爲什么自主世界需要“數字物理學”？

作者:@v3rafy；編譯：MetaCat

幾個月前，在加入 Lattice 之前，我向 Ludens （Lattice發起人）开玩笑說，團隊應該發表一篇名爲《爲什么你的協議需要物理學》的文章。這篇文章部分是哲學論述，部分是市場宣傳（也許還有部分是廢話），它將闡述爲什么自動化做市商（AMM）、去中心化借貸市場（DeFi）以及區塊鏈 Layer1 和 Layer2應該通過實現空間坐標、速度等概念來使他們的協議具有物理特性。將光、能量守恆和其他物理原理融入到其基礎智能合約和架構中。

前述靈感來自 Ludens對我的評論（也在播客和演講中表達過），內容涉及當前區塊鏈的計算限制及其與普遍性物理學（Universal Physics）之間的不可調和性。以太坊只有一個維度：時間，因此，EVM 兼容鏈們只能按順序處理交易。宇宙有四個維度：三維歐幾裏得空間 (x,y,z) 和時間，這意味着在宇宙空間中事件是並行發生的。區塊鏈事件是時間有序的，信息傳播的速率由驗證者節點打包交易的速率決定。宇宙中發生的事件受相對論的影響，信息傳播的速度只受光速限制。

我們是否可以通過“賦予”智能合約在區塊鏈上的坐標（位置），並將與特定合約的交互限制在特定的位置，來模擬普遍性物理學（Universal Physics）和相對論中存在的現象？這將消除全局狀態（因爲信息以光速傳播），並通過對狀態在區塊鏈網絡中的傳播方式“作弊”，從而本質上並行化 EVM。

如果愛麗絲與鮑勃在宇宙空間的一個區域進行交易，這對於查理是否可以與一百萬英裏之外的戴夫進行交易沒有影響。盡管 EVM 需要對這筆交易進行排序，但物理強制執行的智能合約則不需要，因爲它們有空間坐標的概念。從區塊鏈網絡層面看，不再需要全局的區塊生產者，只需要最終在全局範圍內協調交易的局部區塊生產者。

其他現象也可以通過空間坐標來解鎖，而不僅僅是 EVM 並行化的黑客實現。這樣的例子可以在 zkDungeon 的設計中找到，這款遊戲早於 MUD（Lattice的鏈上應用操作系統），以及OPCraft和Sky Strife（我們在 MUD 上構建的前兩款遊戲）。zkDungeon 是棋盤遊戲和鏈上大逃殺遊戲的結合體，玩家可以在地圖上建造和开採領土、召喚生物以及交易黃金和靈魂等資源。

與上述假設的 EVM 一樣，合約在地圖上有一個被定義的坐標。與假設的 EVM 不同，坐標並不是爲了交易並行化而強制定義的，它們的存在是爲了鼓勵“湧現”行爲，例如玩家建立貿易路线、海上王國，所有這些都將出現在限定了“物理”位置的自動化做市商（AMM）中。通過局部性的合約，我們可以將交易市場快速插入遊戲中，並激勵新的具有好奇心的玩家行爲來使用它們。

zkDungeon 的截圖

一些簡單的事情，比如在度量空間中定義合約坐標，可能會產生巨大影響，從創建新型僱傭玩家行爲，到幫助 EVM 從今天的串行計算機過渡到性能更高的計算模式。我們將這些簡單的規定稱爲“數字物理學”，我愿意將數字物理學視爲鏈上系統的基本定律，它有可能在整個堆棧（從應用程序層到基礎設施層）中產生共振。

知名的鏈上遊戲中也有其他數字物理學的例子。在《Dark Forest》中，玩家可以選擇如何揭开遊戲的战爭迷霧地圖。他們可以使用 Dark Forest 的標准瀏覽器內單线程 Javascript 挖礦程序來計算哈希值，從而揭示地圖。或者他們也可以通過使用簡單的下拉模塊來投入更多的 CPU 核心來計算哈希值。還有用 Rust 編寫的自定義礦工，可以更快地發現地圖，或者如果玩家想外包挖礦工作，他們可以使用在服務器或 Raspberry Pi 上運行的遠程礦工。一位玩家因在 96 核 AWS 實例上實現這一點而引起了人們的注意（其成本可能在每小時 3 美元左右）。

如果你不了解玩家爲 Dark Forest構建的其他插件，這種行爲可能難以理解。作爲一款擁有數十個無需許可插件的遊戲，玩家還可以买賣裝備、行星，甚至行星的坐標（在信息不完整的战爭迷霧世界中，信息本身就可以成爲遊戲市場中的商品，甚至是最有價值的商品）。突然之間，在 Dark Forest宇宙中進行开採成爲了完全理性的經濟行爲，類似於在物理世界中开採任何一種有價值的資源。

你選擇接受的有效輸入，會產生巨大的影響，並直接影響系統的數字物理學。想象一下 Dark Forest的地圖探索速度是靜態的，玩家無法自定義他們想要探索地圖的速度。這將使 Dark Forest中的總宇宙大小成爲玩家數量和遊戲時間的线性函數，而不是這兩個因素的函數，加上累計資源消耗开採。玩家間的遊戲會更簡單：最強大的玩家將是那些在遊戲中花費更多時間，或者花費更多現實世界金錢購买地圖坐標的玩家。實際現在的Dark Forest版本允許第三個變量，基於玩家愿意花費的金錢來揭开宇宙的計算資源。換句話說，通過將哈希率作爲輸入，用戶可以更好地控制他們希望宇宙變得多大，並增加了未來更加動態行爲的可能性。

自主世界是“數字物理學”的理想培養皿。對於“強”數字物理學是什么樣子，沒有任何最佳實踐，這將取決於你在設計的鏈上世界。並不是每個世界都需要限制在網格範圍內執行的操作，或者在與你的算力以相同速度擴展的宇宙範圍內執行的操作，數字物理學最重要的是它可以產生的共鳴。

我們相信自主世界正在從原始狀態中出現。就像我們居住的宇宙一樣，它們需要進行深入的研究，以補充產品級的實驗和技術文檔。我們希望對我們在構建自主世界時獲得的想法、直覺、錯誤和洞見進行整理，以使任何與我們一起探索的人都更容易接近真相。

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