守恒性
用守恒性来解决问题,比较容易。就拿上述规律来说,不管杯子容量的大小,也不问温度的高低,从每一杯水中都可以概括出一个热量Q,混合后的总热量就等于两杯水的热量之和,即 $Q _ { 1 } + Q _ { 2 }$ 。同样,水量也是一种守恒,即 $m = m _ { 1 } + m _ { 2 }$ 每一个杯子的热量就是mT,这是热力学的一个基本理论。这样,根据守恒性我们就可得出 $m T = m _ { 1 } T _ { 1 } + m _ { 2 } T _ { 2 }$ 和 $m { = } m _ { 1 } +$ $m _ { 2 }$ ,由此我们也可以得出布莱克定律,两杯水混合后的温度$T { = } \frac { m _ { 1 } T _ { 1 } { + } m _ { 2 } T _ { 2 } } { m _ { 1 } { + } m _ { 2 } }$
由上述可见,当BACON程序不能从数据驱动中得到解决时,可以从理论指导上得到解决,也就是用理论驱动去发现新的规律。即使这些理论是一般的,不是强有力的,如对称性和守恒性,也可以借助它们去有效地发现规律。
在这里,还要指出一点,那就是布莱克定律远比上述的情况复杂,布莱克提出该定律时还考虑了液体的性质。他把W分解成m(量)和s(质)。这里m和s都是物质的内在特性 $W _ { i } =$ $m _ { i } s _ { i }$ 。有了这些原则和假设,BACON程序也就能发现完整的布莱克定律:
$$
T _ { f } { = } \frac { m _ { 1 } s _ { 1 } T _ { 1 } + m _ { 2 } s _ { 2 } T _ { 2 } } { m _ { 1 } s _ { 1 } + m _ { 2 } s _ { 2 } }
$$
第八章 发现过程
259