用概率来解释因果关系到底科学不科学?

作者: 汪诘

来源: 科学有故事

发布日期: 2018-04-06 16:54:17

本文讨论了用概率解释因果关系的科学性,分析了因果关系的不同层次,并指出概率是对因果关系更加精确的描述。

听众问答

本系列内容来自音频专辑《汪诘:科学有故事》中的“听众问答”,定期答复听友们提出的各种与科学有关的问题。收听音频可至喜马拉雅、网易云音乐、蜻蜓等各大网络电台。

汪诘在微信群里面问,经常在科普或者科学论文中看到用概率来解释事件与事件之间的因果关系,最常见到的就是气象预报中的降水概率和医学研究中的致死率、治愈率、存活率等。他感到很疑惑:科学研究的是自然规律,什么是规律?规律就应该是确定的因果关系嘛。像概率这样说不准的东西到底科学不科学呢?我想在回答这个问题之前,先说明一点。我经常会被问到结尾是“科学不科学?

”的问题,虽然我能明白你们想问的是什么,但说实话,这样的问法真的不太好。科学并不是一个表示“正确”或者“错误”的形容词,它是一个名词,就好像是说“方法”、“模式”一样,你想,如果你问:这个东西到底方法不方法?模式不模式?别人肯定听不懂对吧。因此,我建议大家以后再有类似的问题,可以尝试着这样问:用概率来解释这个现象到底是否符合科学研究的范式呢?

先来谈一下什么是因果关系。我认为,能否把因果关系的概念搞得十分清晰,是判断一个人科学素养高低的方法之一。理解因果关系我觉得可以分成几个层次。第一个层次,就是知道两个事件如果是因果关系,那么它们是先后发生的,因在前,果在后。这对大多数人来说,似乎是一个不需要学习的基本常识。但是,有时候在生活中,我们往往又会忘记这个最最基本的道理。

第二个层次,就是还必须认识到,虽然因果关系一定是因在前、果在后,可是,前后关系却不一定是因果关系哦。犯这个错误的人,那就太多了,例子也特别多。最常被提到的例子就是鸡叫和天亮是先后关系,但不是因果关系,这个道理是如此的浅显,所有人听了都会乐。但为什么,稍微换一个形式,很多人不但听了不乐,还深信不疑呢?

第三个层次,要理解一果有可能多因,片面地强调其中的一个原因,很可能会导致无法还原事件的真相。一个最著名的例子就是有关纽约在上世纪八九十年代,犯罪率持续下降这个结果的解释。所有的说法都能讲出道理,拿出证据和数据。但最有可能接近真相的,可能是多因一果,每一个原因都对犯罪率的下降贡献了一分力。

这第四个层次,就是理解概率统计也是确定的因果关系,它是更高的一个抽象层次。因为现代科学已经深刻认识到,概率是更深刻的自然规律,它是更加精确的因果关系。我们先拿天气预报来说,如果我们统计过去十年预报降水概率是 60%的日子,我们就会发现,真的有大约 60%的日子降水了。所以,降水概率 60%其实是一个很准确的预报,他反应了自然的真相。用概率描述因果关系是符合科学研究范式的,也是最终能逼近真相的。

现代医学领域往往都是用概率来描述研究成果的。注意,下面是个人的浅见,不是科学共同体的观点。我对此的理解是:1、说明人体是一个非常复杂的系统,任何健康方面的结果都是多因一果。2、说明人体也是一个混沌系统,有时候微小的原因改变也会引起结果的巨变。3、现代医学还处在比较初级的发展阶段,我们对因果关系的把握也还处在初级阶段。

4、随着医学的不断发展,概率的数值也会越来越接近真相,但最后的真相很可能真的就是一个概率性的结果,就像原子的半衰期。但这并不代表现代医学无用,恰恰证明了现代医学的科学性。

对于我们绝大多数普通人,能把因果关系理解到上面四个层次,生活中已经足够用了。但如果我们还有更多对无用知识的好奇心,那么,其实还有第五个层次的因果关系。这就是量子力学中以玻尔为首的哥本哈根学派提出的互补原理,测量结果是测量主体与被测量对象相互作用的结果,它们之间没有明确的因果关系,原因和结果往往是不能割裂开来单独谈论的。

最后,给大家一句可以打包带走的话:概率是对因果关系更加精确的描述。欢迎大家继续提问,我们下期再见!

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