The Tyranny of Simple Explanations

Imagine que é um cientista com um conjunto de resultados que são igualmente bem previstos por duas teorias diferentes. Que teoria escolhe?

Esta, diz-se frequentemente, é precisamente onde se precisa de uma hipotética ferramenta formada pelo frade franciscano inglês William de Ockham, um dos mais importantes pensadores da Idade Média, do século XIV. Chamada navalha de Ockam (mais comummente soletrada navalha de Ockam), aconselha-o a procurar a solução mais económica: Em termos leigos, a explicação mais simples é geralmente a melhor.

Navalha de barbear Ockam é frequentemente declarada como uma providência cautelar para não fazer mais suposições do que as absolutamente necessárias. O que William realmente escreveu (na sua Summa Logicae, 1323) é suficientemente próximo, e tem uma economia própria agradável: “É inútil fazer com mais o que se pode fazer com menos”

Isaac Newton mais ou menos reafirmou a ideia de Ockham como a primeira regra do raciocínio filosófico na sua grande obra Principia Mathematica (1687): “Não devemos admitir mais causas de coisas naturais do que as que são verdadeiras e suficientes para explicar as suas aparências”. Por outras palavras, mantenha as suas teorias e hipóteses tão simples quanto elas possam ser, embora ainda contabilizando os factos observados.

Soa a bom senso: Porquê tornar as coisas mais complicadas do que precisam ser? Nada se ganha complicando uma explicação sem algum aumento correspondente do seu poder explicativo. É por isso que a maioria das teorias científicas são simplificações intencionais: Ignoram alguns efeitos não porque não acontecem, mas porque se pensa que têm um efeito negligenciável sobre o resultado. Aplicada desta forma, a simplicidade é uma virtude prática, permitindo uma visão mais clara do que é mais importante num fenómeno.

Mas a navalha de Occam é frequentemente fetichizada e mal aplicada como um farol orientador para a investigação científica. É invocada com o mesmo espírito que o atestado por Newton, que prosseguiu afirmando que “a Natureza nada faz em vão, e mais é em vão, quando menos servirá”. Aqui a implicação é que a teoria mais simples não só é mais conveniente, como se aproxima de como a natureza realmente funciona; por outras palavras, é mais provavelmente a correcta.

Não há absolutamente nenhuma razão para acreditar nisso. Mas era o que Francis Crick estava a fazer quando avisou que a navalha de Occam (que ele equiparava a defender “simplicidade e elegância”) poderia não ser bem adequada à biologia, onde as coisas podem ficar muito confusas. Embora seja verdade que as teorias “simples e elegantes” se têm por vezes revelado erradas (sendo um exemplo clássico a prova imperfeita de Alfred Kempe de 1879 do “teorema das quatro cores” na matemática), também é verdade que teorias mais simples mas menos precisas podem ser mais úteis do que teorias complicadas para clarificar os ossos nus de uma explicação. Não há equação fácil entre simplicidade e verdade, e a cautela de Crick sobre a lâmina de barbear de Occam apenas perpetua conceitos errados sobre o seu significado e valor.

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Os piores usos errados, contudo, fixam-se na ideia de que a lâmina de barbear pode julgar entre teorias rivais. Não encontrei um único caso em que tenha servido este propósito para resolver um debate científico. Pior ainda, a história da ciência é muitas vezes distorcida nas tentativas de argumentar que ela tem.

Tomar o debate entre a antiga visão geocêntrica do universo – em que o Sol e os planetas se movem em torno de uma Terra central – e a teoria heliocêntrica de Nicolau Copérnico, com o Sol no centro e a Terra e outros planetas a movimentarem-se em torno dela. A fim de fazer funcionar a teoria geocêntrica errada, os antigos filósofos tinham de embelezar órbitas planetárias circulares com movimentos circulares mais pequenos chamados epiciciclos. Estes poderiam explicar, por exemplo, a forma como os planetas por vezes parecem, da perspectiva da Terra, estar a executar voltas ao longo do seu caminho.

Afirma-se frequentemente que, no século XVI, este modelo ptolemaico do universo se tinha tornado tão carregado com estes epiciciclos que estava a ponto de se desfazer. Depois veio o astrónomo polaco com o seu universo heliocêntrico, e já não eram necessários mais epiciciclos. As duas teorias explicavam as mesmas observações astronómicas, mas a de Copérnico era mais simples, e por isso a navalha de Occam diz-nos que a preferimos.

Isto é errado por muitas razões. Primeiro, Copérnico não eliminou os epiciciclos. Em grande parte porque as órbitas planetárias são de facto elípticas, não circulares, ele ainda precisava delas (e outros ajustes, como um sol ligeiramente descentrado) para fazer o esquema funcionar. Nem sequer é claro que ele usou menos epiciciclos do que o modelo geocêntrico usou. Num folheto introdutório chamado Commentariolus, publicado por volta de 1514, ele disse que podia explicar os movimentos dos céus com “apenas” 34 epiciciclos. Muitos comentadores posteriores tomaram isto como significando que o modelo geocêntrico deve ter precisado de muito mais do que 34, mas não há provas reais para isso. E o historiador da astronomia Owen Gingerich rejeitou a hipótese comum de que o modelo Ptolemaic era tão epicicloidal que estava próximo do colapso. Ele argumenta que um desenho relativamente simples ainda estava provavelmente em uso na época de Copérnico.

Por isso as razões para preferir a teoria de Copérnico não são tão claras. Parecia certamente mais agradável: Ignorando os epiciciclos e outras modificações, podia-se desenhá-la como um sistema agradável de círculos concêntricos, como Copérnico fez. Mas isto não o tornou mais simples. De facto, algumas das justificações dadas por Copérnico são mais místicas do que científicas: no seu trabalho principal sobre a teoria heliocêntrica, De revolutionibus orbium coelestium, sustentou que era próprio do sol sentar-se ao centro “como se descansasse num trono real”, governando as estrelas como um sábio governante.

Se a navalha de Occam não favorece a teoria de Copérnico em detrimento de Ptolomeu, o que diz ela para o modelo cosmológico que substituiu o de Copérnico: as órbitas planetárias elípticas do astrónomo alemão do século XVII Johannes Kepler? Ao fazer as órbitas das elipses, Kepler livrou-se de todas essas epiciciclos desnecessários. No entanto, o seu modelo não explicava os mesmos dados que Copérnico com uma teoria mais económica; porque Kepler tinha acesso às observações astronómicas melhoradas do seu mentor Tycho Brahe, o seu modelo deu uma explicação mais precisa. Kepler já não estava apenas a tentar perceber a disposição do cosmos. Ele também estava a começar a procurar um mecanismo físico para o explicar – o primeiro passo para a lei da gravidade de Newton.

O ponto aqui é que, como ferramenta para distinguir entre teorias rivais, a navalha de Occam só é relevante se as duas teorias prevêem resultados idênticos mas uma é mais simples do que a outra – o que é dizer, faz menos suposições. Esta é uma situação raramente ou nunca encontrada na ciência. Muito mais frequentemente, as teorias distinguem-se não por fazerem menos suposições, mas sim por fazerem pressupostos diferentes. Não é então óbvio como ponderá-las. De uma perspectiva do século XVII, não é sequer claro que as elipses únicas de Kepler sejam “mais simples” que as epiciciclos de Copérnico. As órbitas circulares pareciam ser uma base esteticamente mais agradável e divina para o universo, pelo que Kepler só as produziu com hesitação. (Ciente disto, até Galileu recusou aceitar as elipses de Kepler.)

Também foi dito que a evolução darwiniana, ao permitir uma única origem de vida da qual todos os outros organismos descendiam, foi uma simplificação do que substituiu. Mas Darwin não foi o primeiro a propor a evolução a partir de um antepassado comum (o seu avô Erasmus foi um desses antecessores), e a sua teoria teve de assumir uma história da Terra muito mais longa do que a daqueles que supunham a criação divina. Claro, um criador sobrenatural pode parecer uma suposição bastante complexa hoje em dia, mas não teria tido esse aspecto na devota era vitoriana.

P>P>Pelos dias de hoje, quer a “hipótese de Deus” simplifique ou não a questão permanece controversa. O facto de que as constantes físicas do nosso universo desportivo, tais como a força das forças fundamentais, que parecem estranhamente afinadas para permitir que a vida exista, é um dos enigmas mais profundos da cosmologia. Uma resposta cada vez mais popular entre os cosmólogos é sugerir que o nosso é apenas um de um vasto, talvez infinito, número de universos com constantes diferentes, e o nosso parece afinado apenas porque estamos aqui para o ver. Há teorias que dão alguma credibilidade a esta visão, mas falta-lhe antes a economia exigida pela navalha de Occam, e não é surpreendente que algumas pessoas decidam que uma única criação divina, com a vida como parte do plano, é mais parcimoniosa.

O que é mais, os modelos científicos que diferem nas suas suposições tipicamente também fazem previsões ligeiramente diferentes. São estas previsões, e não critérios de “simplicidade”, que são de maior utilidade para avaliar teorias rivais. O julgamento pode então depender de onde se olha: Diferentes teorias podem ter forças de previsão em diferentes áreas.

Outro exemplo popular avançado a favor da lâmina de barbear de Occam é a substituição da teoria do phlogiston da química – a ideia de que uma substância chamada phlogiston foi libertada quando as coisas ardem no ar – pela teoria do oxigénio do químico Antoine Lavoisier no final do século XVIII. Contudo, está longe de ser óbvio que, na altura, a noção de que a reacção com oxigénio no ar, em vez da expulsão do clogistão, era mais simples ou mais consistente com os “factos” observados sobre a combustão. Como o historiador da ciência Hasok Chang argumentou, pelos padrões da sua época, “o velho conceito de clogistão não era mais errado e não menos produtivo do que o conceito de Lavoisier de oxigénio”. Mas como com tantas ideias científicas que caíram no esquecimento, foi considerado necessário não só deitá-lo fora, mas também de o vilipendiar e ridicularizar, de modo a pintar um quadro triunfal de progresso da ignorância à iluminação.

P>Só consigo pensar num único caso na ciência em que “teorias” rivais tentam explicar exactamente o mesmo conjunto de factos com base em pressupostos facilmente enumeráveis e comparáveis. Estas não são “teorias” no sentido habitual, mas interpretações: nomeadamente, interpretações da mecânica quântica, a teoria geralmente necessária para descrever como os objectos se comportam à escala dos átomos e das partículas subatómicas. A mecânica quântica funciona excessivamente bem como uma teoria matemática para prever fenómenos, mas ainda não há acordo sobre o que ela nos diz sobre o tecido fundamental da realidade. A teoria não prevê o que irá acontecer numa experiência ou observação quântica, mas apenas quais são as probabilidades dos vários resultados. Contudo, na prática, vemos apenas um único resultado.

Como é que então passamos do cálculo das probabilidades à antecipação de observações definitivas e únicas? Uma resposta é que existe um processo chamado “colapso da função da onda”, através do qual, de todos os resultados permitidos pela teoria quântica, emerge apenas um na escala de tamanho que os humanos podem perceber. Mas não está nada claro como ocorre este putativo colapso. Alguns dizem que é apenas uma ficção conveniente que descreve a actualização subjectiva dos nossos conhecimentos quando fazemos uma medição-corrente como a forma como todas as 52 probabilidades para a carta superior de um colapso de uma embalagem baralhada se reduzem a apenas uma quando olhamos. Outros pensam que o colapso da função das ondas pode ser um verdadeiro processo físico, um pouco como a decadência radioactiva, que pode ser desencadeado pelo acto de procurar com instrumentos à escala humana. Seja como for, não há receita para isso na teoria quântica; precisa de ser acrescentada “à mão”

No que parece uma interpretação mais económica, proposta pela primeira vez pelo físico Hugh Everett III em 1957, não há qualquer colapso. Em vez disso, todos os resultados possíveis são realizados – mas acontecem em universos diferentes, que “se dividem” quando é feita uma medição. Esta é a Interpretação de Muitos Mundos (MWI) da mecânica quântica. Vemos apenas um resultado, porque nós próprios também nos dividimos, e cada cópia só consegue perceber eventos num mundo.

É uma prova da confusão dos cientistas sobre a navalha de Occam que foi invocada tanto para defender como para atacar a MWI. Alguns consideram esta proliferação incessante e desconcertante de universos como sendo a antítese do princípio de economia de William of Ockham. “No que diz respeito à economia do pensamento … nunca houve nada na história do pensamento tão flagrantemente contrário à regra de Ockham como os muitos mundos do Everett”, escreve o teórico quântico Roland Omnès em The Interpretation of Quantum Mechanics. Outros que favorecem a onda MWI de tais críticas dizem que a navalha de Occam nunca foi um critério vinculativo de qualquer forma. E ainda outros defensores, como Sean Carroll, um cosmólogo do Instituto de Tecnologia da Califórnia, salientam que a navalha de Occam se destina apenas a aplicar-se às suposições de uma teoria, não às previsões. Porque a Interpretação de Muitos Mundos é responsável por todas as observações sem a suposição adicional de colapso da função da onda, diz Carroll, a MWI é preferível – segundo a lâmina de barbear de Occam – às alternativas.

Mas tudo isto é apenas um apelo especial. A lâmina de barbear de Occam nunca se destinou a equiparar a natureza a um núcleo de verdade bonito e parcimonioso. Porque a ciência é tão difícil e confusa, o fascínio de um instrumento filosófico para abrir caminho ou podar a mata é óbvio. Na sua prontidão para encontrar aplicações espúrias da navalha de Occam na história da ciência, ou para alistar, despedir, ou reformular a navalha à vontade para sustentar as suas preferências, os cientistas revelam a sua sedução por esta visão.

Mas devem resistir-lhe. O valor de manter os pressupostos no mínimo é cognitivo, não ontológico: ajuda-o a pensar. Uma teoria não é “melhor” se for mais simples – mas pode muito bem ser mais útil, e isso conta para muito mais.