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220px-William_of_Ockham常访问科学网站的同学们可能都比较熟悉剃刀原则,这个原则经常会用来驳斥一些玄学和伪科学的言论。

但是这个原则本身却经常被人误解。最重要的是,剃刀原则从来没有说简单的理论就是正确的理论。 实际上,没有任何一种科哲原则认为简单即正确,最多也只有几个物理学家认为优美的数学公式更可能符合物理事实——而也没有充足的证据表明他们是对的。

那么剃刀原则说的究竟是什么呢?

虽然奥卡姆的威廉肯定不是总结出这个原则的第一人,但是通常的表述——“如无必要,毋增实体”一般都归在他头上。在现代科学的语境下,我们说到狭义的剃刀原则时,一般是这样的:“当两个假说具有完全相同的解释力和预测力时,我们以那个较为简单的假说作为讨论依据。”(有一些科学哲学家对此进行过扩充,不过我们不讨论扩充的版本。)

注意,这两个假说必须在实证上完全等同,剃刀兄才能出马,而这个前提实际上要求很高,绝大部分科学内部的争论都不满足的。

剃刀原理最常被误用的案例之一,是日心说和地心说之争。相当一部分涉及科学史的文章都很随意地说,日心说不需要本轮均轮,比地心说简单,所以是对的。

但是,日心说和地心说的解释力根本不一样啊!

托勒密不是地心说的发明者,而是地心体系的集大成者,他的理论虽然繁琐,但预测精度很高,实际上比哥白尼书中描述的那个日心理论要更精确……但是托勒密体系也有好几个问题,其中最明显的是月亮轨道:他的体系可以很漂亮地解释月相,但付出的代价是要求月地距离必须有很大的变化,最远时是最近时的两倍——也即一个月内,月亮最大时直径要是最小的两倍!显然这完全不符合我们的实际观察。托勒密当然意识到了这个问题,但他坦承自己也没办法。

反过来,日心说的处境也好不到哪去。哥白尼的著作出版后,同时代的天文学家很快提出了很多质疑:地球如果在运动,那么上面的人为啥不会飞出去?自转为啥不会把地球外表面的东西甩飞、让它四分五裂?如果地球在动,那为什么一年四季看到的星座形状距离都一样?另外,日心说在伽利略的手里发扬光大了,但也留下一个问题:按照伽利略的计算,每天应该只有一次潮汐,可大家都知道是两次。

由此可见,日心和地心的关键不是谁更简单,而是谁的错误更不严重、更容易弥补。随后的几百年里,我们有了牛顿定律,有了引力理论,有了先进的望远镜可以观测到视差,还发现伽利略的计算是错的。日心说的漏洞全都补上了,而地心说却始终原地踏步,因此到了十九世纪中叶,几乎没有学者还在坚持地心说,就连天主教廷也在1821年给哥白尼学说的书籍解禁了。全过程都没有劳烦剃刀原则出马。

实际上,科学界里几乎所有的公开争论,水猿vs.陆猿,板块运动vs.不动,爱因斯坦体系vs.牛顿体系,甚至以太vs.没有以太,对阵双方假说的预测力和解释力都是不一样的。我印象中不记得见过任何一个科学争论是纯靠奥卡姆剃刀来解决的。我的猜测是,由于科研工作者的职业锻炼,如果遇上了一个不可证伪、因而“无必要”的假说,他们能很快地识别出来并自行解决之,而不会拿到台面上争论。

那奥卡姆剃刀能干什么呢?通常它是用来解决科学vs.非科学的争端的。

比方说,我认为有一个神点燃了宇宙最初的种子,但是从大爆炸那一瞬间起,它就甩手不干了,不做任何形式的干预和观察。

这样一个神就是典型的刀下亡魂。一个神创造了最初的宇宙然后撒手不管,和这个宇宙自己产生的,对于我们而言有任何可观测的区别吗?没有。既然如此,那么如果我们要做理性讨论,就应该”毋增实体“——忽略这个神。

这个神是否一定不存在呢?也许它是存在的。但同样道理,也许它是由它之上的另一个神创造的,也许我们的宇宙只是它的梦境或者它编的电脑游戏,也许实际上是几十上百个神通力完成的,也许整个宇宙都是我一个人的想象,这样的假说可以无穷无尽地列下去。哪个是真的?不知道,因为我们观测不到任何区别,没有任何一个假说是可证伪的。这么多假说对我们讨论问题有什么帮助?丝毫没有,而且还会引发混乱。如果我们想理性地讨论一个问题,我们不能连大前提都不一致,所以祭出奥卡姆剃刀,忽略这样一个神或者几十个神。

在这个例子里,我们使用的是一代目剃刀:这个神完全是“不可证伪”的,没有任何实验方法能否认他的存在,因此他完全是一个“无必要”的实体,因此就不考虑他。

但除此之外还有第二种可能。这个神确确实实做了一些能影响人类的事情,理论上一定存在方式来检验,但是,由于种种原因,还没有人真的去做这样的检验。

这时候我们动用二代目剃刀就要小心一点儿了,因为我们的目标现在是一个合格的、具有可证伪性的真正的假说,首选的手段当然是用对应的实验去验证它,没法做这个实验的时候才能勉强出动剃刀;而此时剃刀的锋利程度就和假说的“可证伪性”成反比了。如果一个假说用一个很简单的实验就能证明或证伪,那就不应该使用剃刀;如果一个假说要证明或证伪的难度非常之大,那剃刀还可以用用;如果证伪的难度如此之大以至于根本不可能,那么恭喜,我们又化归到了第一种情况,可以自由使用剃刀了。

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25 Responses to “奥卡姆剃刀到底是个怎样的法则?”

  1. 作业说道:

    Sofa?!!!!这法则的名字有意思。。嗯,我看不懂

  2. mk说道:

    是说从长期来看,科学争端都会随着科学的发展自然而然的被解决掉,但是在特定的某个时间点下因为当时科学水平的限制无法进行争端的判别,这时也应该会用到“奥卡姆剃刀”吧?

    • 卅二日说道:

      您看来是太乐观了。
      已经产生的最古老的疑问中,必定有永远无法解开的那一个或几个。

      • Izual_Yang说道:

        但对于科学都解释不了,甚至解释不了为何解释不了的事物,如果有谁能提供相关的经验那是有可能的(哪怕概率再小),如果有谁自称能“解释”那多半无法证明也无法证伪,最后还是只能搁置存疑了。

  3. 对苯二甲酸说道:

    一般都会举萨根的喷火的龙的例子的吧

  4. cttet说道:

    以后和别人争论是终于可以给个链接直接科普了。。。

    Ent兄还可以提提茶壶嘛,觉得你曾一句话说的很对,就是科学哲学已经被前辈们讲烂了。我也是思考了好久想通之后发现和罗素大神的想法是一模一样的。。

  5. 爬行鱼说道:

    其实奥卡姆剃刀在贝叶斯理论里面有数学上非常清楚的解释,文字描述大致如此:当简单和复杂的理论可以同样满意的解释观测结果时(或然率相同),由于复杂理论的“自由度”比较高,它在模型空间的几率分布就比较广,导致局部先验几率密度较低,这样模型的贝叶斯证据就低,从而说明复杂理论的可能性不简单模型低。

    • 爬行鱼说道:

      最后一句话,是“复杂理论的可能性比简单理论的可能性低。”

    • tertio说道:

      这个评论好,科学方法论从根本上说是一种根据新的信息重新计算理论置信度的方法,很多内容都可以数学化了

    • Izual_Yang说道:

      感觉这个才是可以用来进行判断的表述吧。
      奥卡姆剃刀更像是指导如何建立理论体系的方法论,而不是判别依据。

  6. SL说道:

    好文章,但是向来不敢苟同用“科学方法”来验证宗教理论的方法观。试问,科学是否有局限性?有,是否神创论在可解释的维度以外?无,没有局限性的科学是否与自身矛盾?个人感觉这里用这个例子不合适,因为不完全符合“完全相同的解释力和预测力”的前提。

    • Pasternak说道:

      看不懂你在说什么。请解释一下什么是“是否神创论在可解释的维度以外?无”,以及“没有局限性的科学是否与自身矛盾?”

      实际上,科学的强有力正是表现在它不是“无所不能”,也不能解释所有事情上。正因为科学没有“解释一切”的野心,也就不受其拖累,反而具有强大的力量。

      神创论是一种宗教,理论上说它和科学并不矛盾。但是随着科学的发展,神创论,还有各种神学中有越来越多的现象受到科学的挑战。如果神学能“与时俱进”,吸纳科学的东西来改进自身的不合常理之处,那么还是有可能继续发展的。

      但遗憾的是,大多数神学人士并没有这么做,反而以神学来对抗科学,那就别怪科学这辆大车碾碎那些螳螂了。典型的例子就是美国的基督新教徒们反对进化论。

      • 红泥小火炉说道:

        不可能的,圣典如果可以更改,那么神就不神秘了,就不能高高在上了,宗教也就没有意义了。圣典不能更改的话,根本不可能吸收新发现的事物。小更改屁用没有

  7. dante说道:

    虽然我支持没有必要勿增实体的原则,不过这原则对有神论有些不公平,貌似任何证据都支持不了有神论。假设明早起来大伙看到月亮上刻上了三个一千公里方圆的大字“我是神”,那我们还是没法观测检验这字到底是外星人刻的还是神刻的,按照没有必要勿增实体的原则,我们应该倾向于认为这是我们一直认同存在的外星人干的吧?

    • rogerhugo说道:

      该假设本身就属于剃刀要剔除的部分

    • 红泥小火炉说道:

      这个简单:对我们来说神和外星人有区别吗?除非是创造人类的神。现在一般认为人类不是神创造的。

      其实有没有神也一样,不管宇宙是神还是自然创造的,对人类来说有区别吗?都不会直接回应人类的呼唤。都是让人类自己认识宇宙。对人类来说,自然就是神,或者说神就是自然

      • Izual_Yang说道:

        实际上就是神和宇宙规律谁的层次更高的问题。按照爱因斯坦所说的他相信被犹太教会开革的荷兰磨镜匠的上帝,也就是相信宇宙本身或者说宇宙的终极规律。毕竟这是我们能够观测到证据的极限,即便所谓的神能够干涉我们所在的宇宙,实际发生干涉的也只是它在我们宇宙中的一个投影而已。而用古老东方的自然哲学来形容,就是“天地不仁以万物为刍狗”,规律绝对的公平,何须人格化的神存在?即使存在,也不会特别在乎人类(毁灭你,与你何干?你们都是虫子),遑论什么信仰,祈祷,拯救?最终能够毁灭或拯救人类的,只有人类自己。

    • Welsper说道:

      没啥不公平的,如果真有神能直接干涉这个世界,那他必然有办法让我们把他和外星人区别出来。或者说如果真有外星人能做到在这个宇宙里无所不那,那他们就是神

    • Welsper说道:

      比如三体3里描述的那些超智慧种族,连改变物理法则,毁灭维度的能力都有,那对三维世界的生命来说不是神是什么?

  8. www.youbo88.com论坛说道:

    这个我还真的不太明白!!!www.youbocai88.com

  9. Racket说道:

    量子物理学用了剃刀。动量、位置(隱变量)都被剃了,也就说量子力学认为粒子的(确定的)动量和位置都不存在。

  10. juvenalis说道:

    量子物理学没有用剃刀原则吧,说它用了剃刀和说日心说地心说之争用了剃刀是一样的。Ent兄最后举神的例子真不恰当,如果是文章开头粗体写的那个原则,用不到神学上,神学、信仰也不认为上帝存在是假说;如果是用了威廉的原话,用一位修士的话根本否定上帝存在也挺怪的。因为神不是一个“无必要的实体”,神上再加神才是无必要的实体。

  11. sue说道:

    端着高知,由着思维卖弄,却不知科普的初衷,更谈不上科普的技巧。要不是看过《时间的形状》,看完这篇只得满眼在杂耍飞舞旋转的剃刀。