複雜問題常需簡單方法解決#
面對複雜問題,人們常試圖用複雜方法去解決,彷彿問題複雜、答案也一定複雜。然而事實上,很多複雜問題反而要用簡單的方法去解決——這就是奧卡姆剃刀原則(Occam’s razor),又被稱為簡約原則。
奧卡姆剃刀的起源#
奧卡姆剃刀原則最初由英國 14 世紀方濟各會的修士奧卡姆的威廉(William of Ockham)提出的邏輯學法則:
如果有許多組前提假設,每一組都能得出同樣的邏輯推理,那麼應該挑選其中使用假設條件最少的一組。
後來這個原則因被牛頓(Newton)不斷提及並使用,在哲學界和自然科學界變得盡人皆知。牛頓在他著名的著作《自然哲學的數學原理》(Mathematical Principles of Natural Philosophy)第三卷中開篇就寫道:
我們需要承認,自然事物各種現象的真實而有效的原因,除了它自身以外無須其他,所以,對於同樣的自然現象,我們必須盡可能地歸於同一原因。
這被看成奧卡姆剃刀原則在科學上的表述。
世界本來就很簡單#
奧卡姆剃刀原則是符合我們這個世界的本質的。雖然世界看上去非常複雜,但背後的機理常常很簡單。
- 浩瀚無邊、豐富多彩的宇宙,其實背後就是四種作用力相互作用的結果:萬有引力(重力)、電磁力、強核力、弱核力。
- 它們按照一定的比例存在,然後由很小的基本粒子構成如此複雜的世界。
日心說 vs 地心說:簡單戰勝複雜#
牛頓認識到世界的簡單性是有原因的。在他之前,開普勒(Kepler)提出行星運動的三個定律,用幾個簡單公式終結了人類持續上千年的地心說和日心說之爭。而這兩個學說其實都相當複雜:
- 古希臘阿里斯塔克(Aristarchus) 就提出了日心說模型;阿基米德(Archimedes)構建的宇宙模型雖然被羅馬士兵毀壞,但根據當時的描述也應該是有關日心說的。
- 只不過地心說更符合人們的經驗,而且經過托勒密(Ptolemy)精確地描述,能夠與當時觀測到的所有天文數據相匹配,因此總的來講地心說更加深入人心。
- 雖然托勒密是公元 2 世紀的人,但他的模型非常精確,以至 1000 多年後哥白尼(Copernicus)的日心說模型還比不上他的。
- 不過,托勒密的模型太複雜——需要用幾十個圓相互嵌套才能把行星運行的軌道描述清楚,因此幾乎沒有可以改進的空間。
- 當這個精確的模型用了 1000 多年後,它造成的累積誤差已經讓節氣差出了 10 天,以至格里高利十三世(Pope Gregory XIII)不得不從日曆上刪除了這 10 天。
- 哥白尼的日心說模型最初只是採用一種簡化的方式來描述行星運動。當他把太陽放在中間來構造模型時,模型就從幾十個圓簡化成了十幾個圓。不過,哥白尼的日心說模型雖然簡單卻很不精確,因為行星圍繞太陽運動的軌跡是橢圓,而不是正圓。
到了開普勒的時代,他大膽地提出了一個非常簡單的模型——行星圍繞太陽運動的軌跡是橢圓。
- 這個假設和人們的直覺是有偏離的,因為我們在生活中幾乎沒有見過什麼物體做橢圓運動。
- 以至於像伽利略(Galileo)這樣的大科學家都難以接受開普勒對天體運動的解釋。
- 但開普勒的假設是對的。開普勒模型最大的優點是它的簡單性——只要用一個橢圓就可以把過去幾十個圓描述不清楚的行星運動規律講清楚,且這個模型還非常準確。
不過開普勒畢竟不是數學家也不是物理學家,他無法解釋自己的模型,於是這個任務交給了牛頓。牛頓通過提出力學的三個基本定律、通過他所發明的微積分,用形式上同樣簡單的萬有引力定律解釋了為什麼開普勒簡單的模型是對的。
牛頓因此向世人展示:世界的規律在形式上很簡單,如果搞出了一個非常複雜的理論,大概率是走錯了路。
用簡單方法解決複雜問題#
奧卡姆剃刀原則不僅是我們對世界的看法,也是我們該有的做事方法——盡可能地用簡單的方法解決複雜問題。
計算機發展史的啟示#
從 2000 年前開始,人類就試圖讓機械裝置幫助自己解決計算問題,如算盤和星圖模型就是為此發明出來的。但它們都不能算是自動計算的工具,需要人的干預才能工作。
- 1642 年,法國數學家帕斯卡(Pascal)發明了能自動計算加減法的計算器,這種計算器非常簡單。
- 此後大數學家萊布尼茨(Leibniz)花了 40 年時間改進了計算器,發明了能做乘除法和乘方的計算器,這種計算器就複雜很多了。
- 此後人類不斷改進計算器,隨著它們功能越來越強大,計算器本身也越來越複雜。
巴貝奇的差分機:為何失敗#
到 19 世紀,機械工業的發展需要進行大量複雜的計算(如三角函數、指數和對數等),這些計算要用到微積分,計算量極大,當時的數學家一般也完成不了。為方便工程師在工程中和設計時完成各種計算,數學家設計了數學用表,這樣工程師就可以從用表中直接查出計算的結果。
不過,用手算出來的數學用表錯誤百出,給生產和科研帶來麻煩。英國科學家巴貝奇(Babbage) 想到設計一種能計算微積分的計算機——差分機,然後用它計算各種函數值,得到一份可靠的數學用表。
- 巴貝奇花了 10 年時間,造出了一台 6 位精度的小型差分計算機。
- 隨後他用它算出好幾種函數表,用於解決航海、機械和天文方面的計算問題。
- 但 6 位精度並不能滿足當時很多工業製造的要求,於是巴貝奇打算再做一個高精度的、20 位的差分計算機。
但巴貝奇努力了一輩子,花光了自己的錢(他繼承了約 10 萬英鎊)和英國政府的資助(1.7 萬英鎊),也沒有完成這項工作。當時拜倫(Byron)的女兒阿達(Ada)也參加了這項工作,她和巴貝奇一樣投入了巨額的財產和一輩子的時間。
巴貝奇和阿達失敗的原因:
- 一方面,他們設計的差分機太複雜了——裡面包括上萬個齒輪在內的 2.5 萬個零件,當時的加工精度也達不到要求。
- 更本質的原因:巴貝奇並沒有真正理解計算的原理——他不懂得複雜的計算無法通過把機器做得更加複雜來完成,而是要用簡單的計算單元來實現。
楚澤的成功:運用奧卡姆剃刀#
半個多世紀後,一位叫楚澤(Zuse) 的德國工程師,在資金更加缺乏的情況下,居然一個人製造出一台可以編程、能進行包括差分在內各種複雜計算的計算機。
楚澤成功的原因在於:
- 他不自覺地採用了奧卡姆剃刀原則。
- 用簡單的二進制計算來解決相對複雜的十進制計算問題。
- 對二進制計算,他從英國數學家布爾(Boole) 的論文中得到了啟發,採用了很多簡單的模塊來實現各種二進制計算。
幾乎在同一時間,香農(Shannon) 證實了所有複雜的計算都是用非常簡單的模塊實現的,而圖靈(Turing) 則提出了實現這些運算的通用方法。
直到今天,雖然計算機功能強大,其實在原理上並不複雜。但是也正因為它在原理上不複雜,很多外行和「半瓶子醋」的計算機從業者,就覺得自己可能通過把計算機做得更複雜實現更多的功能,這又走錯了路——因為他們違背了奧卡姆剃刀原則。
識破陰謀論的武器#
不僅在科技上奧卡姆剃刀原則是金科玉律,在人類的經濟活動及社會活動中也是如此。很多現象背後的原因並不複雜,如果我們需要通過很複雜的原因才能解釋一件事情,那麼我們通常找錯了原因、搞錯了方向。
量化寬鬆的簡單邏輯#
例如 2020 年全球新冠疫情期間,美聯儲進行了量化寬鬆,其實原因很簡單——大家被封在家裡無法上班,無論是低收入者還是中小企業都需要救助。但:
- 總有人會找一些非常複雜且牽強的理由來解釋這原本很簡單的邏輯。
- 例如有人認為美國通過發行貨幣把世界的錢抽乾,然後虛構出一個看似合理的證據鏈。
- 但事實上,由於當時美國超發了貨幣,美元嚴重貶值,美國的整體財富並沒有增加,更不要說把全世界的錢抽乾了。
- 到 2022 年,美國因連續兩年超發貨幣造成了通貨膨脹,美聯儲開始通過加息方式減少貨幣供應、抑制通貨膨脹,這其中的因果關係也很簡單。
- 但又有人覺得這是美國吸收世界各國存款的方式。其實通過加息對抗通貨膨脹是美聯儲早就多次採用的方法,沒有那麼多複雜的原因。
至於一些國家的熱錢流向美國,那是為了套利——屬於資本的基本屬性,而不是像多人以為的那樣有什麼陰謀。
事實上,美聯儲加息也是沒有辦法的辦法,它帶來了一個嚴重的負面影響——經濟發展放緩,很多大公司利潤減少。稍微具有一些理性頭腦的人都會明白,美聯儲做量化寬鬆和量化緊縮這兩個截然相反的動作,不可能抽乾全世界的財富。過度解讀很多現象就會找到錯誤的原因、得到錯誤的結論,最後損失的是自己。
陰謀論的特徵#
今天世界上信息過載,很多信息是不準確的、自相矛盾的。任何人在接收信息做判斷之前,用奧卡姆剃刀原則過濾一下所接收信息的準確性,就能變得聰明和智慧一些。但是,世界上總有一些人喜歡把問題往複雜裡想,覺得越複雜的理由越合理,甚至一些人會相信最複雜、最不合理的陰謀論——這樣的人佔人口的比例遠超我們的想像。
比爾.蓋茲(Bill Gates)陰謀論:2020 年新冠疫情期間,比爾.蓋茲在抗擊疫情方面表現非常積極,但這也讓他成為歐美陰謀論攻擊的目標。
- 當時有個常見的版本:新冠病毒就是比爾.蓋茲製造的,目的是實現對人類的大規模控制。
- 他們認為,蓋茲通過研發疫苗、趁機把微型芯片注入美國人的體內,監視人們的一舉一動。
- 《紐約每日新聞》之後還做了一個民調,發現美國有超過 10% 的人表示堅決不會使用比爾.蓋茲投資研發的新冠疫苗,因為他們擔心被植入微型芯片。
不僅是美國人和歐洲人,世界各國都有很多人會相信各種不靠譜的陰謀論。這些陰謀論的核心命題都差不多,無外乎我們的生活被少數神秘力量控制了(美聯儲陰謀、共濟會陰謀、猶太人陰謀、蓋茲這樣富豪的陰謀)。每當世界上出現流行性疾病、經濟衰退、戰爭、恐怖襲擊或災難性事件時,就會有人虛構一些神秘力量,然後再構造一個很長的邏輯關係鏈,讓人不容易在邏輯上駁倒他們,然後相信他們。其實,那些災難都是由一些很直接的原因造成的。
「下一盤大棋」說法#
和陰謀論類似,今天很多人還喜歡編造所謂「下一盤大棋」的說法:明明把事情搞砸了,卻總有人出來講那是在「下一盤大棋」。但那些「大棋」的結果最終也沒有發生,而在此之前,會有無數人相信「大棋」的存在,並且以後還會相信。
陰謀論的危害#
相信這些陰謀論或者所謂的「大棋」有什麼危害呢?
- 對國家而言:可以傷害一個群體甚至破壞社會秩序。
- 對個人而言:可以讓人們失去對他人的信任,同時對真正的危險疏於防範,甚至淪為散布陰謀論者的工具。
無論是陰謀論還是「大棋」,大部分人很難從邏輯上駁倒它們,因為它們通常無可證偽。而識破陰謀論最好的武器就是奧卡姆剃刀原則,凡不符合這個原則的理由,通常都站不住腳。
本章小結#
因此,奧卡姆剃刀原則不僅是我們這個世界的一個規律,也應該是我們做事的方法,以及我們判斷是非的原則。符合奧卡姆剃刀原則的原因常常是真實的,那些複雜的陰謀論則是幻象。
準確判斷世界的真實性,是人們一輩子要學習的課程。人只有當自己能夠認清現實、真正面對現實時,才可能解決生活中的所有難題,獲得自己想要的生活。在現實世界中,人先要學習謀生的技能,逐漸掌握解決複雜問題的方法,但需要記住的是——複雜問題通常需要用簡單的方法來解決。