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多年来，物理学家和工程师一直在构建物理学的计算机模拟，以便了解世界上物体的行为。想看看一座桥在地震中是否稳定？将其输入模拟中，应用地震动力学，看看会发生什么。
最近，著名的《美国国家科学院院刊》发表了麻省理工学院心理学家（和我的实验室同事）彼得·巴塔利亚 (Peter Battaglia)、杰西卡·哈姆里克 (Jessica Hamrick)和约书亚·特南鲍姆 (Joshua Tenenbaum)的研究，他们认为所有人类在试图理解或预测物理世界时都做了大致相同的事情。主要区别在于，我们在大脑中而不是在数字计算机中运行模拟，但基本算法大致相同。类比很深入：为了模拟人类关于物理世界的推理，研究人员实际上使用了一个开源计算机游戏物理引擎——该软件将物理定律应用于电子游戏中的物体，以使其真实地互动（想想《愤怒的小鸟》）。
巴塔利亚和同事发现，他们基于电子游戏的计算机模型比任何先前的理论都更匹配人类的物理推理。作者要求人们对物理世界做出一些预测：积木塔是否会站立或倒塌，它会向哪个方向倒塌，以及最远落下的积木会落在哪里；如果桌子被碰到，哪个物体最有可能从桌子上掉下来；等等。在每种情况下，人类的判断都与计算机模拟的预测非常匹配……但不一定与实际世界匹配，这才是有趣的地方。
一座积木塔（或桥梁等）是否会倒塌取决于其确切的尺寸和每个积木的确切位置，可能精确到毫米。但是，人类无法仅凭观察就判断每个积木的尺寸和位置，精确到毫米。这就是我们发明尺子的原因。相反，我们知道每个积木有多大以及它在哪里大约。如果模拟给出了积木的确切坐标，则它可以相当好地预测人类的判断，但远非完美。如果模拟给出近似坐标，考虑到人类的不确定性，则它与实际世界的匹配度较低，但与人类的判断非常匹配。
事后看来，当我们对物理世界做出预测时——地震期间塔楼或书架上的书会发生什么——我们查询真实世界的内部虚拟模拟，这似乎是直观的，但这代表了与先前科学思维的巨大背离。许多科学家认为我们使用经验法则来预测我们周围的世界。
作为一种理论，经验法则的解释似乎是失败的：巴塔利亚和同事测试了许多合理的经验法则。例如，也许我们基于塔的高度或质心来猜测积木塔是否会倒塌。没有一项经验法则能像模拟解释那样好。更糟糕的是，经验法则必须针对问题量身定制：积木塔场景的启发式方法对于桌子碰撞场景毫无用处。相反，模拟是通用的。
但这留下了一个问题，即模拟解释是否合理。毕竟，如果我们的大脑中已经有一个物理模拟器，为什么科学家必须发现物理定律，以及为什么我们必须在学校学习物理（或根本不学）？部分答案可能在于内隐知识和外显知识之间的区别。鸟不必能够教授关于空气动力学的大学课程才能飞行，我们也不必了解生物物理学才能行走，或者了解神经科学才能思考。
您是专门研究神经科学、认知科学或心理学的科学家吗？您是否阅读过最近的同行评审论文，并想对此进行撰写？请将建议发送给《心智问题》编辑加雷思·库克 (Gareth Cook)，他是一位普利策奖获奖记者，也是 NewYorker.com 的定期撰稿人。加雷思还是《美国最佳信息图》系列的编辑，可通过 garethideas AT gmail.com 或 Twitter@garethideas联系他。