物理学的核心是参考系的概念。 参考系是一个边界,分隔了这个与那个。 参考系是一个包含解码器和代码本的边界,用于将边界的流量解释为对世界的描述。
代码本是一个坐标图,指示代码本在解释流量时应采取何种视角。
在离散情况下,这意味着它将输入状态解码为输出状态。在连续情况下,它将投影算子应用于由解码器定义的流形上。
当我们认为它可以在理论上描述一个生活在我们物理宇宙中的存在的体验时,我们称之为物理参考框架。
当输出状态可以再次解码为下一个输入状态的完整描述时,我们称之为惯性参考系,因此我们可以检测系统是否受到外部力量的干扰。
请注意,惯性定义可以很容易地扩展以允许动态中的随机性,但不能允许模糊性。可预测的不可预测性可以通过简单的时间平滑来处理。不可预测的不可预测性则无法处理。
(旁注:惯性参考系在某种意义上是一种模拟,因为在没有外部干预的情况下,它无法区分将自己的输出作为输入与接收新观察之间的区别。)
特殊相对论指出,物理定律在所有惯性参考系中都是相同的。也就是说,所有物理惯性参考系共享相同的解码器,它们的代码本仅通过某些变换而有所不同。
广义相对论指出,物理定律在所有物理参考系中都是相同的。也就是说,所有参考系共享相同的解码器,并且其代码本仅在某些变换下才会有所不同。
什么是非惯性参考系?嗯,它是一个使用你的代码本的输出无法给你下一个状态的可靠描述,甚至是随机描述的参考系。事物以你无法预测的方式变化。
这就是等价原理:在任何给定的瞬时变化时刻,你无法判断为什么会发生意想不到的事情。是重力,还是加速度?无法确定。根据定义,它在代码书中是未标记的。
这在你第一次遇到时令人惊讶。因为尽管我们都共享相同的解码器,并且有一个可以覆盖任何波动的代码本,但结果往往是一个在意义上仍然模糊的状态。
帧通常被认为是随着时间的推移而持续存在的,但这有点奇怪,因为所有帧在某种意义上都是相同的,因此在某种意义上只有一个帧不断地获取不同的输入/代码本对。
无论如何,这种框架材料必须来自某个地方,但不要问太多问题。我们不知道这些框架来自哪里,通常被认为询问这个问题是不礼貌的。
所以广义相对论在某种程度上真正想表达的是,非惯性参考系意味着物理定律在某种程度上依赖于推理本身,直接地。因为它们必须能够处理模糊状态。
广义相对论,换句话说,意味着需要某种量子力学。它意味着,如果存在非惯性参考系,那么宇宙解码器必须处理模糊的混合态。
这意味着宇宙的法则是完全局部的,但宇宙的信息却不是。从某种意义上说,如果你真的找到了一个惯性参考系,从你的角度来看,你将再也无法学到任何东西。
也许这就是启蒙,达到一种纯粹的惯性参考系。就像光子,从外部看似在运动,但从它的参考系来看却是无时无刻、不变的。
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