Жизнь проста. Как бритва Оккама освободила науку и стала ключом к познанию тайн Вселенной

Заложенный в теории вероятности Байеса принцип бритвы Оккама – пример научного подхода к выбору оптимальной модели. Рассмотрим закон Ньютона, утверждающий, что «действию всегда есть равное и противоположное противодействие». Таким образом, когда вы пинаете футбольный мяч, сила удара вашего ботинка (действия) на мяч встречается с силой ответного действия (равного и противоположного противодействия) мяча на носок вашей ноги. Этому простому закону подчиняется любой удар ногой по мячу в любом футбольном матче. Однако есть и другой закон, в равной степени сопоставимый с имеющимися данными: «Действию всегда есть равное и противоположное противодействие плюс маленький невидимый демон, толкающий мяч, заставляя его прижиматься к носку вашей ноги». Найдется и третья гипотеза, в которой будет уже два демона, и четвертая, где к двум демонам присоединится ангел, и каждый участник отвечает за определенную составляющую действия мяча в ответ на силу вашего удара по мячу. Так количество моделей или гипотез будет множиться до бесконечности.

Это довольно банальный пример, однако к нему стоит присмотреться. Теория эфира, эпициклы Птолемея, флогистон, жизненная сила, «знающий дух» Генри Мора, созидательная сила Творца, магнетизм и электричество, пространство и время, гравитация и ускорение, мельчайшие неделимые порции энергии – все это примеры сложных моделей, объясняющих движущие силы Вселенной. Нельзя отказаться ни от одной из них, руководствуясь лишь логикой, однако наука требует делать выбор в пользу более простой модели, если таковая имеется. Метод Байеса дает статистические обоснования такого предпочтения и является подтверждением действия бритвы Оккама.

Все революционные прорывы в науке, совершенные Коперником, Ньютоном, Менделем, Дарвином и другими учеными, так называемые «смены парадигм», по определению американского историка и философа науки Томаса Куна, связаны с отказом от более сложных моделей в пользу простых. Эти великие ученые отдавали предпочтение простым моделям, исходя из мистических, теологических, эстетических принципов или простой интуиции. Хотя принцип бритвы Оккама неоднократно подтверждался в науке[446], я все же полагаю, что яснее всего его сущность выражается в теории вероятности Байеса. В науке бритва Оккама отдает предпочтение простым моделям и теориям не потому, что они красивы, хотя нередко это так; не потому, что они проще для понимания, хотя, как правило, так и бывает; не потому, что допускают меньше предположений, хотя и это верно; и не потому, что они дают более точные прогнозы, хотя это всегда так; но потому, что вероятность их соответствия действительности более высока.

Тем не менее важно помнить, что стремление к простым решениям – это свойство современной науки. До Уильяма Оккама поиск ответов на вопросы, как правило, сопровождался появлением дополнительных сущностей. Уильям Оккам был первым, кто стал говорить о необходимости добираться до простых решений, отражающих суть проблемы. Благодаря ему этот принцип стал основополагающим в науке и отличительным признаком ее современности.

ПРОСТАЯ ИСТИНА?

Байесовский взгляд на бритву Оккама позволяет прояснить, почему ученые, от Коперника до Тихо Браге и от Галилея до Ньютона, ничуть не сомневались в том, что Земля вращается вокруг Солнца, хотя бесспорных доказательств этого не было. В работах историков и философов науки, таких как Томас Кун[447] и Артур Кёстлер[448], вера в гелиоцентричность при отсутствии убедительных доказательств неоднократно приводилась в качестве примера того, что вопреки мнению многих ученых наукой движет не столько рациональное, сколько нечто иррациональное, складывающееся на основе личных предпочтений и культурных традиций. Так, например, Кун утверждает, что с практической точки зрения новая планетарная система Коперника была неудачной; она не отличалась ни большей точностью, ни простотой в сравнении с предшествовавшей ей системой Птолемея. Кёстлер отмечает, что в моделях Коперника и Птолемея можно насчитать от 30 до 80 циклов или эпициклов – все зависит от того, что считать циклом или эпициклом. Находясь на этих позициях, Кун и Кёстлер полагают, что оба великих ученых выбрали ложный критерий простоты.