تیغ اُکام چیست و چرا شرح ساده تر معمولاً درست تر است؟
به گزارش جعبه مهر، گاهی برای شرح یک اتفاق ساده، فکر ما راه های طولانی را انتخاب می نماید. وقتی ماشین روشن نمی گردد، فوری به خرابی های بزرگ فکر می کنیم، در حالی که ممکن است فقط باتری ضعیف باشد. یا اگر صدایی در خانه می شنویم، احتمال های عجیب به فکر می آید، در حالی که شاید صرفاً پنجره نیمه باز است. همین تجربه های روزمره، در دل خود یک اصل قدیمی دارند که با نام تیغ اُکام شناخته می گردد.
تیغ اُکام اصل ساده ای است که می گوید اگر دو شرح برای یک پدیده داشته باشیم و هر دو قدرت شرح و پیش بینی یکسانی داشته باشند، شرح ساده تر معمولاً قابل اعتمادتر است. این اصل به ما یاری می نماید قبل از رفتن به سمت فرض های بزرگ و پرهزینه، نخست احتمال های کم هزینه تر را آنالیز کنیم. کاربرد تیغ اُکام فقط در فلسفه نیست. در علم، پزشکی، برنامه نویسی و حتی در قضاوت های روزمره می تواند راهنما باشد. به همین خاطر، جست وجوی تیغ اُکام چیست در زندگی روزمره برای بسیاری از کاربران مجذوب نماینده شده است.
در پسِ این ایده، تاریخچه ای طولانی وجود دارد که از اندیشه های فلسفی آغاز شده و به روش علمی مدرن رسیده است. فهم این اصل به ما یاری می نماید هم کمتر دچار اشتباه شویم، هم بتوانیم بهتر فکر کنیم. شگفتی ماجرا این است که گاهی ساده سازی درست، به عمق بیشتری منتهی می گردد. در ادامه، قدم به قدم به این اصل نگاه می کنیم، کاربردهایش را می سنجیم و می بینیم چگونه می تواند به تصمیم های روزمره شکل عاقلانه تری بدهد.
1- از ویلیام اُکام تا امروز: شکل گیری یک اصل ساده اما اثرگذار
تیغ اُکام به ویلیام اُکام، فیلسوف انگلیسی سده چهاردهم نسبت داده می گردد. او می گفت وقتی می توانیم یک پدیده را با فرض های کمتر شرح دهیم، اضافه کردن فرض های تازه کار درستی نیست. در متن های فلسفی، این اصل با جمله لاتین Numquam ponendo est pluritas sine necessitate بیان شده که معنای آن این است که نباید بی دلیل چیزهای اضافی را وارد شرح کرد.
این ایده بعدها با سنت فلسفی پیش از اُکام پیوند خورد. ارسطو در طبیعیات گفته بود طبیعت کوتاه ترین راه را انتخاب می نماید. این اندیشه به تدریج تبدیل به یک قاعده عملی شد. یعنی پژوهشگر وقتی با چند شرح روبه رو است، ابتدا به سراغ ساده ترین شرح می رود. این کار نه از سر تنبلی، بلکه برای کاهش خطا است. هرچه تعداد فرض ها بیشتر باشد، احتمال اشتباه در یکی از آنها بالاتر می رود.
با پیشرفت علوم، تیغ اُکام در کنار روش علمی نهاده شد. دانشمندان هنگام ساختن مدل های آزمایشی، کوشش می نمایند از متغیرهای زائد پرهیز نمایند. در زبان علوم، به این کار مینیمالیسم نظری یا پرهیز از پیچیدگی غیرضروری می گویند. وقتی مدل با تعداد فرض کمتر، همان توان پیش بینی را دارد، ارزش علمی بیشتری پیدا می نماید. به این ترتیب، تیغ اُکام پلی میان فلسفه، علم و تفکر روزمره ساخته است.
2- چرا شرح ساده تر احتمالاً درست تر است: نگاه آماری و منطقی
تیغ اُکام یک قانون قطعی نیست، بلکه یک راهنمای اندیشه است. منطق آن بر آمار و احتمال تکیه دارد. فرض کنید دو نظریه برای یک پدیده وجود دارد و هر دو تمام داده ها را شرح می دهند. نظریه اول سه فرض دارد. نظریه دوم پنج فرض. اگر هر فرض احتمال خطای کوچکی داشته باشد، جمع این احتمال ها در نظریه دوم بیشتر می گردد. بنابراین، احتمال نادرست بودن نظریه پیچیده تر بالاتر می رود. این ایده در زبان آمار با مفهوم احتمال پسین یا پُستِریور (Posterior Probability) شرح داده می گردد.
در یادگیری ماشین و مدل سازی، گاهی مفهوم اُوِرفیتینگ (Overfitting) مطرح می گردد. یعنی مدلی که برای شرح داده ها بیش از حد پیچیده شده، روی جزئیات تصادفی تمرکز می نماید و در مواجهه با داده های تازه عملکرد خوبی ندارد. تیغ اُکام یاری می نماید چنین خطایی کمتر رخ دهد.
این اصل البته به معنای فزونی همیشگی سادگی نیست. جمله مشهور آلبرت اینشتین که می گوید همه چیز باید تا حد امکان ساده باشد، اما نه ساده تر، هشداری دقیق است. ساده سازی نباید به حذف واقعیت های ضروری منجر گردد. تیغ اُکام یادآوری می نماید ابتدا ساده ترین شرح را بیازماییم، سپس اگر ناکافی بود، به سراغ پیچیدگی برویم. این ترتیب فکری، عاقلانه تر است.
3- تیغ اُکام در زندگی روزمره: از پزشکی تا تعمیرات خانه
وقتی پزشک با مجموعه ای از نشانه ها روبه رو می گردد، معمولاً ابتدا به سراغ رایج ترین و ساده ترین دلیل می رود. اگر سردرد، خستگی و بی قراری وجود دارد، پیش از فرض بیماری های نادر، احتمال کمبود خواب یا استرس آنالیز می گردد. این رویکرد که در پزشکی به اصول تشخیصی مبتنی بر احتمال ها نزدیک است، نمونه روشن کاربرد تیغ اُکام است.
در دنیای فناوری، برنامه نویس ها می دانند خطاهای نرم افزاری اغلب به دلیل های ساده برمی گردند. یک نقطه ویرگول جا افتاده یا تنظیم غلط یک پارامتر. بنابراین قبل از متهم کردن کل سامانه، ابتدا ساده ترین قطعات آنالیز می گردد. همان منطق در مهندسی نیز دیده می گردد. وقتی دستگاهی کار نمی نماید، اول اتصال برق یا فیوز آنالیز می گردد.
حتی در تصمیم های روزمره هم این اصل به ما یاری می نماید. اگر دوستی به پیغام ما پاسخ نمی دهد، قبل از نتیجه گیری های پیچیده، بهتر است احتمال های ساده را در نظر بگیریم: شاید درگیر بوده یا اینترنت نداشته است. تیغ اُکام در اینجا ابزاری اخلاقی نیز هست. چون ما را از نسبت دادن نیت های سنگین به دیگران بازمی دارد.
4- خط باریک میان سادگی و ساده اندیشی: کجا باید احتیاط کرد
تیغ اُکام اگر افراطی استفاده گردد، می تواند ما را به ساده سازی افراطی برساند. در بعضی حوزه ها، واقعیت ذاتاً پیچیده است. مثلاً در زیست شناسی تکاملی، چند دلیل مختلف می توانند هم زمان یک ویژگی را شکل دهند. در چنین مواردی، حذف دلیل های واقعی به بهانه سادگی اشتباه است.
در حوزه فلسفه دین نیز همین مسئله اتفاق افتاده است. بعضی فیلسوفان مانند ریچارد داوکینز استدلال نموده اند که افزودن خدا به شرح دنیا، یک فرض اضافی است که باید کنار گذاشته گردد. در مقابل، فیلسوفانی مانند ریچارد سوئین برن معتقدند وجود خدا ساده ترین شرح برای تجربه های دینی است. این اختلاف نشان می دهد تیغ اُکام بیشتر یک قاعده راهنما است تا حکمی نهایی.
در نهایت، این اصل می گوید: در شرایط مساوی، انتخاب ساده تر منطقی تر است. اما تشخیص شرایط مساوی خود نیازمند دقت علمی و فکر منتقد است. بنابراین تیغ اُکام ابزار تفکر است، نه جایگزین تفکر. کسی که این مرز را می شناسد، هم از پیچیدگی بی دلیل دور می ماند و هم از ساده نگری.
5- تیغ اُکام در علم: از فرض های کمتر تا پیش بینی دقیق تر
در پژوهش علمی، تیغ اُکام نقش یک راهنمای آرام اما دائمی دارد. وقتی دانشمندان برای یک پدیده چند مدل ارائه می نمایند، مدلی ارزشمندتر است که با فرض های کمتر همان توان شرح و پیش بینی را داشته باشد. این ترجیح، ریشه در منطق تجربی دارد. هر فرض تازه، یک جای خطای تازه ایجاد می نماید. وقتی این فرض ها جمع شوند، احتمال خطای کلی بالا می رود. به همین خاطر، در بسیاری از شاخه های علم از جمله فیزیک نظری، زیست شناسی و علوم شناختی، از اصل سادگی یا پارسیمُنی (Parsimony) به شکل عملی استفاده می گردد.
در آمار، ابزارهایی مانند معیار اطلاعات آکائیکه (Akaike Information Criterion) و معیار اطلاعات بیزین (Bayesian Information Criterion) ساخته شده اند تا به زبان ریاضی شرح دهند که چرا مدل ساده تر، اگر همان مقدار داده را شرح دهد، ترجیح دارد. این ابزارها فرمولی هستند، اما ایده درونی شان همان تیغ اُکام است. یعنی پاداش دادن به شرحِ دقیق، همراه با جریمه برای پیچیدگی غیرضروری.
در یادگیری ماشین، این اصل با موضوع جلوگیری از اُوِرفیتینگ (Overfitting) هم معنی می گردد. مدلی که برای هر جزئیات کوچک یک پارامتر اضافه می نماید، شاید روی داده های گذشته بی نقص به نظر برسد، اما روی داده های تازه دچار خطا می گردد. تیغ اُکام به ما یاد می دهد که شرح کافی بهتر از شرح پر از جزئیات زائد است. این طرز فکر، علم را به سمت نظریه هایی می برد که هم مختصرند، هم قابل آزمون، هم قابل تکرار.
6- تیغ اُکام و برنامه نویسی: وقتی کُد ساده تر، پایدارتر می گردد
در دنیای نرم افزار، مهندسان همواره با تصمیم هایی روبه رو هستند که یک راه کوتاه و یک راه پیچیده پیش پایشان می گذارد. کدی که با ده ها شرط و تابع اضافی نوشته می گردد، شاید در نگاه اول کامل تر باشد، اما نگهداری و اشکال زدایی آن سخت می گردد. تیغ اُکام اینجا به شکل اصل سادگی طراحی (Simplicity) دیده می گردد.
وقتی یک خطا رخ می دهد، برنامه نویسان با الهام از اصل کیس (KISS: Keep It Simple, Stupid) ابتدا در پی دلیل های ساده تر می گردند. آنالیز پیکربندی، متغیرها، و مسیرهای اصلی، اغلب مشکل را آشکار می نماید. تنها اگر این لایه ها پاسخی ندهند، سراغ سناریوهای پیچیده تر می روند. این ترتیب، زمان را کاهش می دهد و از بازنویسی پرهزینه جلوگیری می نماید.
در طراحی معماری نرم افزار نیز تیغ اُکام فعال است. وقتی می توان یک سامانه را با دو سرویس اصلی اداره کرد، افزودن پنج سرویس دیگر فقط ریسک، وابستگی و مصرف منابع را بالا می برد. چنین پیچیدگی هایی ممکن است در کوتاه مدت پیشرفته به نظر برسند، اما در بلندمدت ثبات سیستم را کاهش می دهند. تیغ اُکام به برنامه نویس یادآوری می نماید که هدف اصلی، حل مسئله با کمترین وابستگی و بیشترین شفافیت است. این همان جایی است که سادگی به کیفیت تبدیل می گردد.
7- تیغ اُکام در اندیشه و اخلاق تصمیم گیری: چگونه منصفانه تر قضاوت کنیم
تیغ اُکام تنها ابزار علمی نیست، بلکه در قضاوت های انسانی نیز راهنماست. وقتی رفتار کسی برایمان مبهم است، فکر، سناریوهای پیچیده می سازد. اما اصل شرح ساده تر به ما یاد می دهد ابتدا احتمال های عادی را آنالیز کنیم. شاید تأخیر همکار به خاطر ترافیک بوده، نه بی احترامی. شاید اشتباه یک دوست ناشی از خستگی بوده، نه قصد بد. این نگاه، به اصل خیربینی یا هانست اینتِرپرتِیشن (Honest Interpretation) نزدیک است.
در ارتباطات اجتماعی، این طرز تفکر تنش ها را کم می نماید. ما کمتر قضاوت عجولانه می کنیم و بیشتر به شواهد واقعی تکیه می کنیم. البته این به معنای ساده لوحی نیست. اگر نشانه های جدی وجود داشته باشد، باید شرح های پیچیده تر را هم آنالیز کرد. اما آغاز از ساده ترین شرح معقول عادتی است که بسیاری از سوءتفاهم ها را بی اثر می نماید.
در سیاست، رسانه و شبکه های اجتماعی، تیغ اُکام می تواند سپری در برابر تئوری های توطئه باشد. بسیاری از این روایت ها، دنیا را با طرح هایی پیچیده و هماهنگ نشان می دهند، در حالی که واقعیت معمولاً ترکیبی از اشتباهات انسانی، تصادف ها و روندهای ساده تر است. استفاده از تیغ اُکام یاری می نماید به جای هیجان زدگی، در پی شواهد روشن باشیم و تصمیم های اخلاقی تری بگیریم.
خلاصه نهایی
تیغ اُکام می گوید وقتی چند شرح برای یک پدیده داریم و همه آنها قدرت تبیین مشابهی دارند، شرح ساده تر معمولاً قابل اعتمادتر است. این اصل بر پایه احتمال و منطق بنا می گردد و نشان می دهد هر فرض اضافی، یک نقطه خطای احتمالی اضافه می نماید. در علم، از مدل های آماری تا یادگیری ماشین، تیغ اُکام به ساخت نظریه هایی یاری می نماید که هم دقیق اند و هم از پیچیدگی بی دلیل دور می مانند. در زندگی روزمره، این اصل ما را تشویق می نماید قبل از فرض های عجیب، نخست سراغ دلیل های معمول برویم و با فکری آرام تر تصمیم بگیریم. در برنامه نویسی و مهندسی، سادگی باعث پایداری و نگهداری بهتر سیستم ها می گردد و خطاهای پنهان را کمتر می نماید. با این حال، تیغ اُکام قانون قطعی نیست و نباید ما را به ساده انگاری برساند، زیرا بعضی پدیده ها واقعاً چنددلیلی و پیچیده هستند. ارزش واقعی این اصل در این است که ترتیب اندیشیدن را سامان می دهد: نخست سادگی را بیازماییم، سپس اگر ناکافی بود، به پیچیدگی منظم و مستند رو کنیم.
سؤالات رایج (FAQ)
تیغ اُکام چیست؟
تیغ اُکام اصلی فلسفی است که می گوید میان چند شرحِ هم قدرت، شرح ساده تر معمولاً بهتر است. این اصل راهنمای تفکر است نه قانون مطلق.
آیا تیغ اُکام همواره درست کار می نماید؟
خیر. وقتی داده ها نشان می دهند پدیده واقعاً پیچیده است، ساده ترین شرح کافی نیست. این اصل فقط نقطه آغاز منطقی است.
چرا تیغ اُکام در علم مهم است؟
زیرا به دانشمندان یاری می نماید مدل هایی بسازند که هم دقیق اند، هم آزمون پذیر. مدل های خیلی پیچیده، بیشتر در معرض خطا و اُوِرفیتینگ قرار می گیرند.
کاربرد تیغ اُکام در زندگی روزمره چیست؟
در تصمیم های ساده مانند تشخیص دلیل یک مشکل یا قضاوت درباره رفتار دیگران، ما را به سمت احتمال های معمول می برد و از برداشت های عجیب دور می نماید.
رابطه تیغ اُکام با آمار چیست؟
در آمار، مدل های ساده تر اغلب احتمال پسین بهتری دارند، وقتی همان داده ها را شرح می دهند. این ایده به زبان ریاضی، همان روح تیغ اُکام است.
آیا تیغ اُکام به معنای بی توجهی به جزئیات است؟
نه. جزئیات ضروری باید باقی بمانند. تیغ اُکام فقط بخش های غیرضروری را حذف می نماید تا تصویر کلی روشن تر گردد.
دکتر علیرضا مجیدی
پزشک، نویسنده و بنیان گذار وبلاگ خبرنگاران
دکتر علیرضا مجیدی، نویسنده و بنیان گذار وبلاگ خبرنگاران .
با بیش از 20 سال نویسندگی ترکیبی مستمر در زمینهٔ پزشکی، فناوری، سینما، کتاب و فرهنگ.
باشد که با هم متفاوت بیاندیشیم!
دربارهٔ علیرضا مجیدی در خبرنگاران