TIETEELLISEST SELITTMISEST 4 Kausaaliselitykset Ilkka Niiniluoto Luennot syksyll

TIETEELLISESTÄ SELITTÄMISESTÄ 4. Kausaaliselitykset Ilkka Niiniluoto Luennot syksyllä 2018

SYY • kr. aitia, lat. causa, vrt. logos = peruste, oppi • etiologia = oppi sairauksien syistä • oikeudellinen ja eettinen syyllisyys (engl. lat. culpa, engl. guilt) • saksan Ursache ja Schuld, ruotsin orsak ja skuld engl. cause (syy), accuse (syyttää), reason (peruste, järki) kausaliteetti (syysuhde), kausaatio (aiheuttaminen, engl. bring about), kausaalinen lat. facere (tehdä), effectus (vaikutus, efekti) lat. agere (toimia), akti (teko), aktiivinen, agentti (toimija) suomen sanan syy kanta süje (puun kuitu, lihaksen säie), alkujuonne, aihe, peruste, syytää (aiheuttaa) (AGRICOLA; GANANDER), syyllinen, syypää, syyte • konjunktiot koska (engl. because), siksi, sillä, sen takia, sen vuoksi, sen johdosta • • • Vrt. GYLLING, NIINILUOTO & VILKKO (toim. ), Syy (2007) PSILLOS: Causation and Explanation (2002)

ARISTOTELES: NELJÄ SYYTÄ • Fysiikka (194 b 25 -35): miksi-kysymykset • ”Ajattelemme tietävämme kunkin asian vasta kun käsitämme sen syyn” • • materiaalinen syy (patsaan pronssi) formaalinen syy (patsaan muoto) vaikuttava syy (patsaan tehnyt kuvanveistäjä) finaalinen syy (patsaan tarkoitus, telos, lat. finis) • agenttikausaliteetti: vaikuttavana syynä tekijä, vrt. teon teoria (VON WRIGHT, TUOMELA) • tapahtumakausaliteetti: vaikuttavana syynä edeltävä tapahtuma (GALILEI, HUME)

SYIDEN ONTOLOGIA • ARISTOTELES: syyt kuuluvat maailman rakenteeseen • SCOTUS: looginen ja luonnon välttämättömyys • ”galileinen vs. aristotelinen tieteenkäsitys”: vaikuttavat tapahtumat syinä ilman teleologiaa (KAILA, 1939) • naturalismi: kausaliteetti on ”universumin sementti” (ks. MACKIE: The Cement of the Universe, 1974) • HUME: kausaalisuuteen liittyvä välttämättömyys on tottumukseen perustuva psykologinen illuusio • KANT: kausaliteetti ymmärryksen kategoria, jonka me sijoitamme ilmiömaailmaan, ei koske olioita sinänsä; yleinen kausaalilaki (kaikilla tapahtumilla on syynsä) synteettinen a priori totuus • MACH, RUSSELL (1918): syyn käsite metafyysinen, voidaan korvata dynaamisten lakien avulla

TAPAHTUMAT • geneeriset tapahtumatyypit (poliittinen murha) • singulaariset tapahtumat (Caesarin murha Roomassa 15. 3. 44 eaa. ) • singulaarinen kausaalisuhde: c on e: n syy (c aiheutti e: n) • geneerinen kausaalisuhde: C on E: n syy (C aiheuttaa E: tä) • asiaintilojen välinen kausaalisuhde (p, koska q) (MELLOR) • ominaisuudet (KIM) • prosessi: ajallis-paikallisesti jatkuva tapahtumasarja (WHITEHEAD, REICHENBACH, SALMON) • singulaariset tapahtumat prosessien ”viipaleita”

DAVID HUME: ENQUIRY (1748) • ”Syy on olio, josta seuraa toinen, jolloin kaikkia edellisen kanssa samanlaisia olioita seuraavat jälkimmäisen kanssa samanlaiset oliot, tai toisin sanoen, jolloin siinä tapauksessa, että edellistä ei olisi ollut, toistakaan ei koskaan olisi ollut. ” - erillisiä tapahtumia (syysuhde ei looginen seuraus) - ajallis-paikallinen kosketus (syy edeltää ajallisesti vaikutusta, kausaaliketjut)

REGULARITEETTITEORIA • c on e: n syy joss jokaista C-tapahtumaa seuraa E-tapahtuma • kausaalilaki: C on E: n kausaalisesti riittävä ehto • humelainen: C ja E liittyvät toisiinsa aktuaalisessa maailmassa (constant conjunction), me totumme siihen ja odotamme E: tä C: n jälkeen • Humean supervenience (DAVID LEWIS): kaikki maailman tosiseikat palautuvat ajallispaikallisten yksilöiden ominaisuuksiin ja suhteisiin; ei yksilö- eikä lajiolemuksia • oliko HUME sittenkin ”skeptinen realisti”? (KEMP SMITH, CRAIG, STRAWSON) • singulaarinen kausaatio ilman säännönmukaisuuksia (DUCASSE, 1969) • ei-humelainen: kausaalisuhteet välttämättömiä, perustuvat olioiden ja fysikaalisten järjestelmien kausaaliseen voimaan (HARRÉ & MADDEN: Causal Powers, 1975) tai dispositioon, jolla syy tuottaa vaikutuksen (FETZER: Scientific Knowledge, 1981) • ei-reduktiivinen kausaalinen realismi (TOOLEY)

KONTRAFAKTUAALITEORIA • c on e: n syy joss e ei olisi esiintynyt ellei c olisi esiintynyt • c on e: n kausaalisesti välttämätön ehto • ero regulariteettiteoriaan: ylideterminaatio ja yhteisvaikutus • singulaarinen kontrafaktuaali ei-c ► ei-e • D. LEWIS: Counterfactuals (1973): kausaalinen riippuvuus, kausaaliketju c: stä e: hen • yleinen lainomaisuus: jokaista tapahtumaa ¬C seuraa tapahtuma ¬E • syiden pluraliteetti: E voi sattua useista eri syistä, jolloin C ei E: n välttämätön syy; syöpä muista syistä kuin tupakasta

ONGELMIA • REID: yö ei ole päivän syy, MILL: ”ehdoton suhde”, lainomainen yhteys • alideterminaatio: tupakointi ei aina aiheita syöpää, vaikutusten pluraliteetti, probabilistinen kausaliteetti • näennäiset syyt (spurious): ilmapuntarin laskulla c ja rajuilmalla e säännöllinen yhteys, jonka selittää yhteinen syy d (matalapaine); d aiheuttaa e: n ilman c: n välitystä (screening off) • syyn identifiointi: tulipalo aiheutui kipinästä, mutta lisäehtoina kuivat oljet, ilman happi jne. (MILL: positiiviset ja negatiiviset ehdot) • syy pelkästään sopimuksenvaraista? • kausaalikenttä (esim. kuolinsyyt) • MACKIE: INUS-ehto (syy on vaikutuksen ei-välttämättömän mutta riittävän ehdon eiriittävä mutta välttämätön osa)

SYYN JA VAIKUTUKSEN JÄRJESTYS • edeltääkö syy aina vaikutusta? • taaksepäin suuntautuva kausaatio (science fiction, GÖDEL, VON WRIGHT) • ajan suunta (REICHENBACH): termodynamiikan lain mukaan epäjärjestys (entropia, haje) kasvaa ajan suunnassa eteenpäin • samanaikainen syy ja vaikutus: säiliön tilavuuden pienentäminen ja paineen nousu samalla hetkellä

MANIPULATIIVINEN KAUSALITEETTI • VON WRIGHT (1971): C on E: n syy = tekemällä C: n voisimme tuottaa E: n; estämällä C: n voisimme poistaa E: n tai ehkäistä E: n sattumisen • kausaliteetti on käsitteellisesti riippuvainen teon käsitteestä, kuitenkin ontologisesti luonnossa esiintyy kausaalisuhteita ihmisestä riippumatta • antaa kriteerin syyn ja vaikutuksen epäsymmetrialle • PEARL (2000), SPIRTES, GLYMOUR & SCHEINES (2000): muuttujien verkot, Bayes-nets • WOODWARD (Making Things Happen, 2003): X on Y: n syy joss jokin interventio X: n arvoille muuttaa Y: n arvoja (tai Y: n todennäköisyyksiä) • suorat ja avustavat syyt, ei vain ihmisten väliintuloja • ”lainojen korkojen lasku lisää kulutusta” • MENZIES & PRICE (1993): agenttiteoria, kausaalisuhteiden resilienssi tai robustisuus

MEKANISTISET SELITYKSET • kartesiolaisuus ja mekanistinen materialismi • NAGEL (1961): palautus mekaniikan perusyhtälöihin, aine ja liike, voimat ja kentät, energia (NEWTON, MAXWELL, EINSTEIN) • ”kaiken teoria”: fysiikan teorioiden yhdistäminen, kvanttimekaniikka ja suhteellisuusteoria • ”miten se toimii”: mekaaniset mallit, koneistot, metaforat • kartesiolaisuus, maailma kellona, kineettinen kaasuteoria, kosmologian standardimalli (kvarkit muodostavat alkeishiukkasia), elämän kyberneettiset mallit, mielen tietokonemallit, tietokonesimulaatiot • auttavat keksimään hypoteeseja, tuottavat ymmärrystä ilmiöistä, muuttujien välisistä riippuvuuksista, kuinka mahdollista -selityksiä • esim. SCHELLINGIN segregaatiomalli kaupungeille • mekanismit kausaalisysteemien komponentteina (CCS) ja abstrakteina interaktion muotoina (AFI) (KUORIKOSKI, 2009)

SALMONIN CM-MALLI (1984) • HEMPELIN episteeminen lähestymistapa ei tyydyttävä, ei tarpeeksi painoa selittävillä kausaalisilla mekanismeilla, sallii yhteenliittymislakeja • VAN FRAASSENin (1980) konstruktiivinen empirismi ei salli teoreettisia, havaintojen taakse meneviä ”allaolevia mekanismeja” kuten CM (Causal Mechanisms)-malli • onttisessa lähestymistavassa kaikki selitykset ovat kausaalisia: tapahtumaan johtanut kausaalinen etiologia ja interaktiot • peruskäsitteenä (tapahtuman sijaan) singulaarinen prosessi, joka kykenee ajallis-paikallisesti välittämään signaaleja, informaatiota, struktuuria • kausaalinen välittyminen (propagation) vs. pseudoprosessit, kuten liikkuva varjo (REICHENBACHIN merkkikriteeri) • kausaaliset interaktiot: samanaikaisuus (autojen törmäys) • common cause principle: korrelaatiot selitetään yhteisillä syillä • probabilistiset selitykset: statistinen relevanssi

ONGELMIA • tarvitseeko merkkikriteeri kontrafaktuaaleja? (KITCHER, DOWE) • riittävätkö lähivaikutukset (at-at-theory)? • mikä kausaalisessa historiassa on selitykselle relevanttia? (HITCHCOCK) • kausaatio omission kautta? • kompleksiset systeemit: kaasu, talous – palautuvatko mikrotason yksilöihin? • DOWE (2000): kausaaliset prosessit ja säilyvät kvantiteetit (esim. energia)

WOODWARD (2003) • interventionistinen kausaliteetin käsite (vs. CM-malli) • lait invariansseja (vrt. KAILA, 1939) • selittäminen esittää systemaattisesti kontrafaktuaalisen riippuvuuden kaavioita (systematic patterns of counterfactual dependence) • X: n muutos johtuu vain interventiosta I, ja I muuttaa Y: n arvoja vain muuttamalla X: n arvoja • what-if-things-had-been-different-questions: miten explanandum olisi muuttunut erilaisissa alku- ja reunaehdoissa • selitykset eivät ole argumentteja • ei seuraa, että kausaalisissa selityksissä käytetään lakeja – empiirinen kysymys • lakeja ei välttämättä tarvita perustelemaan selitysväitteitä (SCRIVEN vs. HEMPEL)

SELITYSVOIMAN ULOTTUVUUKSIA • CRAVER (2007): todelliset mekanismit tuottavat ilmiöitä • YLIKOSKI & KUORIKOSKI (2010), KUORIKOSKI (2010) • WOODWARDin kontrastiivis-kontrafaktuaalisessa mallissa selitysvoimaan liittyvät • • • täsmällisyys (precision) ei-sensitiivisyys (non-sensitivity) faktuaalinen tarkkuus (factual accuracy) integraation aste (degree of integation) kognitiivinen keskeisyys (cognitive salience)

KAIREETTINEN SELITYS • STREVENS: Depth: An Account of Scientific Explanation (2008) • kr. kairos = otollinen ajankohta • kausaaliset selitykset, ”kaireettinen” relevanssin kriteeri LEWISin kontrafaktuaalien ja WOODWARDin manipulaation sijaan • abstrahoidaan tilanteesta tekijöitä niin, että jäljelle jää vain ilmiön erottavia osia (difference-makers) • standalone explanation • selityksen syvyys: ymmärrys (palautus perimmäiselle tasolle), yleisyys muutamien abstraktien ominaisuuksien kautta • kietoutuminen (entanglement): modaalinen suhde ominaisuuksien välillä

EI-KAUSAALISET SELITYKSET • yhteenliittymislait (Kaikki korpit ovat mustia): explanansina eikausaalinen, mutta voi olla kausaaliselityksen explanandum • lakien selitys: Newtonin teoria ei ole syy, mutta gravitaatio voi olla planeettojen kiertoliikkeen syy • historialliset selitykset: onko historiassa lakeja? • POPPER: historisismin kurjuus, DRAY: mitä-selitykset • tasapaino (equilibrium) (SOBER; 1983), KUORIKOSKI (2007): konstitutiiviset selitykset (pinnan elastisuus) • LANGE: Because Without Cause (2016)

MATEMAATTISET SELITYKSET? • ks. MANCOSU: SEP (2008/2018); STEINER, COLYVAN, PINCOCK • PROKLOS vs. ARISTOTELES: geometrian todistukset eivät vetoa syihin (causa); miksi kolmion kulmien summa on 180 astetta? • GALILEI ja NEWTON osoittivat, miten kvantitatiivista menetelmää voi soveltaa luonnontieteissä: lait sisältävät kvantiteetteja, joita voi käsitellä matematiikan keinoin (geometria, differentiaali- ja integraalilaskenta, LEIBNIZ) • silti teoreettiset kvantitatiiviset lait ovat faktuaalisia (synteettisiä) eikä käsitteellisiä (analyyttisiä) (pace QUINE) • Miksi 2 + 3 = 5? Miksi kahdesta kivestä ja kolmesta kivestä saadaan yhteensä viisi kiveä? Mitä tapahtuu vesipisaroita yhdistämällä? (FREGE) • matemaattinen totuus ei empiiristä (pace MILL, KITCHER) • matemaattisten struktuurien realisoituminen maailmassa johtaa faktuaalisiin totuuksiin, joita voi käyttää selityksissä

EULER JA KÖNIGSBERGIN SILLAT • Voiko Köninsbergin seitsemän siltaa kiertää niin, että samaa siltaa ei ylitä kahdesti? - EULER osoitti 1736, että tehtävä on mahdoton uusi matematiikan haara: verkkoteoria eli graafien teoria