科學界的名刀-奧卡姆的剃刀

2020-12-02 三叉貓

「奧卡姆的剃刀」在科學界是一個廣為人知,但卻並未得到廣泛認可的一個原理。至於這個原理的提出者,我也是真沒弄明白這哥們到底叫什麼名字,到底是叫威廉還是叫奧卡姆,還是叫個性十足的「奧卡姆的威廉」,今天我就不糾結了,就暫且叫他奧卡姆吧,希望學識淵博的朋友可以為我們指點迷津。

奧卡姆

「奧卡姆的剃刀」是於14世紀由奧卡姆提出的,該原理通常表述為:如無必要,勿增實體。其中,「剃刀」的含義就在於剪除一個理論模型中那些不必要的假設或參量,或者是從兩個處於競爭地位、結論相同的理論模型中,選擇那個形式或結構更簡單的模型。由此也可見,「奧卡姆的剃刀」與科學思辨中的簡單性原則有某種異曲同工之處。

就科學研究來說,「奧卡姆的剃刀」經常具有啟發性或指導性的意義,一個最簡單也最典型的例子就是太陽系中行星的運動。原則上說,人們既可以從地心說出發,也可以從日心說出發來計算太陽、月亮和地球的相對運動狀態,畢竟地球和太陽是相互繞轉的,說地球是中心也完全說得過去。但哥白尼注意到,地心說要比日心說需要更多的假設才能得到相同的結果,所以他寧願選擇後者。這個選擇的過程,恰好就是「剃刀」發揮作用、去繁就簡的過程,最終引導人們以日心說為基礎建立了完整的太陽系模型。就像奧卡姆本人在其著作《箴言書注》中所強調的那樣,切勿浪費較多的東西去做用較少的東西同樣可以做好的事,換句話說,無必要的東西,均可被剪除。

複雜的地心說模型

「奧卡姆的剃刀」原則同樣被用於現在人們對宇宙的研究中。關於宇宙的前世今生,霍金在《時間簡史》中曾做過這樣的表述,他說:我們仍舊可以想像,對於某些超自然的、有本事不動聲色地觀察宇宙現狀的生靈而言,存在一整套無所不能的定律。不過我們這些凡人對這樣的宇宙模型並不是很感興趣。看來最好採用被稱作「奧卡姆的剃刀」的原理,剪除這類理論中所有那些無法被觀測的特徵。可見,霍金更青睞於一個儘可能簡潔、比較容易被驗證的宇宙學理論。

現在被稱作「大爆炸宇宙學模型」的Λ CDM模型就是這樣一個理論,其中Λ代表代表真空能量的宇宙學常數,而CDM則是冷暗物質的縮寫。宇宙學常數Λ最初是由愛因斯坦本人於1917年引入廣義相對論方程的,其用意在於抵消引力的效應,以獲得一個所謂的「靜態宇宙」。但哈勃於1929年發現了宇宙膨脹現象,這使得愛因斯坦對當初引入宇宙學常數的輕率之舉後悔不已,感到自己當初圖樣了,並聲稱那是自己職業生涯的最大敗筆,堪比JR 史密斯跑錯了方向。

似乎是「奧卡姆的剃刀」起了作用,從1929年到1997年的六十餘年間,絕大多數宇宙學研究者都假設宇宙學常數為0,或者說有意剪除了這個看似不必要的自由參數。但到了1998年,施密特、帕爾馬特、亞當-裡斯等人及其所帶領的研究團隊,通過觀測Ia型超新星的光譜紅移現象,得出了宇宙正在加速膨脹的驚人結論,而其幕後黑手通常被稱作「暗能量」,後者最簡單的候選者就是來自愛因斯坦之手的宇宙學常數Λ。現在,科學家們不再堅持剃掉這個神秘的常數,但是他們中的一部分人轉而利用「奧卡姆的剃刀」,剪除一些相比之下結論相同、形式更為複雜的暗能量模型。可見,在對宇宙認識的歷史中,「奧卡姆的剃刀」也一直在發揮著巨大的,卻並不明說的影響力。

珀爾馬特、施密特、裡斯

在基本粒子物理學中,「奧卡姆的剃刀」原理同樣被很多物理學家用來捍衛結構簡單,但預言能力強大的「標準模型」。儘管現在已經存在很多超越標準模型的新理論,但它們在「奧卡姆的剃刀」面前似乎都不堪一擊。最典型的例子當屬由美國物理學家薩瓦斯-迪莫泡羅斯和霍華德-喬寨等人,於1981年提出的「最小超對稱模型」,其中超對稱意味著每個基本的費米子都有一個玻色子夥伴,反之也是如此。該模型的優點有很多,比如可以解決或緩解標準模型的自然性問題,實現電磁力、弱核力與強核力在高能標的統一,以及預言暗物質粒子的存在等等。不過它的缺點也很致命,那就是一方面增加了約120個新的自由參數,另一方面,所有超越標準模型的預言都尚未得到高能物理實驗的證實。既然「最小超對稱模型」在粒子加速器所能觸及的能標處,與標準模型等價,而它的結構卻比標準模型複雜得多,那麼它毫無疑問就屬於應該被「奧卡姆的剃刀」剪除掉的理論模型。雖然很多物理學家堅信超對稱的優美和深刻,但無奈的是,人們最終只能靠實驗來決定該理論的命運。

當然了,雖然「奧卡姆的剃刀」作用很大,但我們不得不說的是,其畢竟不是一條顛撲不破的真理,事實也無數次地證明,並非所有的自然規律都遵從簡單性、自然性、對稱性等數學和美學的要求。不過儘管如此,人們依然可以把這些原則作為出發點,去探索微觀和宇宙世界的奧秘。在這個意義上,「奧卡姆的剃刀」也依然會發揮它700年來已經發揮過的正面作用,引領人類文明的前進。

相關焦點

  • 奧卡姆剃刀不是「剃鬚刀」
    實際上,在自媒體上就活躍著一位以「奧卡姆剃刀」為網名的網絡科普達人,他本名張弛,是科學松鼠會會員,通信領域的科普專家,也是微博籤約自媒體,2020年初又在今日頭條上多次現身講科普。
  • 奧卡姆剃刀
    事實上,只有前兩種形式見於他現存的著作中,而第三種形式則由後來的一位學者撰寫。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。
  • 奧卡姆剃刀的效力
    「奧卡姆的剃刀」是一個經常被引用的思維法則,今天好像人人都在揮舞著這把剃刀,不管是物理學家、生物學家還是政策制定者。《劍橋奧卡姆研究指南》,2000年,美國印第安納大學哲學教授保羅·文森特的《奧卡姆的唯名論形上學》文章出自此指南 奧卡姆剃刀是一條經驗法則
  • 一切理論之母:奧卡姆的剃刀
    奧卡姆剃刀以結果為導向,始終追尋高效簡潔的方法,600多年來,這一原理在科學上得到了廣泛的應用,從牛頓的萬有引力到愛因斯坦的相對論,奧卡姆剃刀已經成為重要的科學思維理念。2 語言學領域的奧卡姆剃刀在語言學領域,語言表達的是事實還是情感,或者是毫無意義,而科學或哲學的命題一定要是關於事實的命題,才具有實證的意義,當然關於情感的表達屬於文學和美學範疇。3 管理學領域的奧卡姆剃刀如今這把陰冷閃光的剃刀又向我們複雜的企業管理髮出了挑戰,它指出許多東西是有害無益的,我們正在被這些自己製造的麻煩壓跨。
  • 奧卡姆剃刀定律
    ■管理速遞  在管理學領域,重要的事實是百人法則,即很多國際集團公司的總部不超過100名職員,這種人少高效率的組織結構,不能排除根植於西方文化領域中的奧卡姆剃刀作用。  什麼是 奧卡姆 剃刀?
  • 奧卡姆剃刀原理
    奧卡姆剃刀原理(Occam's Razor, Ockham's Razor)又稱「奧康的剃刀」。
  • 保持簡單——奧卡姆剃刀原理
    這則小故事蘊含著一個重要的原理—奧卡姆剃刀定律(Occam's Razor, Ockham'sRazor)又稱「奧康的剃刀」。奧卡姆剃刀定律,是由14世紀邏輯學家、聖方濟各會修士奧卡姆的威廉(William ofOccam,約1285年至1349年)提出。
  • 奧卡姆剃刀原理(簡單有效原理)
    奧卡姆剃刀定律在目標管理中的運用。「奧卡姆剃刀」三法。對於組織在目標設置與執行過程中因上述種種原因而出現的目標曲解與置換,有一個根本的解決之道,即「無情地剔除所有累贅」,這也正是「奧卡姆剃刀」所倡導的「簡化」法則:保持事物的簡單化是對付複雜與繁瑣的最有效方式。
  • Laws of UX - 奧卡姆剃刀定律
    之前我們依次聊了費茲定律、席克定律、雅各布定律、米勒定律,以及格式塔理論的三大基礎原則,包括蘊涵律、接近律、相似律;今天來看名字很酷的奧卡姆剃刀定律。新開微內容系列,Laws of UX,用戶體驗(設計)定律,由Lawsofux.com整理,每期一句話簡述相關定律或設計原則,附送漂亮的海報卡片。
  • 對奧卡姆剃刀理論和小草的思考
    這就是西方非常著名的奧卡姆剃刀理論。用更通俗點兒的話來說,威廉想表達的意思是:最簡單的,就是最接近真相的,最正確的,最有價值和最有力量的,最高效的,最美的……世界上有很多巨人都對奧卡姆剃刀理論有自己獨到的見解,也因此在實踐中獲得了巨大的成功。奧卡姆剃刀理論是西方哲學的精華之一,是西方社會從本質上理解大自然現象和社會現象的一把利刃。
  • 奧卡姆剃刀法則
  • 奧卡姆剃刀到底是個怎樣的法則?
    最重要的是,剃刀原則從來沒有說簡單的理論就是正確的理論。 實際上,沒有任何一種科哲原則認為簡單即正確,最多也只有幾個物理學家認為優美的數學公式更可能符合物理事實——而也沒有充足的證據表明他們是對的。那麼剃刀原則說的究竟是什麼呢?
  • 奧卡姆剃刀和貝葉斯估計
    奧卡姆剃刀奧卡姆剃刀(Occam’s Razor),是由14世紀邏輯學家、聖方濟各會修士奧卡姆的威廉(William of Occam)提出的一個解決問題的法則
  • 奧卡姆剃刀思維:簡單成就高效
    奧卡姆剃刀原則,即「如無必要,勿增實體」。這句話究竟是什麼意思呢?且看文章介紹其在產品設計、工作、生活中的運用吧。前面我們提到了「奧卡姆剃刀」原則,那究竟什麼是「奧卡姆剃刀」呢?一、「奧卡姆剃刀」(Ockham’s Razor)又稱「奧康的剃刀」,它由14世紀英格蘭的邏輯學家、聖方濟各會修士奧卡姆的威廉(William of Occam,約1285年至1349年)提出的。
  • 林峰拿起了奧卡姆剃刀
    文/旭輝控股總裁 林峰房地產行業正進入一個小寒冰期,這是一個少數人才能生存的時代,這是一個需要堅持長期主義的時代,這是一個需用奧卡姆剃刀來精簡聚焦、減耗提效的時代。01當灰犀牛遇上黑天鵝這兩年在行業宏觀調控的灰犀牛衝擊下,今年又遇上疫情的黑天鵝,房地產行業面臨到20年來未有之環境考驗。
  • 善用「奧卡姆剃刀」提速增效能
    14世紀英格蘭邏輯學家、來自奧卡姆的威廉提出奧卡姆剃刀定律,主張「如無必要,勿增實體」。數百年來,這把「剃刀」被廣泛應用在哲學、管理學、語言學等方面。 「黨員幹部要在工作中善用『奧卡姆剃刀定律』,抓住主要矛盾,科學地化繁為簡,激活幹部活力,凝聚力量提高效率。」
  • 奧卡姆剃刀定律:複雜的問題可以簡單化
    奧卡姆剃刀定律:複雜的問題可以簡單化提出者:14世紀歐洲邏輯學家、聖方濟各會修士奧卡姆的威廉。內容精解:如無必要,勿增實體,即「簡單有效原理」。正如他在《箴言書注》2卷15題所說的,「切勿浪費較多東西去做,用較少的東西,同樣可以做好的事情」。應用要訣:不做任何多餘的事。
  • 騙子的剋星:奧卡姆剃刀
    它就是那把小小剃刀,名字叫做奧卡姆。01 奧卡姆剃刀14世紀時,歐洲學者忙於「口遁」,把研究「似是而非」的東西當作智慧象徵。例如:黑色的白傘是否存在?上帝的噴嚏還是哈欠導致了電閃雷鳴?不是張三、也不是李四的人本身是否存在?
  • 「奧卡姆剃刀」:精簡生活與精神世界
    過於龐雜的信息會給人的精神世界帶來嚴重的影響,令人茫然、焦慮、無所適從……中世紀哲學家威廉·奧卡姆的「奧卡姆剃刀」,有助於精簡人們的生活和精神世界。1「奧卡姆剃刀」本是擁護唯名論的威廉·奧卡姆反駁唯實論的思想武器。近代哲學爭論的主要派別是唯心主義和唯物主義,而中世紀哲學的兩大對立陣營是唯名論和唯實論。
  • 奧卡姆剃刀定律:如無必要,勿增實體
    文|羅輯回歸(專注為大家整理感興趣的內容,如大家喜歡,歡迎個人轉載分享)圖|來源網絡(如有侵權請聯繫刪除)大家好,今天要給大家介紹的是奧卡姆剃刀原理,是14世紀由英格蘭的威廉提出!相比之前給大家介紹的破窗效應、蝴蝶效應等,奧卡姆剃刀原理顯得比較陌生但很重要。奧卡姆剃刀原理又被稱為簡單有效原理,即「如無必要,勿增實體」。