另一种等效原理
一个苹果从树上掉下来。
我们可以用牛顿力学来分析:引力、空气的阻力、苹果的重量、引力常数、苹果的加速度和瞬时速度。我们也可以用广义相对论来解释:苹果沿着三维时空中的直线前进。但直线被地球这个有着巨大质量的物体弯曲,以至于在近处看,苹果的前进方向正好垂直指向地球。这两种解释等效,意思是说:区别微小到可以忽略。(这里不是物理学意义上的等效原理)
一只鸟飞过天空。
我们可以用鸟的动机来解释:它要觅食、它要振翅。我们也可以用神经学科来解释:一个脉冲如何激起鸟脑海里的涟漪,让它想要飞翔。我们还可以用物理本身来解释:从宇宙大爆炸开始,物质沿着大爆炸所产生的时空前行,同时被微观上的量子随机塑造;140亿年以后,其中一组正好沿着精妙的时空曲面滑过,同时在四维时空中留下它直线前行的轨迹。这个轨迹正好被另外一组可自我控制和反馈的物质所观察到。后面这组物质称前面所述的过程为:“鸟飞过天空”。如果我们把这些物质单个拆散,我们很难意识到鸟和人的存在,只能看见纷乱飞翔的离子。这些粒子的路径正好重叠在一起,最后出现意识和解释这种组合。本段里所描述的这三种解释,也是等效的。也就是说,它们都是宇宙内部的物质描述另一组物质。
本文要义:从苹果落地到鸟飞过天空,说明同一现象可以有多种等效描述,日常生活中知晓信号往往比追溯原理更高效,这是奥卡姆剃刀的生活版本。
采用哪种描述,取决于很多因素。大部分情况下,应该采取认知资源最简洁有效的那个。这是奥卡姆剃刀原则。反过来就很难。每次看到一个苹果落地,或者看到一只鸟飞过,把每一个粒子的轨迹用牛顿力学算一遍,或者把鸟的每一个粒子都从宇宙大爆炸开始推溯,这信息收集和推理太低效:这相当于要把整个宇宙重放一次,但只取其中毫不起眼的一点信息。这还不如再造一个宇宙。
这些想法是不是物理科学家们所知的等效原理。物理上的等效原理,意思是说不同惯性参考系之间可以通过转换来达成一致性描述。本文里所提到的等效也是一种日常生活中的延伸推论:从物质运动上的一个片段开始描述推论,和从物质运动的开端开始描述推论,只要这些描述是经过验证的、可靠的,那么它们就是等效的。
人话表述:会游泳并不需要知道浮力方程式;会钉钉子并不需要会制造榔头;会开车并不需要计算地面摩擦力;会开飞机也不需要知道完备的引力知识。我们只需要知道怎么做。
换最后一个角度,知晓信号和知晓原理是一回事,在这时,追踪信号要远远比追踪原理效率高得多。

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