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此词条由因果科学读书会词条梳理志愿者我是猫（74989）、趣木木编撰
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== 起源 ==
== 起源 ==
因果关系对于人类感知和理解世界，采取行动以及理解自己起着核心作用。大约二十年前，计算机科学家 Judea Pearl 通过发现和系统地研究「因果阶梯」（Ladder of Causation），在理解因果关系方面取得了突破，该框架着重说明了观察、做事和想象的独特作用。为了纪念这一具有里程碑意义的发现，人们将其命名为「Pearl 因果层次结构」（Pearl Causal Hierarchy，PCH）。
因果关系对于人类感知和理解世界，采取行动以及理解自己起着核心作用。大约二十年前，计算机科学家 Judea Pearl 通过发现和系统地研究「因果之梯」（Ladder of Causation），在理解因果关系方面取得了突破，该框架着重说明了观察、做事和想象的独特作用。为了纪念这一具有里程碑意义的发现，人们将其命名为「Pearl 因果层次结构」（Pearl Causal Hierarchy，PCH）。
去年 7 月，来自哥伦比亚大学和斯坦福大学的四位研究者撰写了一篇关于 PCH 和因果推理的技术报告，从逻辑概率和推理图两个方面，对 PCH 进行了新颖全面的解读。
去年 7 月，来自哥伦比亚大学和斯坦福大学的四位研究者撰写了一篇关于 PCH 和因果推理的技术报告，从逻辑概率和推理图两个方面，对 PCH 进行了新颖全面的解读。
[[文件:因果之梯.png]]
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因果之梯的每一层级都有一种代表性生物。大多数动物和当前的学习机器都处于第一层级，它们通过关联进行学习。像早期人类这样的工具使用者则处于第二层级，前提是他们是有计划地采取行动而非仅靠模仿行事。我们也可以通过实验来习得干预的效果，这大概也是婴儿获取大多数因果知识的方式。反事实的学习者处于阶梯的顶级，他们可以想象并不存在的世界，并推测观察到的现象的原因为何。
=== 因果之梯第一层级 ===
处于第一层级的是关联，在这个层级中我们通过观察寻找规律。一只猫头鹰观察到一只老鼠在活动，便开始推测老鼠下一刻可能出现的位置，这只猫头鹰所做的就是通过观察寻找规律。计算机围棋程序在研究了包含数百万围棋棋谱的数据库后，便可以计算出哪些走法胜算较高，它所做的也是通过观察寻找规律。如果观察到某一事件改变了观察到另一事件的可能性，我们便说这一事件与另一事件相关联。基于被动观察来做出预测，Pearl认为，目前为止我们的机器学习进展都还是在这一层级的，无论大家认为它有多么强大。
因果关系之梯的第一层级要求我们基于被动观察做出预测，且都是基于相关性的，其典型问题是：“如果我观察到……会怎样？”例如，“我的肺部有很多焦油沉积，我未来患肺癌的概率是多少？”，再比如，一家百货公司的销售经理可能会问：“购买牙膏的顾客同时购买牙线的可能性有多大？”此类问题正是统计学的安身立命之本，统计学家主要通过收集和分析数据给出答案。在这个例子中，问题可以这样解答：首先采集所有顾客购物行为的数据，然后筛选出购买牙膏的顾客，计算他们当中购买牙线的人数比例。这个比例也称作“条件概率”，用于测算（针对大数据的）“买牙膏”和“买牙线”两种行为之间的关联程度。用符号表示可以写作P（牙线|牙膏），其中P代表概率，竖线意为“假设你观察到”。
为了缩小数据的体量，确定变量之间的关联，统计学家开发了很多复杂的方法。比如“相关分析”或“回归分析”，其具体操作是将一条直线拟合到数据点集中，然后确定这条直线的斜率。有些关联可能有明显的因果解释，有些可能没有。但无论如何，统计学本身并不能告诉我们，牙膏或牙线哪个是因，哪个是果。从销售经理的角度看，这件事也许并不重要——好的预测无须好的解释，就像猫头鹰不明白老鼠为何总是从A点跑到B点，但这不
改变它仍然是一个好猎手的事实。
第一层级的梯子上站着的是猫头鹰和机器人，能够做的就是
第二层级的梯子上站着的是原始人类和婴儿，它们学会了有意图地去使用工具，对周遭环境进行干预。
第二层级的梯子上站着的是原始人类和婴儿，它们学会了有意图地去使用工具，对周遭环境进行干预。