【來稿】創造現代科學的剃刀 | 哲學新媒體
來稿

創造現代科學的剃刀

《越簡單越強大》導讀
不管你是否聽過「奧坎剃刀」這個名詞,你都會感到好奇:它是什麼樣的刀子?用來剃什麼?哲學的朋友也許知道奧坎剃刀是專門用來剃掉「柏拉圖的鬍子」(Plato's beard)。但是你仍然疑問重重:什麼又是柏拉圖的鬍子?奧坎剃刀又如何剃掉柏拉圖的鬍子?

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文 / 陳瑞麟(中正大學哲學系講座教授)

如果你是文學愛好者,看過艾可 (Umberto Eco) 《玫瑰的名字》——一本關於中世紀修道院謀殺案的偵探小說——你深深被主人翁威廉修士超凡的推理能力折服,你也知道中世紀的歐洲不是只有十字軍、龍、女巫、莊園、城堡、修道院等,還有豐富的智識生活,你一定會被本書《越簡單越強大》吸引,不僅因為它花了四分之一篇幅引領人們進入陌生又奇異的中世紀世界,也因為它完整地介紹了威廉修士的真實藍本——發明「奧坎剃刀」 (Ockham's razor) 的威廉——奧坎的威廉 (William of Ockham),1通常被簡稱為「奧坎」。

《越簡單越強大》
不管你是否聽過「奧坎剃刀」這個名詞,你都會感到好奇:它是什麼樣的刀子?用來剃什麼?哲學的朋友也許知道奧坎剃刀是專門用來剃掉「柏拉圖的鬍子」(Plato's beard)。但是你仍然疑問重重:什麼又是柏拉圖的鬍子?奧坎剃刀又如何剃掉柏拉圖的鬍子?

「奧坎剃刀」是簡約原則 (principle of simplicity) 的隱喻,是 14 世紀哲學家奧坎提出的思考原則。奧坎自己的原始表述是「若沒必要不應設定更多」(Plurality is not be posited without necessity)以及「用更多東西來做較少東西就能完成的事,毫無意義」。2

為什麼這樣的原則會被比喻成剃刀?正是因為它被用來刮除「柏拉圖的鬍子」——它也是一個比喻,喻指被假設存在、但在解釋世界時卻沒有必要的東西或實體 (entity),因此是多餘的,像是柏拉圖假定了存在於物質世界之外的「理型」(ideal type)。對奧坎來說,理型這種東西在解釋世界時完全沒有必要。所以,哲學界通常把奧坎剃刀表述為「如無必要,勿增添實體」(Entities are not to be added without necessity),這是奧坎剃刀的形上學版本——奧坎本人並沒有講出這句話,但是這個形上學的表述卻是「奧坎剃刀」這個有趣暱稱的源頭。

在哲學的形上學爭論中,奧坎也是「唯名論」(nominalism) 的創始人,反對西方哲學從柏拉圖以來的「哲學實在論」(philosophical realism)。「哲學實在論」主張我們需要設定「理型」、「共性」(universals) 一類超出經驗與個別物體的東西,來解釋這世界為什麼會發生特定的變化。然而,這些超出經驗之外的東西,就把我們的思維帶到經驗之外。奧坎的原則拒絕設定經驗之外的東西,視它們的存在為沒有必要的假設,就把我們的思想焦點拉回具體的世界,也因此點燃了現代科學的方法學革命。

William of Ockham, 1287–1347
現在你知道為什麼一個出自哲學的奧坎剃刀原則,居然能「釋放科學並塑造宇宙」了吧?但是,你可能仍有疑問:有這麼神奇嗎?奧坎剃刀豈不是扮演像上帝一樣的角色?沒錯。對於本書作者,身為科學家的約翰喬伊.麥克法登來說,「簡約原則」在科學上確實取代了中世紀的上帝在神學和科學中的地位。

約翰喬伊.麥克法登把「如無必要,勿增添實體」當中的「實體」理解成「任何思想體系裡的『假設、解釋或模型』」,結果奧坎剃刀變成評估和選擇任何假設的基本原則,而且,科學史確實體現了奧坎剃刀應用的結果:更簡潔的科學假設、解釋或模型總是在競爭中脫穎而出。本書的目的就在於闡明這一點。

《越簡單越強大》其實是一本現代科學簡史。不像其他現代科學史書總是從哥白尼伽利略這些科學革命巨人開場,本書把現代科學史的源頭回溯到 14 世紀的方濟會修士奧坎的威廉,追蹤他所揭櫫的簡約原則——這個現代科學最強大的方法學原則——是怎麼出現的,又如何催生了現代科學。

在第一部分「發現」,約翰喬伊,麥克法登用六章來介紹奧坎的生平與剃刀的登場。第一章戲劇性地從奧坎逃離教皇逮捕令的場景開場,逐步地引入中世紀的宇宙觀和上帝的物理學,剃刀的誕生以及它如何剃除神學,為科學打開大門,讓中世紀晚期的哲學家開始揭開現代科學的封印。然後進入第二部分「解鎖」,大家耳熟能詳的哥白尼、克卜勒、伽利略、波以爾牛頓、熱力學等現代物理史,一一透過「簡約原則」而上演。在作者筆下,甚至連「複雜」的生命世界也不例外,本書第三部分「生命的剃刀」展現「簡約原則」如何在生物學上發出強大威力。令人印象深刻的是,在討論「天擇」的觀念如何誕生的歷史之中,不像大家一定聯結到達爾文,約翰喬伊.麥克法登別出心裁訴說華萊士 (Alfred Wallace) 的故事。

華萊士在 1855 年——天擇理論誕生前四年——寫了一篇〈控制新物種出現的定律〉,約翰喬伊.麥克法登把它稱作「砂勞越定律」,認為它不僅是「天擇」觀念的前身,也是奧坎剃刀的精準應用,「自然世界瞬間簡單了好幾個層次」。最後,第四部分「宇宙的剃刀」則呈現 20 世紀的宇宙論如何被奧坎剃刀所塑造。

我一向主張我們可以、甚至應該從各種不同的角度來書寫科學史。3《越簡單越強大》並沒有把焦點放在科學知識的概念內容與演變發展上,就像大部分的科學史書,它著墨於科學家的生平、性格、經歷、科學探索歷程、以及他們如何發現或發明了最重要的科學成就。然而,本書最獨特之處在於,即使科學家不是從一開始就服膺簡約原則,也會在百折千迴之後,萬流歸宗地依據剃刀原則來劈荊斬棘、剃出一條光明大道。可以這樣說,喬伊麥克法登也應用簡約原則到科學史上,揮舞奧坎剃刀,砍除不必要的歷史假設,把成功的科學成果詮釋為簡約原則篩選機器下的光榮倖存者。

或許,對於一些深受科學史傳統薰陶的讀者而言,研究歷史的教訓似乎總是「歷史很複雜」,不能單面、簡約地看待,否則得到的必定只是殘缺不全的片面。奧坎剃刀究竟能不能用到科學史本身?簡約很好,但是有沒有可能簡化得過頭了?例如,柏拉圖的哲學實在論是奧坎的唯名論對手,而推動哥白尼革命的諸巨人們如哥白尼、克卜勒、伽利略等科學家,也都深受柏拉圖哲學的影響,那麼當真只是簡約原則促成了他們的革命性成果?

另一個例子是如 19 世紀末時,不少大科學家如奧斯特瓦 (Wilhelm Ostwald) 和馬赫 (Ernst Mach) 反對原子論,他們主張要解釋我們經驗到的物理、化學等現象,不必設定無法觀察的「原子」。這個主張符合奧坎剃刀原則吧?然而,20 世紀的發展卻是原子論得到更多科學家的支持。約翰喬伊.麥克法登面對這個歷史反例,大概會辯解說:設定「原子」存在是必要的。因此,原子論得到更多支持仍然符合奧坎剃刀原則。現在問題的關鍵變成如何判斷「必要性」?那些支持「多餘實體」的科學家總是可以訴諸於「必要性」這個理由來為自己的假設辯護。不是嗎?

從伽利略以來,物理學有一個標舉「美」(beauty) 的評價傳統,很多物理學家如維爾澤克 (Frank Wilczek) 甚至堅持「美」引向「真」,「美」又被理解成「簡潔、簡約、簡單」,物理學家相信這是傳承自畢達哥拉斯、柏拉圖的哲學。4 這一點似乎與本書的立場衝突?沒錯,喬伊麥克法登完全繼承奧坎的唯名論哲學觀,他主張「弱奧坎剃刀」,「在敦促我們選擇可以『預測數據』的最簡約模型。」而不在於主張宇宙本身的簡單性是真實的。這個立場上的對立或差異,反映了科學哲學傳統的實在論與反實在論的爭辯——我們大概沒有最終的答案。唯一可知的是,這種哲學價值的爭辯,將會與科學的持續發展長相左右。

※ ※ 本文為鷹出版社提供之文摘,摘自McFadden, JJ. (2022).  越簡單越強大. pp.7-11。

  • 1. 「奧坎的威廉」這個名字曾出現在小說內容中,主角巴斯克維爾的威廉自言:「在牛津時我曾和我的朋友,奧肯的威利——現在住在亞威農——辯論。他在我心中播下了懷疑的種子。」(《玫瑰的名字》中譯本,皇冠叢書,頁 194)。在這部分討論了奧坎的神學。
  • 2. 除了本書前言的說明之外,有心深入的讀者也可以參看:Spade (1999)(ed.), The Cambridge Companion to Ockham (Cambridge University Press),第五章,特別是頁 101 的討論。
  • 3. 參看陳瑞麟(2020),《人類怎樣質問大自然》(八旗)第三章。讀者如果覺得《越簡單越強大》談到的中世紀哲學與科學內容太簡略,可以 讀《人類怎樣質問大自然》。
  • 4. 參看維爾澤克(2017),周念縈譯,《萬物皆數》。貓頭鷹。也參看筆者所寫的推薦序〈相信「美」!〉。
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