为什么自主世界需要“数字物理学”？

作者:@v3rafy；编译：MetaCat

几个月前，在加入 Lattice 之前，我向 Ludens （Lattice发起人）开玩笑说，团队应该发表一篇名为《为什么你的协议需要物理学》的文章。这篇文章部分是哲学论述，部分是市场宣传（也许还有部分是废话），它将阐述为什么自动化做市商（AMM）、去中心化借贷市场（DeFi）以及区块链 Layer1 和 Layer2应该通过实现空间坐标、速度等概念来使他们的协议具有物理特性。将光、能量守恒和其他物理原理融入到其基础智能合约和架构中。

前述灵感来自 Ludens对我的评论（也在播客和演讲中表达过），内容涉及当前区块链的计算限制及其与普遍性物理学（Universal Physics）之间的不可调和性。以太坊只有一个维度：时间，因此，EVM 兼容链们只能按顺序处理交易。宇宙有四个维度：三维欧几里得空间 (x,y,z) 和时间，这意味着在宇宙空间中事件是并行发生的。区块链事件是时间有序的，信息传播的速率由验证者节点打包交易的速率决定。宇宙中发生的事件受相对论的影响，信息传播的速度只受光速限制。

我们是否可以通过“赋予”智能合约在区块链上的坐标（位置），并将与特定合约的交互限制在特定的位置，来模拟普遍性物理学（Universal Physics）和相对论中存在的现象？这将消除全局状态（因为信息以光速传播），并通过对状态在区块链网络中的传播方式“作弊”，从而本质上并行化 EVM。

如果爱丽丝与鲍勃在宇宙空间的一个区域进行交易，这对于查理是否可以与一百万英里之外的戴夫进行交易没有影响。尽管 EVM 需要对这笔交易进行排序，但物理强制执行的智能合约则不需要，因为它们有空间坐标的概念。从区块链网络层面看，不再需要全局的区块生产者，只需要最终在全局范围内协调交易的局部区块生产者。

其他现象也可以通过空间坐标来解锁，而不仅仅是 EVM 并行化的黑客实现。这样的例子可以在 zkDungeon 的设计中找到，这款游戏早于 MUD（Lattice的链上应用操作系统），以及OPCraft和Sky Strife（我们在 MUD 上构建的前两款游戏）。zkDungeon 是棋盘游戏和链上大逃杀游戏的结合体，玩家可以在地图上建造和开采领土、召唤生物以及交易黄金和灵魂等资源。

与上述假设的 EVM 一样，合约在地图上有一个被定义的坐标。与假设的 EVM 不同，坐标并不是为了交易并行化而强制定义的，它们的存在是为了鼓励“涌现”行为，例如玩家建立贸易路线、海上王国，所有这些都将出现在限定了“物理”位置的自动化做市商（AMM）中。通过局部性的合约，我们可以将交易市场快速插入游戏中，并激励新的具有好奇心的玩家行为来使用它们。

zkDungeon 的截图

一些简单的事情，比如在度量空间中定义合约坐标，可能会产生巨大影响，从创建新型雇佣玩家行为，到帮助 EVM 从今天的串行计算机过渡到性能更高的计算模式。我们将这些简单的规定称为“数字物理学”，我愿意将数字物理学视为链上系统的基本定律，它有可能在整个堆栈（从应用程序层到基础设施层）中产生共振。

知名的链上游戏中也有其他数字物理学的例子。在《Dark Forest》中，玩家可以选择如何揭开游戏的战争迷雾地图。他们可以使用 Dark Forest 的标准浏览器内单线程 Javascript 挖矿程序来计算哈希值，从而揭示地图。或者他们也可以通过使用简单的下拉模块来投入更多的 CPU 核心来计算哈希值。还有用 Rust 编写的自定义矿工，可以更快地发现地图，或者如果玩家想外包挖矿工作，他们可以使用在服务器或 Raspberry Pi 上运行的远程矿工。一位玩家因在 96 核 AWS 实例上实现这一点而引起了人们的注意（其成本可能在每小时 3 美元左右）。

如果你不了解玩家为 Dark Forest构建的其他插件，这种行为可能难以理解。作为一款拥有数十个无需许可插件的游戏，玩家还可以买卖装备、行星，甚至行星的坐标（在信息不完整的战争迷雾世界中，信息本身就可以成为游戏市场中的商品，甚至是最有价值的商品）。突然之间，在 Dark Forest宇宙中进行开采成为了完全理性的经济行为，类似于在物理世界中开采任何一种有价值的资源。

你选择接受的有效输入，会产生巨大的影响，并直接影响系统的数字物理学。想象一下 Dark Forest的地图探索速度是静态的，玩家无法自定义他们想要探索地图的速度。这将使 Dark Forest中的总宇宙大小成为玩家数量和游戏时间的线性函数，而不是这两个因素的函数，加上累计资源消耗开采。玩家间的游戏会更简单：最强大的玩家将是那些在游戏中花费更多时间，或者花费更多现实世界金钱购买地图坐标的玩家。实际现在的Dark Forest版本允许第三个变量，基于玩家愿意花费的金钱来揭开宇宙的计算资源。换句话说，通过将哈希率作为输入，用户可以更好地控制他们希望宇宙变得多大，并增加了未来更加动态行为的可能性。

自主世界是“数字物理学”的理想培养皿。对于“强”数字物理学是什么样子，没有任何最佳实践，这将取决于你在设计的链上世界。并不是每个世界都需要限制在网格范围内执行的操作，或者在与你的算力以相同速度扩展的宇宙范围内执行的操作，数字物理学最重要的是它可以产生的共鸣。

我们相信自主世界正在从原始状态中出现。就像我们居住的宇宙一样，它们需要进行深入的研究，以补充产品级的实验和技术文档。我们希望对我们在构建自主世界时获得的想法、直觉、错误和洞见进行整理，以使任何与我们一起探索的人都更容易接近真相。