浅谈科学美学中的简单性原则

浅谈科学美学中的简单性原则

摘要简单性是科学理论的一个重要特点。简单性原则是科学方法论的重要课题，随着哲学家们对简单性原则的研究越来越细致和深化，其内涵和外延都得到了极大的发展，在社会各方面已得到越来越多的应用。本文探究了简单性的由来、内涵，阐述了简单性原则的重要性，并对简单性的功能提出自己的看法。

关键词简单性原则；复杂；科学美学

简单性原则最著名的表述者，是14世纪唯名论学者奥卡姆的威廉，他被认为是托马斯.阿奎那以后最重要的中世纪哲学家，奥卡姆以不见于他本人著作中的一句格言而享有盛誉，这句格言获得了“奥卡姆的剃刀”这一称号，这一格言是“如无必要，勿增实体（Entities should not be multiplied unnecessarily）。”在他作品中有句类似的话“能以较少者完成的事物若以较多者去做却是徒劳。”许多科学家接受或者（独立的）提出了奥卡姆剃刀原理，例如莱布尼兹的“不可观测事物的同一性原理”和牛顿提出的一个原则：如果某一原因既真又足以解释自然事物的特性，则我们不应当接受比这更多的原因。对于科学家，这一原理最常见的形式是：当你有两个处于竞争地位的理论能得出同样的结论，那么简单的那个更好。

自然界千姿百态, 纷繁复杂, 甚至杂乱无章,但这是表面现象,在其后面总是隐藏着规律性,而规律总是简洁明了的。科学的任务就是要用简明的方式概括和说明极其复杂的自然现象的本质和规律。于是在长期的科学活动中, 逐渐形成了一条重要的科学方法论的原则——简单性原则。

然而，世界分为现象和本质,人们从现象入手并不能一次性地认清各种事物,随着研究的深入人们会发现更多的原则和规律,于是自然科学便随着理论体系的扩大而不断复杂化,整个世界也显现出一种复杂化的倾向。但是复杂化并不是认识的最终表现,而只是一个过程,人们会在更高的逻辑基础上简化复杂的科学理论,以便在简单的起点上进行新的探索。于是科学的发展便成为一个从简单到复杂, 再从复杂到简单的过程, 只是这种循环过程伴随着逻辑的提升。从20 世纪初,爱因斯坦在相当程度上统一和简化物理学基础之后,当代科学一直沿着复杂化的道路分化前进,可是谁又能保证随着逻辑的提升人们不会从爱因斯坦的基础上总结出更简单的规律呢？

揭开近代自然科学革命序幕的《天体运行论》, 之所以取代占一千多年统治地位的地心说,也是运用简单性原则选择的结果。其中一个重要的原因就在于哥白尼的太阳中心说假定太阳为中心，地球在自身轴上每天自转一周，并且每年环绕太阳一周。虽然，当时哥白尼体系还不能合理的解释托勒密体系所能解释的一切，单是伽利略等科学家还是选择了日心说，其中一个原因就是哥白尼体系所显示出来的简单性。

到了经典力学时代, 牛顿发现的三个定律从而全面地概括了从文艺复兴以来各种纷繁的力学、天文学等研究。牛顿的力学定律以简单的形式成功地统一了天上和地上的运动,再次显现了简单性原则的神奇力量。牛顿在他的名著《自然哲学的数学原理》中写到:“自然界不作无用之事。只要少做一点就成了,多做了却是无用;因为自然界喜欢简单化,而不爱用什么多余的原因来夸耀自己。”

牛顿之后，当人们欢呼豪华的物理大厦全面竣工时,爱因斯坦从更高的逻辑

起点上创立了相对论,于是人们再次从这一个简单的逻辑起点上发展出了当代自然科学。爱因斯坦结合自己多年的理论探索和凝思感悟明确提出了逻辑简单性思想,他说:“我们在寻求一个能把观察到的事实联结在一起的思想体系,它将具有最大可能的简单性”、“逻辑上简单的东西，当然不一定就是物理上真实的东西。但是物理上真实的东西一定是逻辑上简单的东西，也就是说，它在基础上具有统一性。”

爱因斯坦是一位善于“到数学的简单性中去寻求真理的惟一可靠源泉”的大科学家。他提出一个原则性的命题：“逻辑上简单的东西，当然并非必须是物理上为真的东西；但是，物理上为真的东西是逻辑上简单的东西，即是说，它在基础上具有统一性。”根据我的理解，把复杂的问题转化为简单的问题，或者把目前不易解决的问题转化为可以解决的问题，是科学研究或解决问题的重要途经。这样的例子是很多的，如把多阶段决策过程转化为一系列相互关系的单阶段决策过程，把多目标规划转化为一个或多个单目标规划来求解。经过这种转化，复杂的问题变成比较容易解决的问题，有助于对复杂问题的解决。科学研究并没有那么复杂，我们要从认识论和方法论上理解简单性原则的重要性，做到信念和方法的统一，不畏惧当今生命科学中复杂的问题和研究过程中碰到的困难，从最基本的实验做起，克服浮躁，踏实做科研。

现实生活中，我们往往把简单问题复杂化，忽视在我们身边原本存在的那些最简单又最实用的东西，结果绞尽脑汁想出来的反而达不到预期的效果。对此，著名物理学家李政道说：最重要的东西往往是最简单的。就拿物理学来说，总是由几条基本原理管住，那些基本的东西，恰恰是最简单的，却是最重要的。爱因斯坦在他的文集中指出：理论的前提简单性越大，它所涉及的种类越多，它的应用范围就越广，它给人们的印象也就越深。

事实证明，过于复杂化的模式未必都是好事，化繁为简才是科学思维的表现。就如丹麦著名哲学家麦克斯恩说：任何基本的东西都是简单的，宏伟事业的核心是简单的，人类文明的根基是简单的，人性的本原是简单的，宇宙的出发点是简单的，一切创造的起点也是简单的。

当今时代，我们正处在“知识爆炸”、“信息爆炸”的时代，这就更迫切地要求我们不为“复杂性”所惑，用简单性思维探讨世界，用简单性理论描述世界。建设信息化军队、打赢信息化战争，更需要遵循简单性原则，建立精干的队伍，简化的组织，简要的原则，快捷高效，把简单的事情做好。

参考文献

[1] 云南省教育厅，自然辩证法概论，云南科技出版社

[2] 布伦诺斯基，科学进化史，李斯译，海南出版社

[3] 洛西，科学哲学历史导论，邱仁宗等译，华中工学院出版社

[4] 麦卡里斯特，美与科学革命，李为译，吉林人民出版社

[5] 肖前，李秀林，辩证唯物主义原理，人民出版社