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《走近科学》之(四)奥卡姆剃刀和证伪原则

2018-12-02 17:36阅读:
证伪原则
有一种科学观认为,科学虽然不是真理,但不断经受考验并不断更新、越来越精确的科学理论会让科学在概率上无限接近真理 。然而英国哲学家卡尔·波普尔认为,科学理论不可能被经验证实,一切科学理论都只是猜想和假说。
18世纪以前的欧洲人认为天鹅都是白色的,因为在欧洲没人见过其他颜色的天鹅。但后来有人在澳洲见到了黑天鹅,才发现原来的认识是错的。黑天鹅事件证明,无论之前有多少人多少次见到白天鹅 ,验证过“天鹅是白色的”理论,都不能最终证实这一理论的正确性。而且,只要出现一只黑天鹅,就可以否定这个理论 。
波普尔认为,“可证实性”不是科学的标准,“可证伪性”才是衡量理论是不是科学的标准。他指出:“所有科学命题都要有可证伪性,不可证伪的理论不能成为科学理论。”比如宗教和玄学就不具有可证伪性,因此不属于科学范畴。“可证伪性”体现了科学的务实精神。
美国科学家兼科普作家卡尔·萨根写过一篇文章《我车库里的龙》。他说车库里有一条会喷火的龙,你来到他的车库想亲眼看看,不过他告诉你这是一条隐形龙。你说在地上撒些面粉,这样就可以看见龙的脚印,他说这条龙是浮在空中的。你又建议用红外线传感器探测它喷出的火焰,他告诉你这个火焰没有温度。你又想用喷漆让龙现形,他说这条龙是无形的,喷漆也没用。不管你想出什么办法,他都告诉你行不通。他只是坚持这条龙是真实存在的,你或者相信或者不信,但科学的选择是无视它,因为它不可证伪。
虽然证伪原则在个别问题上存在争议,但通常情况下“可证伪性”是鉴别科学与非科学的一件利器。
奥卡姆剃刀
“奥卡姆剃刀原理”是一个被称为“奥卡姆的威廉”(William of Ockham)的英格兰方济各会修士在公元14世纪提出的。(百度百科把“奥卡姆”当作他的姓氏显然是有问题的。奥卡姆应该是一个地名,“奥卡姆的威廉”就是来自奥卡姆的威廉。古希腊哲学家泰勒斯被称为“米利都的泰勒斯”(Thales of Miletus),米利都就是地名。)

所谓奥卡姆剃刀原理,很简单,就是“如无必要,勿增实体”。还可以解释得更简单点,就俩字--简单,它的拉丁文原意就是“简约法则”。奥卡姆剃刀不仅应用在科学上,在其他很多领域也有广泛的应用。
对于解释同一个问题的不同理论,奥卡姆剃刀要求我们选择需要假设最少、最简单的那个。比如哥白尼的日心说取代托勒密的地心说,我们不能说日心说是真理,地心说是谬误。运动是相对的,既可以说地球绕着太阳转,也可以说太阳绕着地球转。经过不断地观测和完善,地心说也可以很好的预测太阳和行星的运动轨迹。日心说的优势只是更简单而已,不过这一条理由就足够了,科学挥舞着奥卡姆剃刀毫不留情地把啰嗦的地心说剃掉了。再比如前面讲过的卡尔·沙根车库里的隐形龙,如果我们相信它,就必须先相信那一大堆啰里啰嗦的假设前提。根据奥卡姆剃刀原理,既不能证实又不能证伪的,我们直接当它不存在。康德说事物的本来面目是“物自体”,而我们永远也感受不到它,我们的感官能经验到的只是“表象”。根据奥卡姆剃刀,反正“物自体”我们摸不着看不见经验不到,那我们就研究我们摸得着看得见的表象好了。
说到这里你可能会有疑惑,难道科学不是严谨的吗?怎么好像有点得过且过?科学不是形而上,不试图解决所有问题,只研究客观实在的问题。科学是实用主义的,在追求准确的同时,科学也追求简捷。我们现在知道,相对论不但可以更精确地解释牛顿力学能解释的一切问题,还可以解释许多牛顿力学解释不了的问题。那我们的中学物理为什么还要教那个错误的、被相对论取代了的牛顿力学呢?直接学习相对论不是更好吗?事实上,牛顿力学并没有完全被相对论取代,只是应用范围缩小了而已。现在我们制造汽车、大炮仍然是应用牛顿力学,就连阿波罗号飞船登月也是用牛顿力学计算的。在不需要更高计算精度的情况下科学选择的还是牛顿力学,因为它更简单。你买了一辆新车,邻居王大爷问你的车多长,你严谨地回答说:“那要看它的运动速度,如果以120公里 /小时的速度行驶,那么它的长度是4.99999999999974米,如果车速达到光速的87%,那么车长只有2.4米,如果在参考系下处于静止状态,那么车长5米。”你要是这么回答他,你猜王大爷能踢你不?王大爷不会要求这样的精度,你也不可能把车开到接近光速,所以你直接告诉他5米就行了。
当科学家在不同理论中做选择时,根据“证伪原则”他会选择可证伪的,根据“奥卡姆剃刀”原理他会选择需要假设更少的,都具备足够的精度时他会选择更简单的。
熟练运用证伪原则和奥卡姆剃刀两把利器,鉴定伪科学就不再是什么难事。还可以指导你的生活,算命、解梦、特异功能、灵异现象什么的,无法通过两条原则就一概可以无视。


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