科学最美妙的地方在于其复杂中的简单，简单中的复杂。对于科学家来说，最幸福的时刻莫过于在复杂事物中"窥探"到背后简单的规律，"火候刚刚好"的几个参数或公式看起来几乎完美无瑕。不过历史上伟大的科学家都是在事实的基础上寻找最简单的理论。
编译 | 王怡博 白德凡
2021年10月5日，"复杂系统"（Complex Systems）这几个大字赫然出现在诺贝尔物理学奖的官方网站上，这是复杂性科学研究第二次获得诺贝尔奖的青睐，同时也将"复杂系统"这个看似陌生的科学词汇推向了舆论的中心。复杂性科学致力于为一些特殊的复杂现象找到最简单的解释规则——事实上，这也是大多数科学家毕生都在实践的理念。为什么科学家一直在追求理论的简单化？
奥卡姆剃刀原理
科学家对简单性的偏爱可以一直追溯到中世纪。奥卡姆的威廉（William of Occam）针对当时繁冗的形而上学争论提出了"如无必要，勿增实体"的主张。后人加以衍生，把这条原则用在了科学理论的构建上，称之为"奥卡姆剃刀原理"（Occam's Razor）。这个原理认为，对于同一个现象的几种有效解释中，我们应该相信最简单的那个。而在此之外添加的各种冗余假设，应当被剃刀给"剃掉"。
所以，假如你路过一所房子，听到了汪汪和喵喵的叫声，那么你应该认为这家人养了狗和猫，而不应该假设他们养了狗、猫和一只不会叫的兔子。当然，兔子也可能是这家人的宠物，但现有的观察信息并不支持这个更复杂的假设。奥卡姆剃刀原理建议我们保持模型的简单性，直到新观测到的现象不足以用现有的模型解释。例如，你又从这户人家的窗口看到一双长长的耳朵，这时你才有必要把兔子加入你的假设中来。
在奥卡姆剃刀原理提出后的几个世纪里，伟大的科学家用这条原理锻造了现代科学。数学家克劳狄·托勒密（Claudius Ptolemy）用一种拜占庭式的复杂理论，给出了以地球为中心的行星运动模型。而哥白尼（Copernicus）反对托勒密的"地心说"而提出的"日心说"，用更少、更简单的运动方程描述了行星的运动现象。事实上，相比于"地心说"，哥白尼的"日心说"最大的优势就在于"简单"。
现代科学的许多进步都涉及到一系列的简化，要么是通过统一以前完全不同的现象，要么是通过消除多余的实体。其中最伟大的实例或许是牛顿提供的，他仅仅用了三条运动定律和一个万有引力公式，就统一了地面和天上的各种运动。而后在19世纪晚期，路德维希·玻尔兹曼（Ludwig Boltzmann）将牛顿定律扩展到微观领域，将热现象简化为原子的运动，由此热现象也遵循牛顿力学了。再后来的爱因斯坦则将空间和时间统一到单一的实体——时空中，实现了物理学中最重要的简化。查尔斯·达尔文（Charles Darwin）和阿尔弗雷德·拉塞尔·华莱士（Alfred Russel Wallace）更是将整个自然世界统一在了一个定律下——自然选择，其中华莱士就提到："理论本身应该是极其简单的。"这些科学家都认为他们的工作是消除不必要的复杂性，为观测到的现象提供一种最简单的解释方案。
为什么要选择简单？
为什么理论越简单，越有可能推动科学的进步？以英国统计学家托马斯·贝叶斯（Thomas Bayes）命名的统计方法贝叶斯推理（Bayesian inference），或许可以解释这一点。使用这套统计方法，我们能够基于不同阶段已知的信息，更新对某一解释、理论或模型的信念程度。
想象你有一个朋友，他有两个骰子。一个是简单的6面立方体，另一个则有60个面，可以掷出60个不同的数字。假设你的朋友秘密地掷出一个骰子，然后告诉你得到的点数，比如是5，你能猜出她更有可能掷出的是哪个骰子吗？就像地心说和日心说都可以解释天文数据一样，.............
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科学最美妙的地方在于其复杂中的简单，简单中的复杂。对于科学家来说，最幸福的时刻莫过于在复杂事物中"窥探"到背后简单的规律，"火候刚刚好"的几个参数或公式看起来几乎完美无瑕。不过历史上伟大的科学家都是在事实的基础上寻找最简单的理论。 编译|王怡博白德凡 2021年10月5日，"复杂系统"（ComplexSystems）这几个大字赫然出现在诺贝尔物理学奖的官方网站上，这是复杂性科学研究第二次获得诺
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