《为什么，关于因果关系的科学》第一章读书笔记

书名：为什么
作者：【美】Robert 朱迪亚·珀尔；【美】达纳·麦肯齐
出版社：中信出版集团
出版时间：2019年7月

这本电子书《为什么，关于因果关系的科学》在得到首发，价格还不便宜，但是我一边诅咒罗胖子为什么将电子书定价这么贵，还不同时出版纸质书，一边忍痛下单买下它。为什么？
找到万事万物的原因，似乎是人类的本能驱动，不管正确与否，每当事情发生，我们都一定要，也一定会找到原因（正确与否没有关系）。比如，原始人观察到日食的现象，想象出了天狗吃日的故事，于是通过敲锣打鼓的方式驱赶天狗；中国古人观察到打雷下雨现象，于是想象出龙王、雷公和电母，在旱季的时候通过向龙王祈雨的方式解决问题。即便这些因果关系是错误的，也指导人类度过了几千年的时间。

进入现代社会，越来越多的人接受了学校教育，学习各课知识。也知道了太阳升起来不是因为公鸡打鸣，打雷下雨和龙王没有半毛钱关系，但是同样在很多事情上我们和古人一样随便随手找了个原因就满意了：为什么学习差，是因为题目做少了；为什么流鼻血？是因为上火了。可是很多时候，我们现在找到的原因也和古人差不多，多数是自以为是的结果。我希望读完这本书后，能够变得更加理智一些。

买到书后立即开始读书，前面的内容还好理解，读到一半时，已经脑力不足了，书中的图表和公式让我头疼。很多时候，读到某些推断的时候，还需要往前查阅内容对照理解。这也充分体现了电子书不如纸质书的一个地方。读到一半我强迫自己重复从头开始，为了理解更加深刻，决定每读一章，都进行总结，写下读书笔记，好像是混沌大学里说过的一句话：让知识穿过我的身体。我想，至少要让知识生长在自己的脑海里吧。

在第一章中主要有两个收获，第一个是因果关系的分层。这本书将因果关系分为三个层级：观察能力、行动能力，反事实推理能力：
第一层级是观察能力，具体而言是指发现环境中的规律的能力。事情发生总是有先后次序，当发现某些序列事情总是连续发生，人们就会将因果关系加在上面。比如，公鸡打鸣后太阳升起来，于是有人认为是因为公鸡打鸣所以太阳才升起来。中国人就有了和公鸡相关的一个星宿：昴日星官。昴日星官住在上天的光明宫，本相是六七尺高的大公鸡。神职是“司晨啼晓”，也就是负责太阳的起落。

第二层级是行动能力，涉及预测对环境进行刻意改变后的结果，并根据预测结果选择行为方案以催生出自己期待的结果。我理解，在这一层级已经涉及到原因和结果的推理过程，但是并不一定是准确的。比如，以前的人生病后，有些到庙里求香灰吃，有些吃中草药，吃香灰的人的病也可能会好，吃中草药的人也可能不会病愈。这就到了第三层级。

第三层级是反事实推理能力。因果关系之梯第三层级的典型问题是：“假如我当时做了……会怎样？”和“为什么？”两者都涉及观察到的世界与反事实世界的比较。仅靠干预实验无法回答这样的问题。如果第一层级对应的是观察到的世界，第二层级对应的是一个可被观察的美好新世界，那么第三层级对应的就是一个无法被观察的世界（因为它与我们观察到的世界截然相反）。
比如说，我早上因为头疼吃了阿司匹林，到了晚上后我的头已经不痛了，这是为什么？是因为我吃了阿司匹林？是因为我吃的食物吗？是因为我听到的好消息吗？还是我在庙里求的香灰？从某种角度上说，这是无解的。因为你找不到一个今天和你一样，但是没有吃阿司匹林的人进行对比。再比如再用吃香灰的案例讲，你永远也得不出答案，即便是吃中草药也得不出答案，因为中医有句话说：治病不治命。因为找个更大的原因就搪塞过去了。

第二个收获是do算子。
今天的人看古人，总觉得古人对于因果关系的认定都是荒谬无知。其实不然，这样想是因为就这些简单问题我们已经找到了答案。但是，现代社会中还有新的复杂事务，新的复杂问题，而且这些问题涉及到更多的变量，这些变量可能不是简单的二元（真/假）变量。比如：发达国家人口增长率太低的原因是什么？政府提高最低工资标准对工人的工作条件是改善还是恶化？

对于复杂的问题，我们要确定某一个因果关系往往是非常困难的，书中讲到一个案例：在冰激凌热销的月份里，犯罪的概率也提高了。于是，我们就必然得出冰激凌的热销会导致犯罪的结论。很显然，直觉上我们就不会认同这个因果关系，在这个特例中，这一现象可以解释为，因为夏天天气炎导致两者同时上升，天气炎热是这两者的共同原因。

如何破解这个难题呢？作者引入了一个叫做do算子的操作：如果P（Y|do（X））>P（Y），那么我们就可以说X导致了Y。在这个公式中，X是冰激凌的销售，Y是犯罪率。do（X）意味着人为对X进行干预，比如增加冰激凌的销量。如果在同样的情况下，我们人为增加冰激凌的销量，并不会导致犯罪率的变化，P（Y|do（X））=P（Y）因此，我们可以得到结论，这两者没有因果关系。

这个故事，让我想起了薛兆丰在得到《北大经济学》中讲到价格和成本无关的道理。薛兆丰在课程中举了一个例子，可以认为是使用了do算子进行因果分析。