陈缪琪

摘要：因果关系一直是哲学高度关注的问题，休谟首先将反事实置于因果关系的核心。大卫·刘易斯沿着休谟反事实这一路径，建立了他的因果反事实理论，给出了因果关系的一个反事实分析。文章旨在阐述刘易斯从命题之间的反事实依赖过渡到事件之间的因果依赖，并在因果依赖的基础上给出的因果的定义，及理论上的一些补充，并对基于此的人工智能的路径进行了探讨。

关键词：因果关系;反事实依赖;因果依赖;大卫·刘易斯

Abstract：Causality has always been a matter of great concern of philosophy，Hume first put counterfactual at the core of causation.David Lewis follows this path of Humean counterfactuals to build his theory of causal counterfactuals，giving a counterfactual analysis of causation.This paper aims to explain Lewis’s transition from counterfactual dependence between propositions to casual dependence between events，and gives the definition of causation based on causal dependence，as well as some theoretical supplements，and discusses the path of artificial intelligence based on this.

Keywords：causation;counterfactual dependence;causal dependence; David Lewis

一、关于因果的研究

原因和结果一直是哲学界热烈讨论的一对范畴。在日常生活中，人们观察到两件事情经常会伴随着一起发生，并且常常第一件事发生后，随之第二件事就会发生，由此许多哲学家想要探讨这种具有前后相继性的事件之间的关系。但是并不是所有具有这种前后相继性的事件之间都具有因果关系，例如在我们的日常生活中，会有“红灯停，绿灯行”这样具有前后相继的两个事件，但是“红灯”与“行人停”、“绿灯”与“行人走”之间只是人为的一种规定，是不具有因果关系的。同样在生活中，我们可能会观察到公鸡打鸣后太阳升起，但是我们会说公鸡打鸣是太阳升起的原因吗？当然不会。此外也并不是所有具有因果關系的事件之间，都是前后相继的发生，例如我们会说一个人因为吸烟导致最后他得了肺癌，这里肯定吸烟是原因，肺癌是结果，但是我们知道这并不是说你一吸烟，你就马上得了肺癌，肺癌是长期吸烟导致的一个结果。并且在原因和结果这一对范畴中，有些时候因为它们发生的太过接近，会导致我们无法清晰的分辨哪个是原因，哪个是结果。所以因果关系到底应该如何定义？以及在因果关系中，我们如何去确定谁是原因、谁是结果？这些一直是学界备受关注的问题。

对因果的探索，可以追溯到数万年前，人类在实践过程中，意识到到某些事情会导致其他事情的发生，并且改变前者就会改变后者的变化，由此建立起对因果关系的初步认识。在关于因果的研究中，许多哲学家和科学家对因果的定义、分类、性质等都作了细致的分析。其中对因果的反事实的探索可以追溯到人类历史早期。早在古希腊时期，修昔底德和亚伯拉罕就通过个别案例探讨反事实与因果关系。而具体的用反事实这一角度来对因果进行分析，则要归功于大卫·休谟（David Hume，1711.4.26-1776.8.25），也正是他将反事实置于因果关系核心。

休谟在《人类理解研究》（An Enquiry Concerning Human Understanding）中写道：“我们可以给一个因下定义说，它是先行于、接近于另一个对象的一个对象，而且在这里，凡与前一个对象类似的一切对象都和与后一个对象类似的那些对象处在类似的先行关系和接近关系中。或者，换言之，假如没有前一个对象，那么后一个对象就不可能存在。”虽然这段话的后半段定义明确的使用了反事实语言，但是就连休谟自己都没能沿着这一方面对因果关系的反事实分析进行深入研究。并且在19世纪和20世纪的大部分时间里，许多哲学家都忽略了休谟的反事实定义，如以韦斯利·萨尔蒙（Wesley Salmon，1925–2001）的因果过程理论为代表的机制进路去分析因果。但是大卫·刘易斯却是这段时期内一个与众不同的存在，他沿着休谟对因果关系的反事实定义的方向，试图从一个新的视角来审视因果性概念。

二、大卫·刘易斯

大卫·刘易斯（David Kellogg Lewis，1941-2001），他被认为是20世纪最重要的哲学家之一。在心灵哲学、概率论哲学、认识论哲学、哲学逻辑学、美学、数学哲学、时间哲学和科学哲学等方面都做出了重要贡献。

上面说到，刘易斯不同于19世纪和20世纪的大部分哲学家，而是试图从一个新的视角来审视因果性概念——他认为因果关系中蕴含着某种反事实依赖关系，所以打算从事件之间的反事实依赖关系出发对因果性进行分析，从而将反事实条件句与因果关系联系起来。刘易斯也在《反事实》（Counterfactuals（1973））这本书中呼吁学界放弃“律则性（mere accidental regularities of succession）”定义，将“A导致B”解释为“如果没有A，则B就不会发生”。

1973年刘易斯发表了Causation这篇论文。在这篇文章中，他给出了因果关系的一个反事实分析，并证明了这个分析是如何有效地把——律则性理论所不能解决的问题——原因和结果、副现象以及先发的潜在原因区分开来。在Causation中，刘易斯提出了一个从反事实依赖角度分析因果关系的方法。当时的想法是，事件b反事实地依赖于事件a，当且仅当事件a没有发生，事件b就不会发生。然后，事件c导致事件e，当且仅当存在一个链c，D，...，D，e，使得链中的每个成员（除了c）反事实依赖于它之前的事件。

三、刘易斯对因果的反事实分析

刘易斯从命题之间的反事实依赖过渡到事件之间的因果依赖，并在因果依赖的基础上给出因果的定义。

他定义的大体顺序如下：给出命题族之间的反事实依赖→对应事件族之间的因果依赖（如果两个命题族之间是反事实依赖的，那么与之对应的两个事件族就是因果依赖的）→单个事件之间的因果依赖→实际事件之间的因果依赖→因果链的定义→因果的定义。

（一）对反事实和反事实依赖的定义

刘易斯认为克里普克模态逻辑的可能世界语义模型为理解反事实奠定了基础，以此为基础，提出了反事实的可能世界语义理论。刘易斯认为除了我们碰巧居住的世界，还有很多其他可能的世界。而我们的现实世界只是众多可能世界中的一个。我们称我们的世界是真实的，并不是因为它与其他世界有所不同，而是因为它是我们现在所居住的世界。也就是刘易斯认为任何逻辑上可能的世界都可被认为是实际存在的，因此他曾经被称为“疯狗一般的模态实在论者”。根据他的观点，对于每一件可能是正确的但实际上不是正确的事情，都存在一个可能的世界，在那里它确实是正确的。2001年《纽约时报》在刘易斯的讣告中写道：“例如，他本人就相信，存在这样一个世界，其中驴会说人话。”反事实可能世界语义的核心概念是世界之间的比较相似关系，因此刘易斯引入可能世界之间的可比相似性来对命题之间的反事实进行分析。

他用反事实算子“*→”来定义反事实条件句，“*→”读作：“如果……是真的，那么……也一定会是真的”。假定A和C是命题，反事实条件句A*→C表示：如果A是真的，那么C也一定会是真的。

算子“*→”被如下真值规则所定义：A*→C在世界w中为真，当且仅当

1）没有可能的A-世界存在（在这个情形中，A*→C空洞的为真）

2）存在某个C成立的A-世界比任何C不成立的A-世界离世界w更近。换句话说，一个反事实是非空真的当且仅当一个前件真后件也真的世界，并不比一个前件真后件假的世界离现实远。

这里我们并没有必须有一个或多个最接近的A-世界的极限假设，但是如果有的话，我们可以把定义简化为：A*→C非空真，当且仅当C在所有最接近的A-世界中成立。

定义了反事实之后，紧接着我们就可以定义反事实依赖。假定A和C是命题，反事实条件句A*→C表示：如果A是真的，那么C也一定会是真的。在这个条件句中，我们就会说C反事实依赖于A。

（二）命题族之间的反事实依赖对应事件之间的反事实依赖

上述提到了单个命题之间的反事实依赖，接着可以令C，C……是一个可能的命题族，且没有两个命题是可以共存的（这里的共存可以简单理解为不能同时出现），令E，E……是有同样大小的另一个这样的命题族。如果在两个族中对应命题之间的所有反事实：C*→E，C*→E……为真，那么我们就可以说E’s反事实依赖于C’s。用日常语言表达就是：是否E或者E或者……反事实依赖于是否C或者C或者……。举个简单的例子，令R，R……确切说明了某个气压计在某个时间的可替代的读取的命题，令P，P……確切说明了所对应的周边空气的气压。如果气压计可以正确度量周边的气压，那么R’s必然反事实依赖于P’s，也就是我们气压计上的读数是反事实依赖于所对应的周边的气压。在这个例子中没有两个命题是可以共存的，可以理解为气压计上是不可能同时出现两个不同的读数。

在给出命题族之间的反事实依赖之后就能给出对应事件族之间的因果依赖。但目前讨论的都是命题之间的反事实依赖，而不是事件之间的反事实依赖，所以现在需要建立起命题与事件之间的联系。刘易斯认为事件和命题之间是可以匹配的。对任意可能的事件e对应着的命题O（e），这个命题只在所有e发生的世界中成立。O（e）表示的就是e发生的命题。（如果没有两个事件在确切的同一个世界中发生——即，如果不同的事件之间没有绝对必然的联系——我们可以说这个事件和命题之间的对应是一一对应的），也就是事件之间的反事实依赖就是对应命题之间的反事实依赖。并且在刚刚所解释之上，一个族C，C……反事实依赖于一个族E，E……，我们通常也会承认它们是一种因果依赖。也就是事件之间的因果依赖可以简单分析为反事实依赖。

所以令c，c……和e，e……是不同的可能事件，且c’s中的任意两个事件和e’s中的任意两个事件都是不可共存的。那么我们说事件族e，e……因果依赖于事件族c，c&&踼樝O（e），O（e）……反事实依赖于命题族O（c），O（c）……

（三）因果链及因果的定义

令c和e是不同且可能的两个特定事件。那么e因果依赖于c当且仅当O（e）、！O（e）反事实依赖于O（c）、！O（c），即如下两个反事实条件成立：（1）O（c）*→O（e）;（2）！O（c）*→！O（e）。e发生与否依赖于c发生与否，所以因果依赖是否成立是由上面两个反事实的真值决定的。因此有两种情况：

1）如果c和e并没有实际发生——反事实！O（c）*→！O（e）自动为真，因为它的前后件都是真的。所以定义就可以改为e因果依赖于c当且仅当O（c）*→O（e）为真。

2）如果c和e是实际的事件——反事实O（c）*→O（e）自动为真，所以定义就可以改为e因果依赖于c当且仅当！O（c）*→！O（e）为真。因此，事件之间的因果依赖取决于其反事实依赖是否成立。举个例子，在现实世界中张三跳窗户摔断了腿，如果要确定“张三摔断了腿”是否因果地依赖于“张三跳窗户”，则要看反事实条件“如果张三不跳窗户，那么他就不会摔断腿”是否为真。

刘易斯认为现实事件之间的因果依赖蕴含着因果，但是反之并不成立。因为因果必须是传递的，但是因果依赖也许不是传递的，所以可能没有因果依赖的因果。我们令c，d，e是满足如下条件的三个实际事件：c不发生d将不会发生，d不发生e将不会发生，那么c是e的一个原因，即使在c不发生的情况下，e仍然将会发生。这里为了便于理解，再来看一个具体的例子：在现实世界中，李四捅了张三一刀，造成他出血过多，最后导致死亡，这里李四捅的那一刀是导致张三死亡的原因，但是即使李四没有捅张三，根据人生老病死的客观规律，张三最后都会死亡。

最后刘易斯以通常方式把因果依赖推广为一个传递关系，把“因果依赖”扩展到“因果链条”的概念上。令c，d，e……是实际特定事件的有穷序列，使得d因果依赖于c，e因果依赖于d，以此类推，直到最后。那么这个序列就是一个因果链，最终可以得到定义：事件c是事件e的原因当且仅当存在一个从事件c到事件e的因果链条。

四、刘易斯对因果反事实分析的优缺点

关于因果链的推理帮助刘易斯回避了许多人认为因果关系的反事实理论不可避免的问题，即先发制人的原因问题。想象一下苏西扔了一块石头，石头砸到了窗户，窗户碎了。苏西的一掷把窗户打碎了。但还有一个替补投手——比利。如果苏西没有扔石头出去，比利就会再扔一块石头，打破窗户。因此，打破窗户并不反事实地依赖于苏西的投掷。刘易斯的解决办法是设想一个事件，即岩石飞向窗户。如果苏西没有扔石头出去，那块石头就不会飞向窗户。如果那块石头没有飞向窗户，窗户就不会碎。刘易斯的想法是，苏西的投掷会导致比利没有投出去，因此一旦她把石头扔了出去，窗户的碎裂只取决于苏西的石头。因此，我们避免了这种先占先机的问题。

虽然刘易斯对因果关系的反事实分析回避了一些问题，在一定程度上存在着一些优势，但是也同样存在着一些的问题。Tomasz Bigajl在Causes，Conditions and Counterfactuals这篇文章讨论了一个由刘易斯所说的因果关系的反事实分析所产生的特殊问题，即语境敏感性问题，Tomasz Bigajl也称之为背景条件问题。他认为刘易斯对因果关系的反事实定义不能区分适当的原因和纯粹的因果条件，如导致结果发生的必要因素，但其通常不被视为是因果有效的。例如，我们会说划火柴会导致火柴被点燃，因为如果不划火柴，它就不会被点燃。但是如果空气中没有氧气，火柴也不会被点燃。根据刘易斯的因果反事实分析，会将氧气的存在视为火柴被点燃的原因，因为火柴被点燃反事实依赖与氧气的存在。但是根据常识，我们一般认为氧气的存在，并不是火柴被点燃的原因。氧气的存在只是一个固定的因素，是火柴被点燃的必要条件，因此它本身并不能因果地解释在某一特定时刻火柴被点燃的事实。

五、结论

刘易斯曾说“我们认为一个原因会产生差异，而它所产生的差异必须与没有它所发生的事情有所不同。如果原因不存在，它的结果——至少是其中的一些结果，通常是全部结果——也会不存在”这也正是他对因果关系进行反事实分析背后的指导思想。从这一指导思想出发，在可能世界语义和世界之间的相似性基础上，刘易斯构建起他的因果反事实理论。

因果关系看似在我们的日常中随时随处都能接触到，但是一旦涉及到对这个问题的深入思考时，我们会发现它除了一些“恒定的因果关系”，最主要是一些自然界内的因果关系——自然规律，如，我们一般会认为地球自转会引起日夜交替，地球的公转是季节更替的原因。一旦涉及到人的参与，要考虑语境、人的主观意志等因素，就使得因果关系包含了极其复杂的变化。从不同层面对因果关系进行分析，我们会得到不同的答案，因此关于因果问题至今也还是众说芸芸，没有达成一个共识。但至少我们可以说刘易斯为我们解决因果问题提供了一些新的视角和方案。

在人工智能成为一大热点的二十一世纪，刘易斯的因果反事实理论也发挥了其作用。2011年图灵奖得主、计算机科学家珀尔（J.Pearl）关于因果推断的理论也正是受到了刘易斯对反事实推理以及因果关系理论的启发。在《因果性》一书中珀尔提出了因果推断的形式化模型，推动了人工智能领域中的因果革命。他把因果论分为三个层面，他称之为“因果关系之梯”：第一层级研究“关联”;第二层级研究“干预”;第三层级研究“反事实推理”。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）。第三层级的反事实推理允许机器拥有“想象能力”。所以如何利用“反事实推理”扩展想象的空间，从而摆脱现实世界的束缚也将会是人工智能发展后续要思考的问题。

参考文献：

[1]维之.因果关系研究[M].长征出版社，2002，P1.

[2]DavidLewis.Causaation，（1986） Philosophical Papers，Volume II，Oxford： Oxford University Press，P159-171.

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[5]Judea Peael，Dana Mackenize，The Book of Why：The New Science of Cause and Effect，Basic Books（2018）.