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整理人: k_xiaoyao(2001-03-24 23:24:53), 站内信件
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奥卡姆剃刀是什么？
original by Phil Gibbs 17-September 1996
updated 23-July 1997 by Sugihara Hiroshi
云胡 译
“奥卡姆剃刀”是由１４世纪出生于奥卡姆的逻辑学家、修道士威廉
提出的一条原则。奥卡姆是英格兰萨里地区的一个村庄的名字。
该原则规定“如非必要，勿增实体”。……威廉曾用这个原则判断了
许多结论，包括不能根据单一原因推演出上帝的存在。这一点使得他不太
受教会的欢迎。
许多科学家都采纳或重新发明了奥卡姆剃刀原则，像莱布尼兹的“与
观测保持一致”，以及牛顿所说的“我们只接受真实而充分的理由，用以
解释自然事物的表现。”
科学家们对该原则最常用的表述是：“当两个不同理论给出同样精确
的预言时，哪个更简单哪个就更好。”
在物理学里我们运用这把剃刀削去那些玄学概念。一个典型的例子是
爱因斯坦的狭义相对论相较于洛伦兹的理论对在以太中运动的尺缩和钟慢
效应的解释。爱因斯坦的空间－时间变换方程与洛伦兹的尺钟变换方程的
形式相同，但是爱因斯坦和彭加勒认为，根据麦克斯韦和洛伦兹的方程不
可能探测到以太的存在，所以以太的概念就应该用奥卡姆剃刀除掉。
该原则也被用于判断量子力学里的不确定性。海森堡从光的量子本性
和测量效应推导出了不确定原理。
斯蒂芬·霍金在《时间简史》里解释道：“我们还可以想象，对某些
超自然的生物存在一套定律完全决定了所有的事件，他们可以观测宇宙的
当前状态而不产生干扰。不过这种宇宙模型对我们人类并不多么有趣。应
用奥卡姆剃刀削去这个不能被观测到的理论的所有细节大概更好一些。”
不过不确定性和以太的不存在也不能仅仅由奥卡姆剃刀推演出来。它
能区分两个做出相同预言的理论哪个更好，但不能排除可以做出不同预言
的其他理论。对此还需要经验证据，并且奥卡姆本人也赞成经验主义而非
反对。
恩斯特·马赫提倡了奥卡姆剃刀的另一个版本，他称之为经济原则。
声明“科学家应该使用最简单的方式得到他们的结果，并排除所有不能被
感知察觉的东西。”这种哲学的逻辑结论就成为实证主义，其信念是存在
却不可观测的东西无异于根本不存在。马赫对不存在绝对的空间和时间的
论述影响了爱因斯坦，此外他还将实证主义应用于分子。马赫及其追随者
主张分子是形而上学的概念，因为它太微小以至不能直接探测，甚至无视
分子理论在解释化学反应和热动力学上取得的成功。具有讽刺意味的是，
爱因斯坦应用经济原理抛弃了以太的概念和绝对静止参考系，又几乎同时
也发表了一篇关于布朗运动的论文，确认了分子的真实性，从而给了实证
主义一击。这个故事的精神是奥卡姆剃刀不应该盲目挥舞。因此爱因斯坦
在他的自传体笔记中写道：“这真是一个事实的有趣例子——即使是具有
开创精神和良好直觉的学者，在对事物的阐释上也会被哲学成见阻碍。”
奥卡姆剃刀还经常被引用为比最初的意思更强的形式，表述如下：
“如果有两个理论都可以解释观测事实，应该采用最简单的那个，直
到有更多的证据出现为止。”
“对一些现象最简单的解释比复杂的解释更可能是正确的。”
“如果对一个问题有两个等价的解决方案，选择最简单的。”
“所需假设最少的解释，最有可能是正确的。”
或者用一个以身作则的最佳形式：“保持事物简单！”
注意将该原则称为“节约定律”或“简单规则”可以更准确地强化。
刚开始我们用奥卡姆剃刀区分那些对所有实验都会预言相同结果的理论。
现在我们试着在做出不同预言的理论之间进行选择。这个并不是奥卡姆的
本意。我们能否改而检验那些预言呢？显然最终是可以的，不过假设我们
尚处于早期阶段，还没准备好做实验。我们正在寻找发展理论的指导。
该原则回溯起码可以到亚里士多德，他写道：“自然以可能的最简洁
方式运行。”亚里士多德太过于信奉实验和观测是不必要的了。简洁原则
本来是以一种富于启发的纯粹经验方法起作用，但是有些人却把它当成了
好象物理学的一条公理而引用。其实不然。它在哲学和粒子物理学中可以
起到很好的作用，但在诸如宇宙学或心理学中就不太管用，因为事物通常
远比所预想的复杂。或许引用莎士比亚的一句话会比奥卡姆剃刀更合适：
“天上与地下的事物之多，远过于你的哲学中所梦见的。”
简单性只是主观的，宇宙未必总是像我们考虑的那样具有简单性。但
成功的理论往往谈及对称、美和简单性，１９３９年狄拉克写道：
“研究工作者在以数学形式表达自然界的基本定律时，主要应该致力
于数学美。一般而言简单性和美的要求是一致的，不过有冲突时后者应当
优先。”
“节约定律”不可代替洞察力、逻辑和科学方法。它不该依赖于得出
或保护结论。只有逻辑一致性和经验证据是正确性的完全裁决者。狄拉克
运用他的方法是非常成功的，他建立了电子的相对论性场方程并由此预言
了正电子。不过他也不建议物理学应该仅仅基于数学美，他完全赞同实验
确认的需要。
最后引用爱因斯坦的一句话，他告诫说：
“一切东西应该造得尽可能简单到无可再简单。” |
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