本文參加百家號 #科學了不起# 系列徵文賽。
問大家一個問題:假如你的一串鑰匙丟了,而你最終在客廳的沙發坐墊下面找到了鑰匙,你的第一反應是什麼?我想大多數人的第一反應是鬆了一口氣,「阿彌陀佛,終於找到了」。而隨後你心裡一定會想:我的鑰匙是怎麼跑到沙發坐墊下面的呢?一個合理的解釋是,你坐在沙發上放鬆地看電視,鑰匙從你的口袋中掉了出來,當你扭動屁股換個姿勢,鑰匙就掉到坐墊的縫裡。毫無疑問,這個解釋是最簡單的,也是合理的。
然而,一個合理的、簡單的解釋卻未必就是正確的。關於你的鑰匙是如何掉到沙發坐墊裡,在你真正弄清楚事情的原委之前,並不能排除其他一些更複雜的解釋,比如:可能是你的孩子故意將它藏在沙發坐墊裡;也可能是你家的寵物叼著它在沙發上玩掉進去的,等等。這些解釋在生活中也都很常見,解釋也都說得通。可是,如果你的孩子太小沒有表達能力,寵物也不會說話,那麼在這些解釋之中,你該如何認定哪個解釋是正確的呢?
上面這個比方其實是為了說明一個科學和哲學原理:當沒有證據顯示一個理論勝過另一個理論時,該如何在相互競爭的理論之間做選擇呢?我們又該基於什麼來做選擇呢?對於普通人來說,很可能會基於直覺來做判斷,但科學家們不是這樣,他們會經常使用一種方法,那就是所謂的「簡單性原則」,即「奧卡姆的剃刀」原則或定律。它是由中世紀英格蘭邏輯學家奧卡姆的威廉提出的。
「奧卡姆的剃刀」是科學和哲學領域最重要和最具價值的概念性原則之一,長期以來,它都是理論和實驗研究的基石。在面對兩個或多個相互競爭的理論時,如果在最終目的或其他方面都一樣,那麼我們應該選擇最簡單的那個理論而捨棄那些更為複雜的理論。它實際上告訴了我們一個在生活中經常會遇到、也十分容易理解的道理:只要有可能,就沒有必要將簡單的事情搞複雜。
「奧卡姆的剃刀」是一種應用範圍很廣的有效工具,很多科學家都曾經運用這個原則解決了很多實際問題,比如牛頓、萊布尼茨和愛因斯坦等等。在有關「以太」理論是否正確、而「麥可遜-莫雷實驗」還未出現前,反對「以太」理論的科學家就運用了「奧卡姆的剃刀」原則,來否定「以太」的存在。因為以太如果存在,地球及我們周圍的物理環境必定會受其影響,更趨複雜化。而這種我們直接接觸的、存在與宏觀環境中的事物卻能讓我們完全無知無覺?所以根據「奧卡姆的剃刀」原則,我們沒有理由認為以太的存在是必要的。
「奧卡姆的剃刀」原則告訴我們,應該要拒絕不必要的複雜性,「如無必要,勿增實體」或者「如無必要,絕不提出更多的假設」。當然,這個原則也並非放之四海而皆準,雖然它十分重要,但也免不了有人會質疑它的有效性。但是,在科學領域我們沒有發言權,最起碼在生活中我們應該相信這個簡單性原則:如果用一個簡單的辦法能解決問題,絕不要採用更複雜的辦法!