・可觀測的突變仍會遵循 90:9:1 規則；

・病毒的影響結果由多變量機率分佈決定。

根據這些假設他們提出一個模型，把病毒影響的結果視爲兩個隨機變數：一個是變異的嚴重程度（即病毒對個體造成的變化，包括小丑的畸形程度或王牌的超能力強度）；另一則是「混合角度」，用來解釋「小丑王牌」的存在。如果突變結果接近某一類的極端，將被視爲純粹的王牌；否則，將被視爲小丑或小丑王牌，他們在論文中寫道。

他們以拉格朗日公式（Lagrangian formulation），描述系統可以發展的多種途徑。特雷吉利斯解釋：「我們將影響的結果，轉換爲簡單的動態系統。此係統的時間平均行爲，決定了突變結果的統計分佈。」

特雷吉利斯坦言，這個研究或許不適合作爲初級物理學生的課堂練習，因爲它涉及的步驟過多，且涵蓋較爲高階的概念。他也不建議將其納入標準課程，而是推薦作爲高年級開放性研究的題目，鼓勵學生探索還未解決的科學問題。

（本文出自2025.02.12《科學人》網站，未經同意禁止轉載。）