关于因果关系

arhooUID: 180462

不知道大家是不是和我一样对“因果关系”有着很深的困惑。它到底是什么样一种关系？有什么涵义？如何substantiate或者weaken因果关系？
我现在是没时间看Hume或Kant的书了，再说尤其是Kant晦涩难懂。在网上找找资料，无意间发现一些东西，贴过来。同我一样有困惑的同学可以参考参考


来自：http://alumni.nctu.edu.tw/~sinner/science/talk/scienceList_5.htm

因果關係的概念

作者；吳文成

　　科學的某些核心概念是一個歷史範疇，都曾經在不同的時期有著不同的意義與表述，諸如因果性（因果關係）、決定論、非決定論、確定性、非確定性、必然性與偶然性等等，它們都從某個角度反映了科學的本質，同時我們對它們的理解與詮釋，也打上了深深的歷史烙印。筆者期望有時間能夠用好幾個篇幅來討論這些詞彙，首先來談談因果關係的概念，因果問題在當代物理學之中有著極為激烈的爭論，在這裡，筆者只先討論與上一篇的歸納問題相關的一些部分。

　　因果關係作為人們認識世界與解釋事物發展變化的一種方式，可以追溯到久遠的年代，人類的文明發展與智慧結晶在一定意義上，就表現為人們對世間萬物因果聯繫的理解與運用。愛因斯坦曾經提到：「西方科學是建立在以因果律為基礎的形式邏輯之上。」作為科學家最經常運用的因果概念，就受到科學哲學家的極大關注。讓我們來看看「石頭砸碎窗戶」這個實例，當多數人說事件Ｂ（窗戶破碎）起因於事件Ａ（石頭碰撞窗戶）的時候，他們指的是什麼？這有很多種說法，他們可能是說，事件Ａ在某些時間與空間的條件下導致、強制、產生、造成、引起了事件Ｂ。對於說一事件引起了另一事件，其意思是什麼，按照字面上的解釋顯然仍有許多值得探討與釐清的地方。

　　休謨（ David Hume，1711-1776 ）在《人性論》書中用了大量的篇幅考察與釐清因果關係。當時人們普遍認為，因果關係主要包括三個因素：空間上的接近、時間上的先後延續與必然性的聯繫，休謨認為必然性的聯繫這一因素是缺乏根據的，也反覆強調人們關於因果關係的概念，在任何情況下都不是由先驗的推論得來的，而是憑借於經驗與習慣性的聯想。他說：只有在重複了Ａ的發生，而Ｂ總是在其後發生，人們才期待，當下一個Ａ發生時，Ｂ又隨之發生，事實上，人們從未觀察到事件間的必然聯繫
，只是在重複一致地經歷了以上的事例後，就把這個以為是不變的秩序解釋為一種因果秩序，而這種因果關係只是人們擬構起來的習慣、期望與信念，我們總是能夠找到適當的原因來說明所期望的結果。換句話說，人們之所以會認為這一次的Ａ是Ｂ的原因，是因為以前的經驗重複著Ａ發生之後Ｂ接著發生，然後我們又會期待未來Ａ與Ｂ的關係也是如此，但是人們沒有根據在任何已被觀察到的因果序列中，假定包含一種普遍的必然性，也就是說因果性不能等同於必然性。休謨對因果關係提供了一個心理主義的解釋，這是一個很難令哲學家們滿意，卻又帶來巨大震撼的說法。

　　康德（ Immanuel Kant，1724-1804 ）無法容忍休謨的懷疑論與心理主義破壞了自然科學嚴格可靠的基礎，康德於是與休謨展開一場認識論論爭
。雖然康德同意休謨的兩項結論：一是因果關係的基礎不存在於事物本身
，而是來源於認知主體；二是因果關係的所謂必然性不能從經驗中產生。但是康德進一步主張：認識主體自身存在著空間、時間與因果性等等先天形式範疇，這些內在於主體的先驗條件強加於我們的經驗，使得我們的經驗具有結構與秩序，也給予因果關係必然而普遍有效的基礎——這同時保證了自然科學的嚴格可靠性。為了讓自然科學不受懷疑論所抵損，並且保障因果律的客觀確定性，於是康德努力建立起所謂的因果性範疇，力辯因果律乃是主體理解活動之先驗而必然的思維形式，它表現為時間的相繼性
，從而避免了心理主義的結論。康德是基於先驗唯心主義的立場來處理這個問題，但是他是否足以構成對休謨的反駁？其實是不能，康德談的是認識過程中，因為因果性範疇將規律強加於經驗而形成因果概念的必然性，同時連同著「知性」的其他範疇，形成具有確實性與普遍性的科學知識；而休謨談的是人們因為習慣與信念而能夠形成因果概念，同時休謨否定了事物因果關係能夠從過去推論到未來的必然性，而康德無法說明這一點——他們的論述進路迥然不同，康德並未說明主體的先驗範疇如何保障無數後驗關係的必然性，同時人又是如何具有這些先驗的認識條件的，而且是否每個人都具有普遍一致的先驗條件，這也是一個問題。

　　由於休謨觀點的影響，以及因果關係中原因這個概念太過含混，引起一個事件的原因與一個事件賴以產生的背景條件很難明確地區分，所以邏輯經驗主義者大多放棄了因果關係的概念，他們試圖以規律的概念來代替或重新定義因果關係，認為所謂的因果關係就是說明項與被說明項之間具有一種基於規律的演繹關係。我們可以把因果關係的研究看做是對各種科學之中規律的研究，而因果關係是否蘊涵必然性的問題，就可以轉化為規律是否蘊涵必然性的問題。人們論述事件Ｂ由事件Ａ所引起時，實際上說的是根據某種自然規律，連同對事件Ａ的完備描述一起，可以邏輯地演繹出事件Ｂ，它是由一般規律所做出的一個特例。於是人們確立因果關係的時候，首先應當確立一個有關的規律，但是問題是我們如何得到規律，這就必須藉助歸納法，於是因果問題變成了歸納問題，而歸納問題的實質還是在於如何對規律做出一種真正的、必然的因果聯繫的斷言，這顯然又回到原來的問題，同時還牽涉到人類對於事物的認識能力是否完備的問題。儘管對於因果概念的討論範圍被擴大了，但是邏輯經驗主義並沒有對相關的問題有什麼徹底的解決，以致於他們對於歸納問題又分裂成幾個不同的派別，四Ｏ年代以後也興起了反歸納主義的歷史學派。

　　實際上，事物因果關係的客觀確定性在經驗實踐上並不被完全保障。在研究事物因果關係的實際活動中，理論上要求陳述出一切有關的規律，但是這種要求是嚴苛的，人們不可能完全知道所有的規律，這樣一來「事件Ａ引起事件Ｂ」就會由於規律陳述的不完備而不能斷言。例如我們研究路面上的一個汽車事故，我們需要多方面地探究這個事故的原因：路面的狀況，它是否過於光滑或過於崎嶇；是否路邊的某種現象吸引了司機的注意力；是否是汽車本身的構造方面出了問題。為了尋找事故的原因，我們必須分析一切有關的條件，各種不同的條件對於事故的形成都有重要的影響。如果我們希望對這個事故求得一個唯一的原因，那麼依據提出問題的角度，就可能得出很多答案，每一個人只要從他自己的角度去觀察整個情景，他就會找出某種原因。實際上，對事故原因的調查並不能得到唯一的原因，人們給出了一系列不完整的答案，但是不能挑選任何一個單個原因作為唯一原因。在複雜的情形中，存在著許多相關的成分，如果汽車事故與一個先行事件之間產生了一種因果關係，我們說先行事件引起了事故，其意思包括了如果人們已經知道了事前情景與一切有關的規律，就能夠預言事故。因果關係雖然意味著可預言性，但是這種可預言性不意味著實際的與未來的必然性，因為沒有一個人可以知道一切有關的事實與規律，從而因果關係的預言性也就包含了可錯性。




因果关系和逻辑关系
作者；吳文成

　　這是一個複雜的問題，其複雜性在於我們需要從不同的方面來討論與釐清這個議題。讓我們慢慢地考察其中的概念。例如某一天我在戶外扔石頭做打棒球練習，不小心把石頭扔向了小冀的玻璃窗戶，結果玻璃窗戶就破碎了。在旁邊陪我練習的小胖說：石頭砸向窗戶，造成了窗戶破碎；因為石頭砸向窗戶，所以窗戶破碎了；「石頭砸向窗戶」（ｐ）與「窗戶破碎」（ｑ）有因果關係。小胖所說的因果關係指的只是過去的那個特定事件，還是指的是某一類相同的事件？如果小胖指的是前者，而當我們想要驗證那個特定事件的因果關係時，這就是不可能的事，因為我們無法回到過去，而且過去的該事件只是歷史事件，一旦錯過便無法得知它裡面事件之間的組成與細節，從而我們也無法檢討起小胖說的因果關係是對還是不對。所以就一般的立場，或者說，就科學家與哲學家的立場會認為小胖指的是後者：當我們說什麼什麼事件間有因果關係，指的是某一類相同的事件具有因果關係。可是當我們這樣說的時候，是否意味著這樣的因果關係具有必然性？即是否：因為ｐ所以必然造成ｑ的發生？

　　小胖可能不敢這樣認為，他會說這需要做實驗來驗證，也許他丟顆石頭到小俠家，小俠家的玻璃窗戶並不會破。很快地，我們便有問題：我扔石頭到小冀家的窗戶與小胖扔石頭到小俠家的窗戶，這兩個事件是不是有不同？我們所要驗證的是前者的「某一類相同的事件」，還是後者的「某一類相同的事件」？顯然地，我們要先確立一個「標準事件」作為我們所要驗證因果關係的目標，並且要對此「標準事件」做詳實的細節分析，以供我們在爾後重複這一類相同的事件，經過反覆的實驗驗證之後發現沒有例外，我們才能作下陳述：該類相同事件之因果關係是必然的。這裡面有幾點，首先當我們說ｐ與ｑ有因果關係，必定是包括對於過去那個特定事件的描述，而且對於（未來）那一類相同的事件而言，我們可能是想要陳述一個猜測而有待證實的因果假設，或者可能是想要陳述一個經過證實之後的必然事件因果。要從前者達到後者，有幾個條件與過程：我們必須先確認我們想要驗證的「標準事件」是什麼，然後辨認該「標準事件」是否是可重複或可重現的，如果這是肯定的，那麼我們會說該「標準事件」或該因果假設具有可預測性與可證實性，可是這並不代表它一定沒有例外，或者它最後一定可以被證實。到目前為止，我們還沒有從前者達到後者。

　　在反覆的實驗驗證的過程之中，我們可能會質疑自己是否真實而準確地重現了原先的「標準事件」；我們或許會因為某些方便而省略了某些細節；我們也可能會發現當初確認「標準事件」的時候，就輕忽了某些先行條件與先行假設。不管如何，假設我們一再的驗證最後都沒有例外發生，我們便可以歡欣鼓舞地說：因為ｐ所以必然造成ｑ的發生。可是挑剔點，我們應該說的是：到目前為止，在我們的實驗室裡，因為ｐ所以必然造成ｑ的發生。如果我們要鐵齒地說：不管任何地方，也不管過去與未來的任何時候，因為ｐ所以必然造成ｑ的發生。說這樣的斷言好像還必須要其他的假設，例如大自然的重力係數不會改變，石頭與玻璃的物質特徵也不會改變，甚至是需要依賴所謂的「自然齊一律」。我們會發現，我們需要不改變的那些假設還真是多，幾乎是那些與ｐ與ｑ相關的所有外在與內在的細節，一旦回頭看，可能又會發現這些細節也是原先「標準事件」的某些先行條件與先行假設，其中有我們忽略的，也有我們必須要控制的變因，而當初我們並沒有想到。

　　我們總是在經驗的意義上論述著因果關係，尤其對於物理學家而言。我們希望能夠如上述的「從前者達到後者」，對於經驗層次的兩類事件作出陳述：因為ｐ所以必然造成ｑ的發生，然後藉著這樣的陳述釐清事物之間關於因果與量的關係，繼而提出必然的物理定律。但是我們需要對「必然」提出挑剔的檢討，什麼叫做「必然」。「必然」指的是不論世界的狀態如何，該陳述在所有的可能世界都是一致的，而且該陳述沒有被修正的可能。可是經驗中的事件可以「不論世界的狀態如何」嗎？人們對經驗事項與事件因果的認識或證實可以不涉及過去與未來的差異，以及誤差與測量工具之極限的等等問題嗎？

　　有資格來使用「必然」這一性質的，只有在邏輯學的領域（註），例如ｐ→ｑ必然等於～ｑ→～ｐ，適當的變形後即是符號邏輯的異質位換律（Contraposition），雖然說是什麼什麼律，但其實是符號邏輯的置換規則之一，它可以是形式演繹系統的變構規則（ Transformation Rules ）之一或公設（ Axioms ）之一 ，說穿了這種看似直覺的邏輯必然關係只是一種大家都遵守的約定，對於經驗上我們所想要證實的事物關係，著實有十萬八千里的差距。以「必然」在邏輯學的意義而言，我們想要從經驗假設的「
前者」達到（證實到）邏輯必然的「後者」是不可能的任務，經驗就算是可預測的，可是經驗也總是可錯的，經驗與約定不同，約定不需要證實，可是經驗卻需要通過人類認知外界的極限與侷限而永不止盡的反覆驗證，即使我們驗證到一半就說：到目前為止，在我們的實驗室裡，因為ｐ所以必然造成ｑ的發生。這也不是我們一般在邏輯學裡的「必然」意義。


註：形式演繹邏輯體系的「必然」性質，也是可以被檢討的。學者們對於
　　演繹邏輯之設置或基礎的來源有兩種說法，一是來源並且符合於人們
　　的直覺，一是由於符號的約定俗成。如果有機會，我將會在以後的文
　　章中，試圖鬆動從這兩方面而來的邏輯必然性概念。



　　討論到這裡，我想要表達：當我們說經驗層次的什麼與什麼事件之間有因果關係，有兩個意含，一個是猜測而有待證實的因果假設，另一個是有限驗證之後作為可錯的結論的事件因果。就後者，對於經驗事件ｐ與ｑ的因果關係而言，它們永遠無法寫成必然的邏輯形式的「若ｐ則ｑ」（ｐ→ｑ），也就是說，我們所想要的因果關係是經驗的，而永遠不會是邏輯的。其中值得注意的是，作為邏輯命題的ｐ與ｑ必定是有限的複合命題，但是作為經驗命題的ｐ與ｑ卻可能具有說不完的事件細節，例如當我們說ｐ是「石頭砸向窗戶」，這是多麼簡要的句子！實質上它需要包括石頭的許多物理條件，參與者的許多物理條件，使力的許多物理條件、玻璃的許多物理條件與碰撞的許多物理條件，人們有本事說完嗎？人們只是以為自己說完罷了。再者，經驗事件的ｐ與ｑ的關係可能不只是因果的，很可能是非線性地相互作用的，在作用過程中，原本為果的會再變成因來影響彼此，以致於我們很難割裂它們之間的關係。

　　再來談我先前提到的，如果我們要把ｐ→ｑ與因果關係連在一起來談
，有兩個方向的問題：（一）ｐ→ｑ是否可以推出「因為ｐ，所以ｑ」；（二）「因為ｐ，所以ｑ」是否可以推出ｐ→ｑ。換個說法是：（一）蘊涵關係是否就是因果關係；（二）因果關係是否就是蘊涵關係。就我的論述，很顯然，這兩者都是否定的。條件句的蘊涵關係有許多種類，例如實質蘊涵（material implication）、假設性蘊涵（counterfactual conditional）、因致蘊涵（ causal conditional）、 定義蘊涵（ definitional implication）與邏輯蘊涵（ logical implication，又稱為形式蘊涵 formal implication）。我不打算在這裡談這些蘊涵關係的意義，但是在下面想舉例來說明（一）與（二
）為何都是否定的。

　　先以（一）的方面來談。就實質蘊涵而言，例如語句「如果太陽從東邊升起，則吳文成怕蟑螂」是真的，但是我們卻無法表示成因果關係，因為這裡的ｐ與ｑ沒有因果關係中那種引發與被引發的關係。就假設性蘊涵而言，例如語句「如果孔子生於二十世紀，他必會大嘆道德淪喪」，這樣的語句要成立還需要幾個前提，包括「孔子是二十世紀之前一位鼓吹道德的教育家」與「二十世紀人們的道德不符合孔子的道德標準」，不管還有哪些前提，那個語句都不可能表示為因果關係。就因致蘊涵而言，例如語句「如果物體加熱，則該物體會膨脹」，此類蘊涵如果要成立，則需要經驗的證實，也就是說我們不可能先確立此類蘊涵關係，然後再確立為因果關係！就定義蘊涵而言，例如語句「如果張三是單身漢，他一定還沒有結婚」，很顯然地，這是約定的語句，不可能表示為我們經驗上想要的因果關係。就邏輯蘊涵而言，例如語句「如果自然數不是奇數就是偶數，而且自然數ａ不是偶數，則ａ必然是奇數」，這也是一種約定，或者說結論原本就被包含於前提之中，所以也不是所謂的因果關係。基於這些例子，於是我會說：邏輯層次的蘊涵關係推不出經驗層次的因果關係。

　　再來談（二）的方面，這是比較有爭議的部分。假如我們「真的」確立了經驗事件ｐ與ｑ，與這一類相同事件的因果關係，而且這種因果關係是必然而在未來不會錯的，那麼我們便斷言了三件事，即ｐ是真的，ｑ是真的，而且在時序上ｐ是ｑ發生的原因。在這個意義上，我會同意：因果關係有蘊涵關係。這個蘊涵關係必定是邏輯蘊涵，它表現為必然的恆真句
，而沒有基本真值表所定義的真假值變化。但是問題是，我們是否「真的
」可以確立那種「必然而在未來不會錯」的因果關係，我們根本無法這樣「真的」確立，我在前面談了很多，這也是經驗假設與邏輯必然的鴻溝。所以我會說，經驗層次的因果關係推不出（達不到）邏輯層次的邏輯蘊涵關係。如果有學者認為因果關係就是蘊涵關係，那麼這只是過簡的看法，這不僅忽略因果關係的可錯性，也簡化了邏輯蘊涵在符號邏輯學的意義，不過，我們也不應忽視邏輯概念對於因果關係推理的幫助，例如，我們透過蘊涵關係的充分條件、必要條件與充要條件，來理解與類比因果關係當中的事件聯繫方式。

　　再者，必須要強調的是，邏輯蘊涵關係並不具有時序性，可是因果關係卻必定具有時序性。我們不可忘記，時序相承是因果關係成立的必要條件，但是有時序相承的事項之間卻未必有因果關係，例如白晝與黑夜，閃光與雷聲的確時序相承，我們卻不能說它們存在著因果關係。談到了時序性的問題，我們又不免在經驗領域上納悶「因果關係」究竟是什麼，在時序上，因果關係是到哪一種層次的直接或間接聯繫？它究竟指的是事項與事項之間的什麼關係？然而我說過這不會是必然關係（不論世界的狀態如何，該陳述在所有的可能世界都是一致的），也不會是例證普遍而絕對不會錯的規律。另一方面，我們可以再思考的是：作出一條（有限驗證之後的）因果關係的結論，是否需要連帶確立所有相關其他的因果關係？在一條因果關係的假設之中是否包含了其他更多有待確立的因果關係？這些討論還可以延伸許多重要的議題，有空再慢慢來討論。




另外，看到一句话也摘下来了：“概率的因果”试图提供一些哲学理论，用以刻画概率论中所谓的“因”和“果”之间的关系。此理论发展的主要动机是得到一个与物理的决定论对立的因果理论——其中心思想是“因”只提高“果”的概率,其他保持不变。  （这一点大家因该在学statistics的方差分析和回归分析的时候有所体会吧。）

阿莱UID: 190806

好文

谢谢分享呢

arhooUID: 180462

还是不要脸一点自己顶上来算了

delta496UID: 193816

我一般从两方面考虑
1. A和B一点关系都没有
2. A和B有一定的关系,但是非充分,有其他因素影响
写的时候都是它因列举法
没考虑那么深刻:(