作者saltlake (SaltLake)
看板Physics
标题[问题] 从现象到模型
时间Sun May 31 14:39:41 2020
我们现在学物理的轻松方式是，基於某个物理律，所以
相关的变数有若干，其中某些是自变数而某些是应变数
。然後它们之间的关系根据某物理律(数学模型)描述。
但是在相应的物理律被发现与确认之前，我们看到的
只是自然现象。但抵那些变数与此有关，其中那些是自
变数、应变数、和参数，且这些变数之间存有怎样的数
学关系。这种种问题是怎麽厘清的?
具体像是，那些变数应该放在等号左边当应变量(被
驱动)，而那些该放在等号右边当自变量(驱动力)。
那些变数之间只是存在相关性，但是没有因果关系等
等。
有甚麽书在讲解一条条物理律的时候，有对上面各问题
逐一做解释的?
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※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc), 来自: 114.44.197.90 (台湾)
※ 文章网址: https://webptt.com/cn.aspx?n=bbs/Physics/M.1590907183.A.093.html
1F：→ recorriendo: 你可以看The Book of Why 中译本叫"因果革命" 05/31 22:11
感谢推荐书籍 :)
※ 编辑: saltlake (114.44.197.90 台湾), 06/01/2020 03:35:26
2F：推 breadking: 记得PV=nRT就是好几个这种过程来的吧，以前还要背好几 06/01 12:19
3F：→ breadking: 个不同的定律= = 06/01 12:19
4F：推 YmemY: 我的意见是，式子中那些变数都只是相关，而非因果。 06/01 20:48
相关的话有统计学理论估计相关程度，问题在於现代科学或物理学用来确认
因果关系的方式是?
※ 编辑: saltlake (114.44.198.229 台湾), 06/01/2020 21:42:17
5F：推 YmemY: 不 当你说F和a相关，这不是一个统计的问题 06/02 00:36
6F：推 YmemY: 但我认同你说的因果确认的问题存在 06/02 00:37
7F：→ wohtp: 如果是逻辑意义上的证明，那麽没有实验可以确认因果关系。 06/02 03:21
8F：推 wohtp: 任何实验测量的都只是相关性。然後即使相关程度100%，在逻 06/02 03:49
9F：→ wohtp: 辑意义上也不成立因果关系的证明。 06/02 03:49
10F：→ wohtp: 例子如金属的导电性和导热性有强相关，但两者不是因果关系 06/02 03:49
11F：→ wohtp: 我在上一篇的推文也提了，科学的本体不是自然，而是人类的 06/02 03:49
12F：→ wohtp: 论述。最後一定逃不过「我觉得这是对的」其中的「觉得」。 06/02 03:49
13F：→ wohtp: 这跟数学不一样。数学的所有前提由人类决定，所以人手上有 06/02 03:49
14F：→ wohtp: 对错的绝对标准。科学的标准是人类所不了解的自然。 06/02 03:49
15F：→ Eriri: 因果律的微妙 其实休谟就已经讨论过了 06/02 05:14
16F：→ Eriri: 用金属属的导电性和导热性有强相关当例子 甚至还不够强 06/02 05:15
17F：→ Eriri: 休谟想要表达的是 即使是在物理理论上看似有直接因果律的 06/02 05:16
18F：→ Eriri: 两个现象 换个角度看待 其实是未必如此的 06/02 05:17
19F：→ Eriri: 物理学蕴含对於某些现象之间因果律的信仰 然而从中建立理论 06/02 05:18
20F：→ Eriri: 举个例子 在地球上 球会是落下的 但这件事其实只是经验 做 06/02 05:21
21F：→ Eriri: 一百万次实验 都不能"保证"下一次球都依然会落下 06/02 05:21
22F：→ Eriri: 但如果信仰球是落下的 这就是是必然 那麽自然会引导关於重 06/02 05:22
23F：→ Eriri: 力的思考 06/02 05:22
24F：→ Eriri: 但物理学真正有意义的地方 不是这种经验跟因果的隐含化简 06/02 05:24
25F：→ Eriri: 还包括 1.某种现象建立的理论 似乎可以扩展到其他现象 就好 06/02 05:24
26F：→ Eriri: 像地球上的球会落下 跟天空上的星体运行 似乎遵循同一种数 06/02 05:25
27F：→ Eriri: 学律 2.定律本身似乎皆露某种简化与美学的本质 例如重力定 06/02 05:26
28F：→ Eriri: 律 後来的最小作用量原理 或者爱因斯坦场方程 06/02 05:27
29F：→ Eriri: 预测能力 普适性 以及美学 这三者又同样的加强了人们对於物 06/02 05:29
30F：→ Eriri: 理定律的信仰 可是 这三者其实逻辑上并不是绝对的 06/02 05:30
31F：→ Eriri: 就好像 无论是预测能力或者是普适性 其实都还存在很多现象 06/02 05:30
32F：→ Eriri: 是无法解释或纳入框架的 某种程度 物理学有时候只解决物理 06/02 05:31
33F：→ Eriri: 学能够解决的自然现象 至於美学 那更是存在主观成分 06/02 05:31
34F：推 wohtp: E大说的比较像是实验连相关性都不能逻辑证明：即使像球会往 06/02 12:22
35F：→ wohtp: 下掉这回事，说不定累积更多实验结果以後，我们会发现之前 06/02 12:22
36F：→ wohtp: 的几亿年我们一直看到球往下掉只不过是运气太旺圣杯掷不停 06/02 12:22
37F：→ wohtp: 。 06/02 12:22
38F：→ wohtp: 我举导电性和导热性做例子，想的倒是没有那麽极端。我想表 06/02 12:22
39F：→ wohtp: 达的是，相关的两件事不必互为因果。 06/02 12:22
40F：→ wohtp: 换个比较明白，但是漏洞可能也比较大的例子好了。一个人有 06/02 12:38
41F：→ wohtp: 没有睾丸，跟他会不会得男性遗传疾病有极高度正相关。这是 06/02 12:38
42F：→ wohtp: 因果关系吗？ 06/02 12:38
43F：推 recorriendo: 金属的导电性和导热性强相关 这是观察性结果 不是实 06/02 12:39
44F：→ recorriendo: 验性结果 现代科学定义中的「实验」必须有操弄的成 06/02 12:39
45F：→ recorriendo: 分 这点在The Book of Why有详细解释 06/02 12:39
46F：推 recorriendo: 现代科学的因果关系是操作型定义的 跟旧时代假定有 06/02 12:45
47F：→ recorriendo: 个「客观」的因果关系不同 现代科学中 在全同情况下 06/02 12:45
48F：→ recorriendo: 的两系统 一个被你操弄A一个没有 而结果两系统的B不 06/02 12:45
49F：→ recorriendo: 同 则称A与B有因果关系 06/02 12:45
看起来这边在讲控制变因? 也就是要找出与确定因果关系的实验设计必须有
实验组和对照组(即控制组)?
50F：→ wohtp: 改变合金成分也算操作物理性质。 06/02 12:46
51F：→ wohtp: 反过来说，「球往下掉」的实验有什麽操作可言？ 06/02 12:47
52F：→ recorriendo: 而这个操弄 其实是可以数学形式化表述的(所谓的do op 06/02 12:47
53F：→ recorriendo: erator)这便是当代causal inference的基石 06/02 12:47
54F：→ wohtp: 这样讲只是把「我觉得」转移到认定什麽是操作什麽不是。 06/02 12:49
55F：→ recorriendo: 当然这是当代的操作型定义 未来的人也许又会重新定义 06/02 12:50
56F：→ recorriendo: 因果关系 也未可知 06/02 12:50
57F：→ recorriendo: 回w大 所以现代causal inference强调无法清楚界定是 06/02 13:00
58F：→ recorriendo: 否为操弄的对象 不能谈论因果关系 一个causal infere 06/02 13:00
59F：→ recorriendo: nce常常提到的例子是 不能説「肥胖」是否为XX的原因 06/02 13:00
60F：→ recorriendo: 只能说「常吃高油脂食物」是否为XX的原因「缺乏运 06/02 13:00
61F：→ recorriendo: 动」是否为XX的原因「没有某某代谢基因」是否为XX的 06/02 13:00
62F：→ recorriendo: 原因 等等 06/02 13:00
63F：→ wohtp: 我的意思是，如何界定什麽「操弄」？ 06/02 13:28
64F：→ wohtp: 数学逻辑只是语言，语言描述的对象必须从外部引入定义。你 06/02 13:32
65F：→ wohtp: 可以把公设藏来藏去，但是最後必须有个谁告诉你一件你无法 06/02 13:32
66F：→ wohtp: 验证真伪的事，然後你以此为信仰推演出全套逻辑。 06/02 13:32
67F：→ wohtp: 你说「有操作才有因果关系」，我当然反问你「什麽是操作」 06/02 13:36
68F：→ wohtp: 啊。 06/02 13:36
69F：→ shengwey: 「球往下掉」实验要考虑的可多着呢。一堆理论虎视眈眈 06/02 14:46
70F：→ shengwey: 等着球往下掉的实验结果。当应变量随自变量依理论预测 06/02 14:46
71F：→ shengwey: 改变，理论就合用，相当客观。若多个理论都合，就等更 06/02 14:46
72F：→ shengwey: 好的实验来分辨。个人喜好不会让月球掉得慢一些。 06/02 14:46
73F：→ Eriri: 我提的例子 基本上就是休谟提的例子XD 06/02 15:02
※ 编辑: saltlake (114.44.198.229 台湾), 06/02/2020 16:04:47
74F：→ recorriendo: 把系统放到state space内不同初始状态 即是操弄 06/02 16:40
75F：→ recorriendo: 其实精确说应该取决於系统的动力描述 像控制理论的dy 06/02 16:53
76F：→ recorriendo: namics有explicit控制项u 那控制项的空间就定义了 06/02 16:53
77F：→ recorriendo: 所有可能的操弄 06/02 16:53
78F：推 recorriendo: 我的意思是取决於你用什麽动力描述来定义系统 06/02 16:55
79F：→ wohtp: 例如我想控制导电性，所以采用不同doping的材料。这算是人 06/02 19:30
80F：→ wohtp: 为操作，或者只是对本来就可以自然存在的不同材料做观察？ 06/02 19:30
81F：→ wohtp: 如果我不干doping了，直接把铜换成铝又换成银呢？有差吗？ 06/02 19:30
82F：→ wohtp: 所谓「放在state space不同的点」云云，只是把没定义的东西 06/02 19:30
83F：→ wohtp: 扫进「放在」两字底下。 06/02 19:30
84F：→ wohtp: 是的，一切取决於动力的定义。换句话说，我定义是操作的东 06/02 19:37
85F：→ wohtp: 西就是操作……直到paper的读者觉得我胡说八道为止。 06/02 19:37
86F：→ recorriendo: 你这例子就跟我说的肥胖一样 所以没错 在目前因果推 06/02 21:18
87F：→ recorriendo: 理的框架下 你不能操弄导电性 只能操弄材料 06/02 21:18
88F：→ recorriendo: 我用「放在」可能不好 其实没有特别的意思 就是系统 06/02 21:29
89F：→ recorriendo: 从state space的不同点起始 06/02 21:29
90F：→ recorriendo: 可以这麽说 如果系统从state space的子集A起始 会满 06/02 21:37
91F：→ recorriendo: 足P 从非A起始 不会满足P 那A就是P的原因 这里先讨 06/02 21:37
92F：→ recorriendo: 论原因是单一时刻事件的状况 06/02 21:37
93F：→ shengwey: 不如给大家科普一下导电导热相关性是怎麽回事，然後看 06/03 07:58
94F：→ shengwey: 能不能「客观」的操弄？在下对该领域不熟，无法体会举 06/03 07:58
95F：→ shengwey: 这个例子的精神 06/03 07:58
96F：推 sputtering: 导电导热要先讲导体 半导体绝缘体要另外讨论 06/03 22:38
97F：→ sputtering: 非A也有可能映射到P 这在数学里有一种叫"被正名为等价 06/03 22:49
98F：→ sputtering: 证明 06/03 22:57
99F：→ wohtp: 我能否操弄导电性取决於操弄的定义。没有数学或逻辑语言可 06/06 04:05
100F：→ wohtp: 以帮助你定义你的模型，最後归结到哲学思辨上面，就已经没 06/06 04:05
101F：→ wohtp: 有对错了。 06/06 04:05
102F：→ wohtp: 我也可以主张我们没有能力操弄任何东西，所有的实验都是从 06/06 04:11
103F：→ wohtp: 自然界找来不同的系统然後进行观察。人毕竟不是神，不能在 06/06 04:11
104F：→ wohtp: 真正意义上创造。 06/06 04:11
105F：推 YmemY: 用词还是要跟经验有对应才有意义吧？例如相对论中用词再怎 06/06 06:44
106F：→ YmemY: 麽抽象，都是有操作型定义的，例如什麽是时间，什麽是事件 06/06 06:44
107F：→ YmemY: ，我记得在光锥的讨论里，也讨论了因果 06/06 06:44
108F：→ shengwey: 大概了解w大的意思。撇开哲学不谈，就导电型来说，模型 06/06 17:03
109F：→ shengwey: 是找出自然界有某导电型物质的方法。方法的好坏就是模 06/06 17:03
110F：→ shengwey: 型的好坏。而判断好坏的途径就是看哪个找出的物质更如 06/06 17:03
111F：→ shengwey: 预期。一旦好坏的标准确定，模型的好坏是客观的。 06/06 17:03
112F：推 Vulpix: 相对论讲的因果比较像时间顺序。大概不到因果的程度。 06/06 17:14
113F：→ Vulpix: 好吧，或许至少有点像波源和波这样的因果关系。 06/06 17:15
114F：推 sputtering: 因造成果果又造成因所以印度人想出的方法就是轮回 06/07 00:49
上面所述的是因甲造成果甲，果甲又成为因乙。还是其他状况?
比方说因造成果，而该果同时导致因? 後半段不是违背因成果的定义?
115F：→ sputtering: 人类的思维里从来就没有无始无终 但无始无终才能脱离 06/07 00:52
116F：→ sputtering: 拓朴关系 06/07 00:53
※ 编辑: saltlake (114.44.197.114 台湾), 06/07/2020 06:16:06
117F：推 sputtering: 许多中学生爱问宇宙的外面是甚麽 你告诉他宇宙可能没 06/09 05:33
118F：→ sputtering: 有外面 他听不懂这个话 因为他没有拓朴跟几何概念 06/09 05:35
119F：推 Vulpix: 宇宙，照定义就没有外面。甚至宇宙其实不会随着时间演化， 06/09 05:47
120F：→ Vulpix: 就像我们不会说「地球表面这个曲面随着纬度而变化」一样。 06/09 05:48
采用「我们不会说」，这种句法，恐怕引来，「为何不会者样说」
，或者「如果这样说，会有甚麽负面影响」。这时候要如何解释?
※ 编辑: saltlake (114.44.198.195 台湾), 06/09/2020 06:37:25
121F：推 Vulpix: 「地球」就不会随着纬度变化，毕竟地球就是那颗地球。 06/09 08:51
但是原句所指的是「地球表面这个曲面」，倘若地球表面的不同位置比如纬度，曲率
确实有所不同，则原句是否其实有意义?
※ 编辑: saltlake (114.44.198.195 台湾), 06/09/2020 09:39:08
122F：推 Vulpix: 没有，曲面是指着整体而言。宇已经包含所有空间，宙也是所 06/09 10:11
123F：→ Vulpix: 有的时间，所以宇宙之外，没有时没有空。 06/09 10:11
124F：→ sputtering: 柯呸说过夏虫不可以冰语 没让人类遇到的事代表不存在? 06/09 23:47
125F：→ sputtering: 我可以说时空人不可以永恒语?(这是神学吗?OTL) 06/10 00:00
126F：→ sputtering: 认真回一下原PO 爱因斯坦方程一样啊(虽然有人觉得无源 06/10 00:11
127F：→ sputtering: 那样的宇宙好像行屍走肉(只有几何的宇宙) 06/10 00:14
128F：推 sputtering: 所以还是要有能动张量项 06/10 00:19
129F：推 peter308: grangler causality? 06/21 21:15