隨筆/1003——度量時間的重要性

時間這一無時無刻不在的“概念”粒褒,其實一直是缺乏度量的:

生活在發(fā)達世界文化之中的我們感知時間流逝的方式對于早期的人們來說是無法理解的形纺。在人類的大部分歷史中肃廓,時間是一個有著高度伸縮性的框架般妙,它以一種完全隱秘的方式延展和收縮阻逮。學會把時間看作是固有主觀性以外的東西容诬,這一步很難娩梨,但卻影響深遠,它對于科學進步的意義就和語言的發(fā)展或者人類意識到世界能夠通過推理被認知的意義一樣重大览徒。

學者們怎么辦呢狈定?在沒有鐘表的時代,采用了間接度量:

伽利略不得不利用文藝復興時期類似強力膠帶和皮搋子的東西制作復雜的裝置习蓬。比如纽什,為了制作一個計時器,伽利略在一個大水桶的底部鉆一個小孔躲叼。當他需要為某件事情測定時間時芦缰,他給這個桶注滿水,收集漏出來的水枫慷,然后去稱它有多重——水的重量和事情發(fā)生的時間是成比例的让蕾。

以上是《思維簡史》一書中的描述浪规。也就是說,當我們能度量的更多探孝,才能獲得更多的數(shù)據(jù)笋婿,才能分析的更多,從而得到信息顿颅,才能得到因果:

如圖11所示萌抵,橫軸表示系統(tǒng)動力學演化時間,縱軸則是同一系統(tǒng)的不同尺度元镀。我們常常能觀測到微觀尺度上绍填,系統(tǒng)在某一動力學規(guī)則下演化,比如在一個密閉空間里栖疑,大量氣體分子在牛頓定律下運動讨永。但這樣的運動非常無序,很難研究清楚遇革,也就是說微觀動力學f的因果效應強度會比較弱卿闹。為解決這一問題,我們經(jīng)常會使用某一種粗谅芸欤化手段锻霎,把系統(tǒng)的微觀狀態(tài)映射到某一宏觀尺度上。比如對于剛才提及的氣體系統(tǒng)揪漩,我們開發(fā)出溫度旋恼、壓強、熵等一系列宏觀指標奄容,那么所有氣體分子的速度和位置等變量就與這些宏觀指標建立起了映射關系冰更。在這個宏觀尺度上,我們往往會發(fā)現(xiàn)更加簡潔的規(guī)律昂勒,比如有理想氣體方程PV=nRT蜀细。這時候可以說該宏觀動力學F的因果效應強度高。如果有宏觀動力學的因果效應大于微觀動力學因果效應戈盈,便認為該系統(tǒng)發(fā)生因果涌現(xiàn)奠衔。

選擇自己的觀察層級很重要,不然無法分析塘娶、得不到因果归斤、或者說也就無法進行“管理”。

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