Článek
Zabývat se filosofií vědy by se mohlo zdát zcela zbytečné. Leč opak je podle mě pravdou. Představme si vědecký výzkum jako kuchyni v restauraci, kam občas zajdete na sváteční oběd. Vědci jsou v naší analogii kuchaři vedeni zkušeným šéfkuchařem, vedoucím vědcem (v anglofonních zemích jím je velmi autonomní tzv. Principial investigator). Je to člověk, který rozhoduje o podobě menu. Řídí si svůj tým. Občas dokonce poskytne rozhovor do časopisu o tom, co ho inspirovalo k vytvoření toho či onoho výborného jídla. A když je to dobrý kuchař, raději než o technickém popisu přípravy pohovoří o chuti jídla. Vy jste si totiž přišli pochutnat. Zde musím složit poklonu všem kuchařům hovořícím veřejně o vaření. Byli to právě oni, kdo položili základy popularizace vědy. Když chci popularizovat nějaký výzkum, představuji si, jak kuchař popisuje hostům pokrm. Představuji si, jak by mohl můj výzkum lidem chutnat.
To bychom měli kuchaře, šéfkuchaře a hosty. V každé slušné restauraci mají i číšníky, protože kuchaři nemají zas tolik času a někdy ani talentu hovořit s lidmi o chuti jídla. V posledních letech se objevila i u nás řada číšníků vědy - vědeckých novinářů, kteří jsou opravdu excelentní a ukazují, že tvoří spojení mezí společností a vědci, které je nenahraditelné (dovolím si zmínit trojici vědeckých novinářů, jejichž práce mě extrémně baví - Pavlu Hubálkovou, Jiřího Burýška a Petra Koubského). Vidíte, opět něco, kde se restaurace vědy poučila! Věda je zde pro lidi. Na to občas zapomínáme. K čemu jídlo, když si na něm nikdo nepochutná? A k čemu objevy a poznatky, když nezlepší (třeba jen filosoficky) lidský život?
A teď už k tomu, na co se nejvíc zapomíná. Na filosofii vědy. Což je v naší restauraci kdo? Hygiena! Kdybychom vařili bez základních pravidel nutných pro existenci pravdivé a efektivní vědy, mohli bychom uvařit jídlo nedobré či rovnou jedovaté! Filosofie a metodologie vědy jsou rozsáhlé obory, ve kterých se člověk musí vzdělávat celý život. Rád bych vás přesto seznámil alespoň s jedním ze dvou zcela základních pojmů, které bych zařadil do kurzu Filosofie vědy 101 (číslem 101 se v anglofonních zemích označují úvodní kurzy). Kurzu, který bych doporučil každému, protože věda je způsob systematického poznávání světa doplňující se s poznáním uměleckým a duchovním. Každý z nás ve svém životě poznává, stejně jako každý z nás doma vaří. A většina z nás nečeká, že budeme vařit na profesionální úrovni, stejně jako se od většiny lidí neočekává, že amatérsky povedou špičkový výzkum, leč to není důvod se nesnažit doma vařit dobře.
Dnešním tématem Filosofie vědy 101 bude Occamova břitva, která reprezentuje princip logické úspornosti. Vesmír je obrovský, jak se praví v 5. epizodě 29. série The Simpsons: „… je tak obrovský, že by se do něj vešly všechny stadiony na americký fotbal, a to včetně parkovišť.“ Chceme-li poznat vesmír okolo nás, musíme postupovat systematicky. Musíme pomocí pomyslné břitvy odříznout nadbytečné předpoklady, nadbytečné informace v našem modelu světa. Jen tak můžeme být efektivní v procesu poznávání. Vrátíme-li se do pomyslné kuchyně, modelem jsou jednotlivé recepty. A nadbytečným předpokladem třeba pokyn, že během přípravy receptu musíte mít puštěnou určitou hudbu.
Svůj přívlastek si tento princip – na jednu stranu triviální v podstatě, ale nesmírně komplexní v důsledcích – zasloužil po svém častém uživateli, anglickém františkánském mnichovi žijícím na přelomu 13. a 14. století [1]. Ovšem pokud by byl princip tak moc triviální, nesetkávali bychom se ve velké míře s pavědou a konspiračními teoriemi. Jedna věc je princip znát, druhá podle něj žít. Jak ale poznáme, které předpoklady jsou nadbytečné a které ne? Na to nám odpovídá vcelku dobře vědecký přístup k Occamově břitvě: „Za platnou teorii považujeme nejjednodušší teorii, která není v rozporu s experimentem.“ [2]
Druhá část věty je zásadní. Occamova břitva nemá sloužit k výběru mezi dvěma teoriemi, které popisují rozdílné jevy. Příkladem nám může být Newtonův a Einsteinův popis gravitace, které popisují jiné domény vesmíru. V běžném lidském životě vystačíme s Newtonovým popisem, jen musíme mít na paměti, že Einsteinův je obecnější a zasahuje širší oblast jevů. Ale pokud u Newtonova popisu určíme doménu platnosti, třeba omezení na rychlosti a síly gravitačních polí, je teorie zcela validní. Newtonův popis vyniká jednoduchostí, a proto by byla škoda ho zatracovat, pracujeme-li s ním správně. Opět, pokud se vrátíme do kuchyně, nechceme rozlišovat jestli je správnější recept na svíčkovou nebo rajskou omáčku. I když jsou to pokrmy podobné sestavy - maso, knedlík, omáčka - chutnají velmi odlišně. A oba jsou dobré. Stejně jako Newtonova a Einsteinova gravitace, záleží na tom, co jste si objednali… a pak můžete posoudit, jestli použitý recept přináší jídlo chutnající tak, jak byste rádi.
Věda formuluje zobecňující teorie na základě konkrétních pozorování a ověřuje platnost těchto teorií. Zásadním arbitrem platnosti modelu v exaktních vědách je experiment, tedy (ne)soulad teorie se světem okolo nás. Occamova břitva nám poskytuje rozsouzení v případě existence teorií ekvivalentních v předpovědích, ale různorodých v předpokladech. Jako příklad si vezměme libovolnou fyzikální teorii a k ní podobnou alternativní teorii. Liší se pouze tím, že alternativa předpokládá navíc existenci částic, které se ale nijak neprojevují a nemůžeme je tedy změřit. Kterou z těchto teorií byste preferovali? Osobně bych si vybral tu, která nepotřebuje dodatečné částice bez měřitelných projevů. Pokud totiž dané částice nemůžou mít jakýkoliv vliv na vesmír, nemá cenu je uvažovat. Pokud jste si také vybrali jednodušší verzi, blahopřeji. Právě jste použili Occamovu břitvu a odřízli nadbytečné.
Pro lepší zapamatování se vraťme k příkladu rajské, kterou si objednáte v restauraci. Na výběr jsou dvě. Skládají se z identických surovin, chutnají stejně. Ale při přípravě jedné z rajských omáček poslouchal šéfkuchař Čajkovského a okolo hrnce zatančil mimo váš zrak Labutí jezero. Z tohoto důvodu bude rajská s neviděným a na chuti nepoznatelným tancem stát dvojnásobek. Kterou rajskou si ráčíte dát?
Posledně, za skvělou pomůcku, jak udržovat Occamovu břitvu v patrnosti, považuji formulaci, která se nejčastěji přisuzuje Albertu Einsteinovi: „Vše by mělo být tak jednoduché, jak jen je to možné, ale ne jednodušší.“ (orig: „Everything should be kept as simple as possible, but no simpler.“) Dokonce jsem takovou formulaci už viděl v rámci vědecké komunity na tričku nebo na síti LinkedIn. Nechte si ji chvilku uležet v hlavě, porovnejte si tuto formulaci s výše uvedenou „vědeckou“ verzí. Přijde vám lepší nebo horší než předchozí formulace? Proč?
Pokud se vám tato definice nelíbí, pak jste se stali skutečnými mistry v užívání Occamovy břitvy! Einsteinova verze nehledě na svou popularitu totiž popírá samu sebe. Poslední věta souvětí je totiž nadbytečná. Nejedná se tedy o definici, jako spíše o demonstraci daného jevu v rámci definice.
Pokud se vám článek líbil, podíváme se někdy v budoucnu i na druhý fundamentální princip, který bych zařadil do Filosofie vědy 101, na Bayesovu větu. Na rozdíl od (a v doplňku k) úspornosti Occamovy břitvy nám Bayesova věta umožňuje spojovat další a další poznatky do jednotného rámce…
Anketa
Bonus: Pokud jste text dočetli až sem, dovolím si poznámku k onomu Einsteinovu citátu. Pár let stará recenze v Nature rozebírá, které citáty lze skutečně přisoudit Albertu Einsteinovi, které ne a které jsou v šedé zóně mis/interpretace. Do šedé zóny patří i mnou výše zmíněné přefrázování Occamovy břitvy. Nicméně danou formulaci považuji za tak zdařilou a humornou, že jsem ochotný nad jejím původem přimhouřit oko. Navíc samotný fakt, že si velmi fundamentální definice dělá legraci sama ze sebe, krásně souzní s osobností a humorem Alberta Einsteina. Každopádně článek o Einsteinových citátech vřele doporučuji jako odpočinkové čtení do víkendového odpoledne či večera pracovního týdne.
Podpůrné zdroje:
[1] Údaje k životu samotného Williama Ockhama/Occama lze čerpat na základní úrovni z anglické či české Wikipedie, popř. v tomto případě z Encyklopedie Britannica:
[2] Existuje řada moderních formulací stejně jako těch původních, mnou uvedená formulace je formulace specifická pro experimentální část přírodních věd. Širší výčet definic a jejich diskusi uvádí např. sekce FAQ (často kladené otázky) matematického oddělení University of California, Riverside:
Pro nejzvídavější čtenáře toto univerzitní FAQ uvádí i odkazy na příslušnou klasickou literaturu.
