与奥卡姆剃刀原理相反,最简单的解释通常不是最佳解释

奥卡姆剃刀原理认为,最简单的解释最接近真理。但现实世界非常复杂

Illustration of two people in white lab coats, with a large text bubble above them showing different mathematical equations

斯科特·布伦戴奇

如果你曾经和科学家在一起待过,你很可能在某个时候听到他们中的一个人说“最好的解释是最简单的解释”。但真的是这样吗?从蚂蚁的行为到龙卷风的发生,自然世界通常非常复杂。我们为什么要假设最简单的解释最接近真理呢?

这个想法被称为奥卡姆(或奥卡姆)剃刀原理。它也被称为“简约原则”或“经济性规则”。它与“最小惊讶原则”有着亲缘关系,后者认为,如果一个解释太令人惊讶,那它可能不是正确的。但是现实生活往往是混乱和复杂的,而且,正如每个优秀的侦探小说家都知道的那样,有时凶手就是你最意想不到的那个人。

让我们从关于这个想法本身的一些证据开始。这个名字来源于14世纪的经院哲学家和神学家威廉·奥卡姆,他用拉丁文阐述了这个原则:pluralitas non est ponenda sine necessitate翻译成英文是“实体不应超出必要地被增加”。其要点是一个本体论论证,至少可以追溯到亚里士多德时代,关于实体:世界上存在什么?我们如何知道它们存在?这种哲学主张是一种本体论的极简主义:除非我们有证据证明实体存在,否则我们不应该调用实体。即使我们确信事物存在——例如,彗星——我们也不应该将它们作为因果代理人来调用,除非我们有证据证明它们会导致我们分配给它们的那些类型的效应。换句话说:不要捏造事实。


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1687年,艾萨克·牛顿在他的最著名的著作《数学原理》中写道,他扩展了这个概念,提出了vera causa——真因——的概念,“对于自然事物,我们不应承认超出既真实又足以解释其表象的更多原因。” 他继续说道:“为此,哲学家们说,自然不做无用功,当较少的原因就足够时,更多的原因就是无用的;因为自然以简洁为乐,不喜好多余原因的浮华。”

牛顿是有史以来最伟大的科学家之一,但如果我们停下来思考一下,这个说法是很奇怪的。谁来说什么“取悦自然”?而且这种指导难道不是假设我们知道我们实际上想要弄清楚什么吗?

考虑一下天文学家维拉·C·鲁宾的工作,她发现了暗物质存在的有力证据。在研究螺旋星系的运动时,鲁宾发现,恒星围绕星系中心旋转的速度只有在这些星系包含额外质量(大约是可见恒星质量的10倍)的情况下才合理。关于一种新的“暗”物质形式——看不见、无法看见且数量远远超过宇宙中可见物质——的主张并不是一个简单的解释,但事实证明它是最佳解释。

物理学充满了令人惊讶、出乎意料且难以理解的解释。牛顿解释说光是由粒子组成的,而他那个时代的另一些科学家则解释说光是一种波。然而,量子力学告诉我们,光在某些方面既是波又是粒子。牛顿的解释更简单,但现代物理学告诉我们,更复杂的模型更接近真理。

当我们转向生物学时,事情变得更加复杂。想象一下两个吸烟者,他们都每天抽一包烟,持续了30年。一个人得了癌症;另一个人没有。最简单的解释?几十年来,烟草业的答案是吸烟不会导致癌症。简单但错误。正确的答案是疾病是复杂的,我们还不了解致癌作用中涉及的所有因素。

然后是关于我们如何定义简单性的令人烦恼的问题。考虑一下关于新冠疫情起源的持续争论。在实验室泄漏理论——SARS-CoV-2病毒是从一个设施逃逸而不是从野生动物传播给人类的——这一方,一些评论员援引了奥卡姆剃刀原理。但这理论更简单 并不明显。有人可能会提出相反的观点:鉴于过去的大多数疫情都具有人畜共患的起源,更简单的解释是这次疫情也是如此。

奥卡姆剃刀原理不是事实,甚至不是理论。它是一个形而上学的原则:一个独立于经验证据而持有的观点。(想想“上帝就是爱”或“美即是真理”。)但是,除非我们准备好对上帝和自然做出假设,否则我们没有充分的理由应该偏爱更简单的解释而不是复杂的解释。而且,在人类事务中,事情往往是复杂的。人类的动机通常是多重的。人可能同时是好人和坏人,自私和无私,这取决于环境。伦理学家的书架上摆满了思考为什么好人会做坏事的书,他们的答案很少是简短而甜蜜的。

1927年,英国遗传学家J.B.S.霍尔丹在他的文章《可能的世界》中写道,“宇宙不仅比我们想象的更怪异,而且比我们能够想象的更怪异。” 事实上,太阳底下有新的事物,而罕见事件之所以罕见,可能正是因为它们涉及复杂的事件汇合。这样说来,我们可以将奥卡姆剃刀原理视为仅仅是想象力的失败。

我们的解释应该尽可能地与世界相符。科学就是顺其自然,有时这意味着接受真相并不简单,即使真相简单化会让我们的生活更轻松。

这是一篇观点和分析文章,作者或作者表达的观点不一定代表《大众科学》的观点。

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