ב-Online
 
 
 
 
 
 
 
מדעי ה-WTF 
מדעי ה-WTF והפיזיקה של הציפורים הכועסות 
 
 פיזיקה מתוקה: עוגת אנגרי בירדס    צילום: Babushka Bakery    
מדעי ה-WTF |
 

מה גובה הרוגטקה של הציפור האדומה? על הקשר הרופף שבין משחקים פופולריים לפיזיקה ולמתמטיקה

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

הידע המקובל טוען שהדרך הטובה ביותר לגרום לאנשים להתעניין במשהו היא לאסור אותו באיסור חמור. לעומת זאת, הדרך הטובה ביותר לגרום להם לסלוד ממשהו היא להכריח אותם לעסוק בו. אם התובנות האלה אכן נכונות, יש סיכוי טוב שבקרוב העולם יירגע קצת מהעיסוק האובססיבי במשחק Angry Birds וגרורותיו. למה? כי העופות הזועמים עומדים לככב במלוא חרון אפם גם בשיעורי הפיזיקה.

 

לא שיש לנו משהו נגד פיזיקה, כמובן. זהו תחום ידע חשוב ומעניין. אבל בואו ונודה על האמת - רוב האנשים מקבלים חררה מעצם המחשבה עליו. לכן, אם הציפורים הארורות יופיעו בתרגילי המכניקה הקלאסית בחטיבות ובתיכונים, אפשר רק לקוות שאף תלמיד לא יהיה מוכן לשחק בהן שוב.

 

70 סנטימטרים של חימה

אוף, למה לא שיחקתי יותר לפני המבחן?
 אוף, למה לא שיחקתי יותר לפני המבחן? 
 צילום: אימג' בנק / Getty Images 
 

את הניצנים הראשונים של התופעה ראינו לפני מספר חודשים, בצילום שבדף הזה: שאלה שגרתית לגמרי במבחן שגרתי לגמרי, פרט לכך שאת כדור התותח או האבן המסורתיים מחליף צילום מסך מהמשחק. חדי העין יבחינו שהמורה חסר המעוף (איזה משחק מילים!) שהמציא את השאלה הזו ציין, שהמרחק בין הציפור שברוגטקה לבין פני השטח הוא עשרה מטרים. נשמע קצת מוגזם - כולה ציפור קטנה, לא? - אך מסתבר שהמספר הסתמי-לכאורה הזה לא כל כך רחוק מן האמת.

 

"רגע אחד!" אתם בוודאי זועקים, "מה זאת אומרת 'האמת'? זה רק משחק!" ובכן, אתם צודקים, אבל זה לא הפריע לפרופסור רט אליין לכתוב מאמר פופולרי בו הוא מסביר כיצד לחשב את הגודל האמיתי של הרוגטקה המפורסמת.

 

רט השתמש בתוכנה ללכידת וידאו כדי לצלם את המשחק בזמן אמת, ולאחר מכן ערך חישובים על סמך מדידות של זמנים ומרחקים. לדוגמה, הוא מדד את המהירות של הציפור האדומה בציר האנכי, ובעזרת מספר נוסחאות פשוטות והנחות בסיסיות (למשל, שהקרב בין הציפורים לחזירים מתרחש על כדור הארץ), הוא הגיע למסקנה שגובהה של הרוגטקה כולה 4.9 מטרים - ושגובה הציפור האדומה עצמה הוא שבעים סנטימטרים. מדהים, לא?

 
 

חזירים מחשבים את קיצם לאחור

במאמר המשך מדד רט הבלתי-נלאה את השינויים במהירות של הציפור הצהובה - זאת שמאיצה פתאום כשנוגעים במסך בעת מעופה - והגיע למסקנה המסחררת שהנגיעה גורמת לה להתרסק על המטרה במהירות של שלושים מטרים לשניה, או 108 קמ"ש. ללא ספק, הזמן הרב שהקדיש למחקר (במילים אחרות: למשחק ב-Angry Birds) השתלם מאד.

 

כמובן, את כל המידע החיוני הזה אפשר, בתיאוריה, להשיג הרבה יותר בקלות: פשוט לפנות למתכנתים של חברת Rovio ולשאול אותם אילו פרמטרים בחרו עבור תוכנת המשחק. עם זאת, מה שרט עשה כאן מהווה דוגמה טובה - לא בהכרח לפיזיקה, אלא לפרקטיקה שמכונה "הנדסה-לאחור" או "הנדסה הפוכה" (Reverse Engineering).

 

אם בהנדסה רגילה אנחנו מתכננים משהו כדי שיבצע X, בהנדסה הפוכה אנחנו מסתכלים איך משהו מבצע את X כדי לגלות איך הוא מתוכנן. לעתים קרובות, פענוח שכזה מצריך ידע והבנה גדולים לא פחות מאלה של המתכנן המקורי. כך התגלה, לדוגמה, המבנה הפנימי של מכונת הצופן הגרמנית המפורסמת ממלחמת העולם השנייה - האניגמה. למעשה, הנדסה הפוכה נפוצה מאד בהקשר הצבאי, בו מערכות נשק ומערכות אחרות נשמרות בדרך כלל בסודיות גדולה, ורק ההשפעה שלהן בשדה הקרב גלויה לעין כל. עם זאת, לא חסרות דוגמאות נהדרות גם במישור האזרחי.

 

ממטרה בלתי אפשרית

ממטרה! לשטח! מרובע!
 ממטרה! לשטח! מרובע! 
 צילום: רויטרס 
 

קחו למשל את אחת ההמצאות המבריקות של העת החדשה - ממטרה שמשקה שטח מרובע. אנחנו רגילים לחשוב על ממטרות גינה כמין צינורות שמשפריצים מים סביב-סביב, מה שמחייב שטח השקיה עגול, אך היה מי שחשב לעומק והמציא ממטרה שמשפריצה בריבוע (ואם מנועי החיפוש לא היו מתעקשים ש"ממטרה" זה בדיוק כמו "מטרה", היינו מביאים לכם גם קישור). איך דבר כזה יכול לעבוד? איך הוא בנוי מבפנים?

 

הסתכלות על אופן הפעולה של הממטרה עשויה לספק רמזים עבים מאד לפתרון. לדוגמה, האם היא מסיטה את זרם המים מעלה או מטה בהתאם לזווית הסיבוב שלה? האם הזרם עצמו משתנה, מתחזק ונחלש? ואיזה מנגנון מכני ייצור אפקטים כאלה? אם עוד לא הכרתם את הממטרה הזו, היא יכולה להיות חידת הגיון נהדרת בשבילכם. אנחנו נחזור, בינתיים, לקשרים שבין אפליקציות משחק לבין המדעים.

 

מתמטיקה ממכרת

בעלי מכשירי אנדרואיד יכולים להוריד אפליקציית משחק קטנה וחביבה בשם Loosen Wire. בכל שלב מוצגים על המסך מספר עיגולים שמחוברים ביניהם בקווים (כל עיגול מחובר לפחות לשניים אחרים), והמטרה היא להזיז את העיגולים כך ששום קו לא יחצה קו אחר. נשמע פשוט? זה באמת פשוט, בהתחלה, אלא שבכל שלב מתווספים עוד ועוד עיגולים והאתגר הממכר נעשה מסובך ומעיק.

 
הדגמת פתרון פשוט בסגנון Loosen Wire (איור: עידו גנדל)
 הדגמת פתרון פשוט בסגנון Loosen Wire (איור: עידו גנדל) 
 

תוך כדי המשחק מגלה פתאום השחקן דבר מוזר: הוא מסוגל לפתור את כל השלבים הבאים. הוא מבין שגילה טכניקה כלשהי לעשות זאת, גם אם אינו יודע לנסח אותה במילים, והמגבלה היחידה שעומדת בפניו כעת היא הצפיפות הפיסית של העיגולים על המסך, שמקשה על הזזה מדויקת שלהם.

 
שלב מאה ו... מי סופר בכלל?
 שלב מאה ו... מי סופר בכלל?   צילום: עידו גנדל 
 

לא, זה לא הקשר של המשחק למדע. הקשר הוא השאלה שעולה בסופו של דבר במוחו של כל שחקן עם טיפה סקרנות: האם ניתן לפתור כל חידה שהיא מסוג זה? או שאולי אפשר ליצור חיבורים שפשוט אין שום דרך לסדר אותם בלי שקו כלשהו יחצה קו אחר? ואם היינו מנסים לפתח אלגוריתם שיפתור חידות כאלה, איך הוא היה עובד? התחום הרלוונטי לשאלות כאלה, למיטב ידיעתנו, הוא ענף הטופולוגיה במתמטיקה - ובניגוד לציפורים הכועסות, כאן נוסחאות של בית ספר לא יעזרו: צריך להפעיל קצת מחשבה. מה דעתכם?

 
 
 
@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ ilan @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
 
@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ ilan @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
 
 
תגובות
הוסף תגובה0 תגובות
הוספת תגובה
מאת
 
נושא
 
תוכן
 
 
 
 
תודה! תגובתך התקבלה.
התגובה תתפרסם בכפוף לתנאי האתר.
 
 
 
 
 

כל הזכויות שמורות 2011 © נענע 10 בע"מ
 
 
 
 
כל הזכויות שמורות © Nana10 בע"מ
Video powered by