Occamin partaveitsi
Sovellukset > Tieteellinen menetelmä

Occamin partaveistä voidaan käyttää tieteellisen menetelmän apuna tilanteessa, jossa kaksi teoriaa selittävät saman havaintoaineiston yhtä hyvin. Tällöin teorioista valitaan vähiten oletuksia edellyttävä vaihtoehto. Occamin partaveitsi-periaatteen tarkoitus on ehdottaa yksinkertaisempien teorioiden harkintaa (monista syistä) kunnes monimutkaisempien teorioiden todistusvoima kykenee ylittämään yksinkertaisuuden periaatteen. Yksinkertaisin teoria on siten usein heikoin teoria, jonka tehtävänä on lähinnä siirtää todistuksen taakka monimutkaisempien teorioiden esittäjille.
Tieteessä Occamin partaveistä käytetään joskus myös heuristisena sääntönä (”nyrkkisääntönä”), joka ohjaa tieteilijöitä teoreettisten mallien kehittämisessä, kuin sääntönä, joka auttaisi tekemään valintoja kahden kilpailevan mallin välillä. Tieteellisenä menetelmänä Occamin partaveitsi ilmaisee tietoteoreettista, ontologista ja heuristista keskustelutapaa, ei loogista periaatetta tai tieteellisen tutkimuksen lopputulosta.
Fysiikassa säästäväisyyden periaate on ollut tärkeä heuristinen periaate muun muassa Albert Einsteinin yleisen suhteellisuusteorian muotoilussa, Pierre Louis Maupertuis'n ja Leonhard Eulerin pienimmän vaikutuksen periaatteen kehityksessä ja soveltamisessa sekä Louis de Broglien, Richard Feynmanin ja Julian Schwingerin kvanttimekaniikan kehityksessä. Kemiassa Occamin partaveitsi on usein tärkeä heuristinen periaate reaktiomekanististen mallien kehittämisessä. Vaikka periaate onkin hyödyllinen reaktiomekanististen mallien kehittämisessä, sen on kuitenkin havaittu epäonnistuvan valitsemisessa julkaistujen mallien välillä.
Occamin partaveitsi on usein säilyttävä, ”normaalitiedettä” ylläpitävä työkalu. On kuitenkin poikkeuksia, jolloin periaatteen soveltaminen on tehnyt tieteilijästä tieteen vastentahtoisen vallankumouksellisen; esimerkiksi Max Planck muotoili nykyisesti hyväksytyn kvanttihypoteesinsa ja piti siitä kiinni hyödyntäen Occamin partaveitsen logiikkaa. On kuitenkin myös tapauksia, joissa periaatteen väärinkäyttö on tukahduttanut tai hidastanut tieteellistä kehitystä johtuen lähinnä haluttomuudesta hyväksyä monimutkaisempia teorioita havaintoaineiston selittäjäksi. Esimerkiksi DNA hylättiin alun perin geneettisen informaation kantajana; kantajaksi oletettiin proteiinit, koska selitys vaikutti vielä tuolloin yksinkertaisemmalta.
Occamin partaveitsi on looginen periaate, joka mukaan tieteilijä arvioi todennäköisesti yksinkertaisimmat mahdolliset selitykset havaintoaineistolle. Yksinkertaisuus ja monimutkaisuus ovat kuitenkin suhteellisia käsitteitä, joiden merkitys riippuu asiayhteydestä jossa niitä sovelletaan ja soveltajan ymmärryksestä. Ilman objektiivista kriteeriä yksinkertaisuudelle Occamin partaveitsi itsessään ei tue objektiivisten valintojen tekemistä.
Eräs esimerkki on 1800-luvun fysiikan ongelma sähkömagneettisten aaltojen etenemisestä avaruudessa. Voi vaikuttaa siltä, että on monimutkaisempaa olettaa erillinen valon väliaine, eetteri, kuin katsoa valon yksinkertaisesti etenevän tyhjiössä. Kaikki aiemmin tunnetut aallot kuitenkin etenivät jonkin fysikaalisen aineen välityksellä, ja monien fyysikkojen mielestä vaikutti pitkään yksinkertaisemmalta postuloida erillinen aine kuin muodostaa teoria siitä, miten aallot kulkisivat ilman välittäjäainetta. Myöhemmin ajatus eetterin olemassaolosta hylättiin.
Tieteen historia on osoittanut Occamin partaveitsen kannustaneen monimutkaisempien teorioiden esittäjiä tukemaan väitteitään uusin todistein eikä tukeutua yksinomaan kulloinkin käytettävissä olevaan aineistoon. Vaikka kulloinkin käytettävissä olevan aineiston kanssa yhteensopivista teorioista suositaan usein yksinkertaisinta, ne saattavat kehittyä ajan kanssa monimutkaisiksi, kun todisteita uusista havainnoista tehdään. Lisäksi eräs teorioiden piirre on, että teoria voi kehittyä yhä monimutkaisemmaksi rakenteensa (tai syntaksinsa) puolesta, kun sen ontologia (tai semantiikka) kehittyy samalla yksinkertaisemmaksi, tai päinvastoin. Eräänä esimerkkinä on usein mainittu suhteellisuusteoria.
Occamin partaveitsen ongelma on mahdollinen subjektiivisuus periaatteen hyödyntämisessä. Yksinkertainen teoria yhdestä maailmankuvasta näyttäytyy helposti yksinkertaisena, selkeänä, loogisena ja jopa itsestään selvänä, joka kyseenalaistaa sen kanssa ristiriitaiset, monimutkaisemmat teoriat, varsinkin jos ne vaativat lisäksi käsittämättömiä selityksiä ja järjettömiä lisäoletuksia. Occamin partaveitsi saattaa siten muuttua "ennakkoluulojen peiliksi".
Jos useampi malli jostain luonnonlaista tekee täysin samat testattavissa olevat ennusteet, ne ovat samoja, eikä säästäväisyyden periaatetta tällöin tarvita niiden välillä valitsemiseksi. Esimerkiksi Newtonin, Hamiltonin ja Lagrangen mekaniikka ovat yhtäpitäviä. Fyysikot eivät ole kiinnostuneita hyödyntämään Occamin partaveistä sanoakseen, että kaksi malleista olisi vääriä. Vastaavasti ei ole tarvetta valita kvanttimekaniikan aalto- ja matriisimuotoilujen välillä.