文档介绍：“奥坎剃刀”之谜2003-11-20 如果关于同一对象有两种功效相同的科学理论,科学家是兼收并蓄,还是取此舍彼?一般,他们总是选取那个形式更加简洁明了的。这项冥冥中支配着科学家的思维产品标准古怪地称为“奥坎剃刀”。近来常写文章,鼓吹科学和文艺的融合,称道文学和科学的相通。那么,科学家之所以成为科学家,他(她)同艺术家,诗人,音乐家有什么不同?这两类文化精英的不同,在“形象思维”的多寡吗?他们又有什么明显的共性? 自然科学家之所以成为科学家,主要是因为他们按照科学方法行事。科学方法一般有下列步骤:①对自然或社会现象进行观察;②从观察数据为基础抽象化和数量化以形成模式(经济是数学方程);③在此基础上形成假说;④根据假说再进行一系列实验,在更大范围证实假说;⑤如果实验不尽如人意,就改进假说甚至推翻假说(回到③);⑥反复进行以上④-⑤的两个步骤,一直到假说对于任何可能的实验都符合,而且能够对还没发生的事件作出正确的预测。这时,一种新科学理论就破壳而出了。可见,科学家比艺术家更讲求逻辑和严格;而他们劳动的最大相同处,却是在“形象思维”上,也就是都需要想象,恢弘瑰丽的想象!上面除了①以外,都是发挥想象的广阔天地。所以,爱因斯坦才说,想象比知识还重要! 不过,上面的“实验”不可以只作字面理解。因为,除了动用各种仪器或者工具作实验之外,还有一种“实验”是仅仅依靠思维和想象就可以进行的。爱因斯坦特别称之为“思维实验”(Gedankenexperiment),他也特别喜好这种只动脑子不动手的实验。实际上,爱翁狭义相对论就可以通过一个思维实验来进行解释。正因为想象登台唱戏,想象又惯会升天入地,对于同一对象就可能会有两种或两种以上功效相同的理论。那么,科学家是兼收并蓄,还是有所取舍呢? 一般,科学家总是选取那个形式上更简洁明了的。这一点中世纪时的学者就已经明的,并且,把这个原则称之为“奥坎剃刀”(Occam′sRazor)。“奥坎剃刀”不是真正的剃刀,却善于把种种杂芜拖沓的理论“毛发”给“剃”掉。“奥坎剃刀”的提出者是英国中世纪经院哲学家、方济谷教士奥坎(Occam,或Ockham,约1285-1349)。他写的是拉丁语句,中文可以翻译为“理论忌繁复”。后来,奥地利出了一位理论物理学家马赫,他对科学里的哲学问题喜欢发表意见,也颇有见地,他把“奥坎剃刀”总结成下面的明晰话语: 全部科学的目的就是对事实进行想象和模拟,并更新我们的经验,或者把它简化。要选择那些比经验本身要来得轻巧的加以抽象,用它来代表许多其他事物。这一“节约原则”贯彻在科学精髓之中,其实对我们日常的思考也适用。而且,我们愈认识节约的必要,神秘主义就愈无法藏身。对一种科学理论而言,在孕育形成、取得定论的过程中,也可能会出现累赘芜杂种种多余,正是“奥坎剃刀”,把简洁所不喜欢的累赘给“剃”掉了。自然科学理论因为取简去繁而优胜劣汰,爱翁的狭义相对论是一个非常好的例子。原来,爱翁求得时空转换方程的同时,罗伦兹也得到了标尺时钟转换方程,两者实际上没有多大差别。但是,爱翁敏锐地意识到,罗伦兹方程所假定的“以太”是不必要的。于是,罗伦兹就由于多了一个冗余项而输给了爱翁。这是简洁取胜的绝佳例子。“奥坎剃刀”是数学家“剃胡子”的必备工具。一个定理第一次给证明的时候,可能很长,很不“漂亮”,甚至有小漏洞。但是,困扰众人多时的问题毕竟