轉載：奧卡姆剃刀
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標 題: 轉載：奧卡姆剃刀
發信站: 水木社區 (Wed Jun 25 22:48:38 2008), 站內
Phil Gibbs 著
杉原廣 補充
柯南 譯
奧卡姆剃刀（Occam's Razor, Ockham's Razor）是由14世紀邏輯學家、圣方濟各會修
士奧卡姆的威廉（William of Occam）提出的一個原理。奧卡姆（Ockham）在英格蘭的薩里郡，那是他出生的地方。
這個原理稱為“如無必要，勿增實體”（Entities should not be multiplied
unnecessarily）。
威廉使用這個原理證明了許多結論，包括“通過思辨不能得出上帝存在的結論”。這使他不受羅馬教皇的歡迎。 許多科學家接受或者（獨立的）提出了奧卡姆剃刀原理，例如萊布尼茲的“不可觀測事物的同一性原理”和牛頓提出的一個原則：如果某一原因既真又足以解釋自然事物的特性，則我們不應當接受比這更多的原因。
對于科學家，這一原理最常見的形式是：
當你有兩個處于競爭地位的理論能得出同樣的結論，那么簡單的那個更好。
在物理學中我們使用奧卡姆剃刀切掉形而上學的概念。愛因斯坦的狹義相對論與洛侖茲
的理論就是一個范例。洛侖茲的理論認為在以太中運動的尺收縮、鐘變慢。愛因斯坦關于空—時變換的方程與洛侖茲方程在鐘慢尺短效應上一致，但是愛因斯坦和龐加萊（法國數學家——譯注）認為以太不能根據洛侖茲和麥克斯韋方程組檢測到。根據奧卡姆剃刀，以太就被排除了。
這一原理也被用來證明量子力學的不確定性。海森堡從光的量子本性和測量效應中推出了不確定原理。
史蒂芬·霍金在他的《時間簡史》中解釋說：我們仍然可以想像，對于一些超自然的生物，存在一組完全地決定事件的定律，它們能夠觀測宇宙現在的狀態而不必干擾它。然而，我們人類對于這樣的宇宙模型并沒有太大的興趣。看來，最好是采用稱為奧卡姆剃刀的原理，將理論中不能被觀測到的所有特征都割除掉。
但是“不能確定以太的存在”和“以太的不存在”都不能僅僅根據奧卡姆剃刀推出。它可以區分兩個能做出同樣結論的理論，但是不能區分其他可能做出不同結論的理論。實驗的證據仍然是必需的，并且奧卡姆本人支持經驗主義，而不是反對。
厄恩斯特·馬赫提倡奧卡姆剃刀的一個版本，他稱作“經濟原理”，表述為：“科學家應該使用最簡單的手段達到他們的結論，并排除一切不能被認識到的事物”。把它引入哲學就形成了實證主義哲學，即認為某物存在但無法觀測與根本不存在是一碼事。馬赫影響了愛因斯坦關于時空不是絕對的論述，但是他（馬赫）也把實證主義應用到分子的概念。馬赫和他的追隨者認為分子是形而上學的概念，因為它們太小而不能被直接探測到。這種主張不顧分子論在解釋化學反應和熱力學上的成功。具有諷刺意味的是，當使用經濟原理拋棄了以太和絕對參照系的時候，愛因斯坦幾乎同時發表了一篇關于布朗運動的論文，它證實了分子的實在性，這就打擊了實證主義的使用。這個故事意味著，我們不能盲目使用奧卡姆剃刀。正如愛因斯坦在他的《自傳筆記》中寫道：
即使是大膽而天才的學者也會因為哲學上的偏見而妨礙他認清事實，這是一個很有趣的例子。
人們常常引用奧卡姆剃刀的一個強形式，敘述如下：
如果你有兩個原理，它們都能解釋觀測到的事實，那么你應該使用簡單的那個，直到發現更多的證據。
對于現象最簡單的解釋往往比較復雜的解釋更正確。
如果你有兩個類似的解決方案，選擇最簡單的。
需要最少假設的解釋最有可能是正確的。
……或者以這種自我肯定的形式出現：
讓事情保持簡單！
注意到這個原理是如何在上述形式中被加強的。嚴格的說，它們應該被稱為吝嗇定律，或者稱為樸素原則。最開始的時候我們使用奧卡姆剃刀區分能夠做出相似結論的理論。現在我們試圖選擇做出不同結論的理論。這不是奧卡姆剃刀的本意。我們不用檢驗這些結論嗎？顯然最終不是這樣，除非我們處于理論的早期階段，并且還沒有為實驗做好準備。我們只是為理論的發展尋求一種指導。
這個原理最早至少能追溯到亞里士多德的“自然界選擇最短的道路”。亞里士多德在相信實驗和觀測并無必要上走得太遠。樸素原理是一個啟發式的經驗規則，但是有些人引用它，仿佛它是一條物理學公理。它不是。它在哲學和粒子物理中使用的很好，但是在宇宙學和心理學中就不是特別好，這些領域中的事務往往比你想象的還要復雜。或許引用莎士比亞的一句話要勝過引用奧卡姆剃刀：“天地之大, 赫瑞修, 比你所能夢想到的多出更多”（出自《哈姆雷特》，第一幕，第五景——譯注）
樸素是主觀的，宇宙并不總是像我們認為的那樣簡單。成功的理論往往涉及到對稱、美與簡單。1939年保羅·狄拉克寫道：
研究者在把自然法則轉變為數學形式的時候，應該為數學的美而努力。對于簡單和美的需求往往是等價的，然而當它們發生沖突的時候，后者應該優先。
吝嗇原理不能取代洞察力、邏輯和科學方法。永遠也不能依靠它創造或者維護一個理論。作為正確性的判別方法，只有邏輯上的連貫性和實驗的證據才是絕對的。狄拉克的理論很成功，他構造了電子的相對論場方程，并用它預言了正電子。但是他并沒有主張物理學僅僅應該基于數學的美。他完全贊同實驗檢驗的必要性。
最后的結論來自愛因斯坦，他本身也是一位格言大師。他警告說：
“萬事萬物應該盡量簡單，而不是更簡單。”
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如果我們仔細的研究唐詩宋詞，就會發現里面有全部已知和未知的現代數學和物理學定理。現在我確知李衛公所寫的春宮解說詞里包含了費爾馬定理的證明，但我沒法把它讀出來——這是因為費爾馬定理的證明應該是怎樣的，現在沒有人知道，或者說，現在還沒有人能夠證出費爾馬定理。它就如隋時發明的避孕套，到唐代就失傳了，因此給了洋鬼子機會，讓他們可以再發明一次。因為它已經失傳，所以我也不知該怎樣解釋這些說明詞。最簡單的解釋是：那是一些性交的訣竅。但是不應該是這樣子的。不應該的原因是有我們存在。我們的任務就是把性交的訣竅解釋成數學定理，在宋詞里找出相對論，在唐詩里找出牛頓力學。——王小波《紅拂夜奔》
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