## 《为什么》1:洞见因果的三种思维

今天咱们开始说一本2018年3月份出版的书，《为什么：因果关系的新科学》（The Book of Why: The New Science of Cause and Effect）。这本书的作者是一位传奇人物，81岁的计算机科学家和哲学家朱迪亚·珀尔（Judea Pearl）。

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过去不到三十年的时间里，珀尔领导了一场统计学家和计算机科学家参与的“因果革命”，我们现在终于能看清楚了“因果关系”。研究方法非常数学化，但珀尔这本书是写给“聪明的外行”，我们只要理解思想就行。我相信这本书可以让你变得更聪明。你下点功夫琢磨这本书里的逻辑，就能掌握一个高级的思维套路。

这本书研究的是“为什么”。每个人都会问“为什么”，那为什么要这么兴师动众地研究“为什么”呢？我给你举几个例子。

有一种新药卖得很贵，调查发现几个月以来，吃了这个药的患者的恢复程度的确比没吃这个药的患者要好。那你能说这个药有效吗？也许有钱人的身体素质和医疗条件就是更好呢？

公司上了个新广告，销售量果然大增，你说这个广告做得好。然而一个经理说，现在正好是夏天，我们这个产品本来就适合夏天用。那到底是因为广告还是因为季节？

有个公司录取的员工大部分都是男的。一位女权主义者说这个公司歧视女性，她有道理吗？

你对现在的工作很不满意，想要换个公司，你应该换吗？到底是你现在的公司不行，还是你自己的处事能力不行？

所有这些问题，归根结底，就是为什么。为什么结果是这样的，我们想知道这件事儿的*缘故*。回答为什么，就是要找到一个因果关系：A 导致 B。用数学符号表示，就是 A → B。找到因果关系，才算理解这个事儿是怎么回事儿，才知道应该采取什么行动改变这个事儿。

简单的世界里通常一个缘故导致一个结果。但是在复杂世界里你常常很难判断一件事发生的缘故。可能这件事无缘无故就发生了，可能是几件事共同导致它发生，可能你觉得最有可能的那个缘故，恰恰跟它没关系。

我们专栏的读者大概早就听说过一句话，叫“相关不是因果”。现在基于大数据和机器学习的 AI 技术兴起，很多人还爱说一句话，叫“相关就够了”。

比如说，大数据分析告诉我们，当飓风侵袭某个地区的时候，那里的沃尔玛商店卖的一种草莓馅饼干的销量就会大增。这是为什么呢？没人知道。但是有这个信息就够了，你看天气预报说要来飓风，你就多给草莓馅饼干备货，你何必问这个为什么呢？

早在一百年以前，就有统计学家相信，科学的世界里根本没有什么因果。不要问为什么，所有知识都是相关性的，人的一切行为都是基于经验的！咱们专栏的好几个读者也曾经提出过这个想法，我们后面还会仔细论述这个想法，但是我现在要说的就是这个想法错了。

比如说你可能每天开车，我敢打赌你从来没有把车开到用完最后一滴油的时候。我们都是看油快没了就赶紧加油。

好，那我问你，你凭什么相信是开车必须得用汽油呢？根本就没有多少数据支持“没有汽油就开不动车”这个假设。

答案是因为你理解汽油和开车之间的因果关系。你不需要开到没有油的经验，你的大数据分析根本就看不出来汽车没油走不了 —— 因果关系是比大数据更基本的东西。珀尔有句名言：“数据是极度愚蠢的。”

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我们前面刚刚讲完《人工不智能》这本书，我们知道现在所谓的 AI，本质上就是机器学习。珀尔是机器学习技术的开山鼻祖之一，但他也是这种 AI 最激烈的批评者。珀尔要做的，是让计算机学会因果关系，让 AI 真正理解它在干什么。这条路非常非常难，这是一条革命之路。

为此我们要建立所谓“因果模型”。但在此之前，我们先研究一下因果思维到底是怎么回事。

珀尔把因果思维一共分为三个等级。先别管 AI，咱们先看看人类的思维到了什么程度。

第一级思维叫“观察”，是通过数据分析做出预测。

你的生活经验表明下雨会把衣服淋湿，所以下次下雨你最好打伞，这就是观察思维。观察是寻找变量之间的相关性，观察就是积累经验。

现在所有实用 AI 技术都是基于这个第一级思维。AlphaGo 下围棋，并不是它理解这步棋有什么用，它只不过知道走这步赢棋的概率会更大。

比如你开个便利店，有卖牙膏和牙线。观察思维问的问题是，如果一个顾客买牙膏的话，他有多大的概率同时也买牙线呢？如果你学过概率论，你知道这个问题的数学表达式是这样的 ——

P(牙线 | 牙膏)

请原谅我还是写了一个数学公式，这不是故弄玄虚，等一会儿我们要跟另一个公式对比。这个公式的意思就是假设已经买了牙膏，求买牙线的概率是多少。这个知识对你很有用，你可以判断要不要把牙线和牙膏放一起，它们应该按什么比例进货。

所有动物都有观察思维的能力。观察思维已经能解决很多问题，但是远远不够。

第二级思维叫“干预”，是预判一个行动的结果。

干预，是说如果我现在把牙膏的价格给提高一倍，对牙线的销量会有什么影响？

这不是以往的数据所能告诉你的。是，以前可能发生过牙膏价格是现在一倍的情况，但是你不能用以前那个经验预测现在这个行动的结果。因为以前牙膏价格高，是因为别的缘故。可能当时牙膏紧缺才卖得贵。

现在我们说的是，不管别人家牙膏卖多少钱，你*单方面*采取行动，*刻意地*干预牙膏价格，对牙线的销量有什么影响。这种事儿从来都没发生过。

想知道结果，最好的办法是做实验。互联网公司一直都在做各种“A/B测试”，看看哪个标题能吸引更多点击，什么颜色的网页能让用户停留时间更长，都是用分组测试的方法。测试是主动的干预。

从概率角度来说，我们要研究的就不是前面说的那个 P(牙线 | 牙膏)，而是

P(牙线 | do (牙膏))

其中这个 do 是一个数学算符，它的意思就是做一个干预动作。

其实生活中我们一直都在做干预动作。新电影票房不太好，到底应该花钱做个电视广告呢，还是让明星爆个料？以往的经验可以给你一些提示，但干预动作的结果到底会怎样，你需要更高级的判断。

第三级思维叫“想象”，是对以前发生的事儿的反思。

第三级思维问的问题是，如果我当时是那么做的话，现在会是一个什么样的结果？我现在工资很低，要是我当初好好学数学，大学学的是计算机专业，现在的工资会是多少呢？

你问的是一个从来没发生过的事情。这叫反事实（counterfactual）分析。如果纳粹德国抢先一步发明原子弹，现在的世界会是什么样的？这件事儿在历史上并有没有发生，你积累的大数据好像用不上啊。

很多人爱说一句话，叫“历史不容假设” —— 这句话是错的。正是因为我们会假设，我们能想象不一样的可能性，我们才是高级动物。

想象是智人的超能力。珀尔引用了赫拉利在《人类简史》里的说法，大约是在七万年前，智人发生了一起“认知革命” —— 智人开始想象一些不存在的东西。

下面这个雕像叫“狮子人（The Lion Man）”，大约是三万年或者四万年以前的史前人用象牙雕成的 ——

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它长了一个人的身体，但是它的头是一个狮子的头。这种东西自然界没有，它纯粹是人想象出来的。这是一种高级的认知！人类学会了想象从来没发生过的事情。

你没当过程序员。但是你可以想象，如果你当了程序员，你的生活会是怎样。能想象没有发生的事，就说明你能对以前做的事做出反思。能反思，你就可以想办法改进。是因为我们会反事实的想象，我们才会为自己的行动负责。

这三级思维，代表三个问题 ——

1.这件事儿发生了，那件事儿是否也跟着会发生？

2.我采取这个行动，会有什么后果？

3.如果当初我没有这么做，现在会是怎样的？

回答第一个问题也许只要有数据分析就行，回答第二和第三个问题，你需要因果模型。你需要知道什么导致什么。

有了因果模型，你就能在大脑里做各种思想实验，你就能权衡比较，你就能为未来做计划。以前打猎都是你自己去，偶尔两个人一起去。但是如果你知道人多力量大这个因果关系，你就能想到，也许下次打猎可以多带几个人。我一个人打不过那个大象，五个人一起上行不行？

这样你就做了以前从来没有人做过的事情！你没有数据分析，但是你想象到了。这是人类智慧的伟大突变，正是因为这个突变才使得人类脱颖而出。

因果思维有三个级别。

第一级是观测，你要处理的是已经观测到的世界。

第二级是干预，你要处理一个可以被观测的新世界。

第三级是想象，你要处理一个不可被观测的、你想象中的世界。

珀尔讲了一个读书感悟，我觉得很有意思。《圣经》里的一个经典段落，说一开始亚当和夏娃在伊甸园里面快乐地生活，后来因为偷吃了苹果，被上帝贬下凡尘。其中上帝问话的过程很有意思。

上帝先问亚当怎么回事，亚当说那个苹果是夏娃给我的。然后上帝就问夏娃，“你都做了什么？”夏娃说：“都是因为蛇，是蛇骗我吃的苹果。”

请注意上帝和夏娃之间的问答。上帝问的是 what，是事实，夏娃回答的是 why，是因果。

可能夏娃心想，只说事实是不够的，我得告诉上帝我为什么要做这件事，这样也许能减轻我的罪行。

这是一个多么自然的思维模式啊。我们观察世界从来都不是就事论事、光看事实。我们一上来就是因果思维，人们看到的是事物之间的因果联系。我们看到的是一个因果关系的网络。

以前咱们讲《为什么佛学是真的》这本书的时候说过，每个人都是戴着有色的眼镜去看世界。因果，就是其中一副有色眼镜。那既然因果关系是如此原始的一种思维方式，这个眼镜到底还要不要继续戴着呢？

请你回头想想我们今天说的三种因果思维。我们一直在研究三种思维提出的三个问题，这三个问题就是因果科学的基石 —— 但是你注意到没有，我们对“什么是因果”，并没有提出一个科学的定义。事实上，科学家和哲学家至今都没有一个科学的因果定义。

而且我们也没说“怎么确定因果关系”。我们根本就没有回答“怎么发现为什么”这个问题！那这是为什么呢？难道说因果真的是虚幻的吗？咱们后面再说。

### 💡 精华要点
- 因果思维有三个级别，代表三个问题。
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- 第一级是观测，你要处理的是已经观测到的世界。（这件事儿发生了，那件事儿是否也跟着会发生？）
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- 第二级是干预，你要处理一个可以被观测的新世界。（我采取这个行动，会有什么后果？）
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- 第三级是想象，你要处理一个不可被观测的、你想象中的世界。（如果当初我没有这么做，现在会是怎样的？）

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