在中國(guó)古典文獻(xiàn)《三國(guó)志》中有“曹沖稱象”的故事，曹操五、六歲的兒子曹沖在知識(shí)和判斷力上達(dá)到了成年人的水平，吳國(guó)的孫權(quán)有一年送來一頭大象，曹操想知道大象的重要，向眾臣詢問大象稱量的方法，在找不到一桿稱量大象的“大秤”之際，曹沖出了一個(gè)妙招，先把大象放到大船上，在大船外側(cè)板上記下吃水的深度，然后，把裝大象的大船換裝一塊塊的石頭，使得大船外側(cè)板達(dá)到同樣的吃水刻度，此時(shí)，所有石頭相當(dāng)于一頭大像的重量。聰穎的曹沖將稱量大象的難題巧妙地轉(zhuǎn)換為稱量石頭的方法，人們現(xiàn)在把曹沖稱量大象的方法稱為“等量替換法”，使用一大船的石頭代替了大象的重量。

現(xiàn)代科學(xué)概念的等量替換法適合科學(xué)哲學(xué)轉(zhuǎn)換論的等效原理或等效論的轉(zhuǎn)換原理。轉(zhuǎn)換原理是等效原理的依據(jù)之一，反之，等效原理是轉(zhuǎn)換原理的依據(jù)之一。“愛迪生量體”和“曹沖稱量”的原理如出一轍，大發(fā)明家愛迪生有一位數(shù)學(xué)知識(shí)扎實(shí)的實(shí)驗(yàn)助手阿普頓，有一次，他想要阿普頓計(jì)算一下電燈泡的容積，阿普頓仔細(xì)觀察了電燈泡的梨狀外形，畫出了一條條由復(fù)雜曲線構(gòu)成的剖視圖、平面圖和立面圖，測(cè)量了主要數(shù)據(jù)，列出了計(jì)算燈泡體積的公式，但阿普頓在幾個(gè)小時(shí)的計(jì)算中難以得出精確的結(jié)果。

有備而來的愛迪生先把不規(guī)則圓形的電燈泡裝滿了水，然后，他把電燈泡里的水倒進(jìn)了一個(gè)形狀規(guī)則的測(cè)量杯，很快地測(cè)出了水的體積或電燈泡的容積。爰迪生測(cè)量不規(guī)則電燈泡容積的方法和曹沖稱量大象重量的方法在科學(xué)原理上都是等量替換化，科學(xué)的等量替換法只不過是科學(xué)哲學(xué)等效原理的一種具體應(yīng)用。

等量替換法既用在了公元二世紀(jì)末和公元三世紀(jì)初的中國(guó)東漢時(shí)期，也用在美國(guó)發(fā)明家爰迪生生活的十九世紀(jì)后半期和二十世紀(jì)初期?？茖W(xué)家和發(fā)明家既應(yīng)用了等量替換法，也應(yīng)用了“等形替換法”，可以把科學(xué)哲學(xué)的“等效替換法”劃分為等質(zhì)替換法和等量替換法以及等數(shù)替換法和等形等換法?！暗刃翁鎿Q法”是科學(xué)哲學(xué)等效原理的表現(xiàn)形式之一，舉一個(gè)實(shí)際應(yīng)用的例子，二十世紀(jì)的天文學(xué)家成功地破解了有關(guān)銀河系形狀或結(jié)構(gòu)的奧秘，好似二十世紀(jì)的物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)了原子結(jié)構(gòu)，在電磁學(xué)探測(cè)技術(shù)的幫助下，二十世紀(jì)的天文學(xué)家精確地發(fā)現(xiàn)了銀河系的結(jié)構(gòu)。

17世紀(jì)的徳國(guó)哲學(xué)家康德第一個(gè)提出了星系形成的星云假說，但康德時(shí)代的天文學(xué)家看不清楚銀河系包羅萬象的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，當(dāng)時(shí)的天文探測(cè)技術(shù)局限在太陽系的范圍，無法判斷太陽系所在的銀河系結(jié)構(gòu)，它實(shí)際上是一個(gè)完全不同于太陽系結(jié)構(gòu)的帶四個(gè)懸臂的棒旋結(jié)構(gòu)，光學(xué)觀測(cè)受限制的主要原因是銀河系內(nèi)充斥了大量的星際物質(zhì)，銀河系的恒星——特別是銀河系中心區(qū)域的恒星發(fā)出的光線被星際物質(zhì)中的氣體和塵埃吸收或反射，天文學(xué)家難以從恒星的分布直接判斷銀河系的精確形狀。

天文學(xué)的觀測(cè)技術(shù)在二十世紀(jì)中期實(shí)現(xiàn)了一次劃時(shí)代的突破，從光學(xué)觀測(cè)跨越到射電觀測(cè)的時(shí)代，好似天文學(xué)的觀測(cè)技術(shù)在二十一世紀(jì)的早期從射電觀測(cè)跨越到引力波觀測(cè)的時(shí)代，從光學(xué)天文學(xué)到射電天文學(xué)和從射電天文學(xué)到引力波天文學(xué)的跨越適合科學(xué)哲學(xué)等效性的遞進(jìn)原理或遞進(jìn)性的等效原理。二十世紀(jì)中期的天文學(xué)家通過射電望遠(yuǎn)鏡精確地發(fā)現(xiàn)了銀河系的形狀，二十一世紀(jì)的天文學(xué)家通過引力波的發(fā)現(xiàn)證實(shí)了雙中子星和雙黑洞的合并事件。

天文學(xué)家將探測(cè)銀河系的形狀或結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為探測(cè)銀河系中氫原子分布或聚積的問題。星云物質(zhì)的主要成分是氫原子，它們包裹了恒星和恒星團(tuán)，對(duì)星云中氫原子分布的探測(cè)比對(duì)恒星和行星等天體分布的探測(cè)更能讓天文學(xué)家精確了解銀河系的結(jié)構(gòu)，他們通過射電望遠(yuǎn)鏡接收了銀河系不同區(qū)域的氫原子發(fā)出的射電信號(hào)，氫原子在相互碰撞中不斷地發(fā)出了射電信號(hào)，而射電信號(hào)不受氣體和塵埃物質(zhì)的吸收和反射，一直傳播到地面的射電望運(yùn)鏡陣列。除了接收氫原子的輻射波，天文學(xué)家還接收了一氧化碳分子的輻射波，通過分析一氧化碳分子的分布特征，天文學(xué)家基本確定了銀河系的形狀或結(jié)構(gòu)。

在銀盤上分布了濃密的塵埃氣體，對(duì)銀河系旋臂上的恒星光輻射產(chǎn)生了十分明顯的消光作用，即使通過大光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，也只能看清銀盤上6000光年范圍的天體，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于銀河系的大小。20世紀(jì)50年代，射電和紅外天文學(xué)的興起對(duì)人們深入觀測(cè)和研究銀河系的結(jié)構(gòu)發(fā)揮了關(guān)鍵作用。 2020年4月21日，哈佛·斯密森天體物理中心的天文學(xué)家、美國(guó)科學(xué)院院士M. 里德、南京大學(xué)天文與空間科學(xué)學(xué)院鄭興武教授、德國(guó)馬普射電天文研究所K. 門滕教授共同主持了國(guó)際科學(xué)團(tuán)隊(duì)，他們?cè)?5年的研究中使用了甚長(zhǎng)基線干涉技術(shù)，繪制了尺度為10萬x10萬光年的銀河圖譜，迄今最精確的銀河圖譜清晰地展示了一個(gè)有四條旋臂的棒旋星系。