Корреляция – это еще не следствие

 

СЬЮ БЛЭКМОР

Психолог, автор книги Consciousness: an Introduction («Сознание: введение»)

 

То, что корреляция необязательно означает причинноследственную связь, хорошо известно ученым, но не остальной части общества, хотя усвоение этого знания во многом улучшило бы критическое мышление и научное понимание мира.

Отчасти все дело в том, что эта концепция не слишком очевидна. Я это знаю по собственному опыту. Мне приходилось объяснять медсестрам, физиотерапевтам и другим специалистам схемы экспериментов. Обычно я приводила свой любимый пример: представьте, что вы наблюдаете за железнодорожной станцией. Люди все приходят и приходят, пока платформа не заполняется, – и тут приходит поезд. Что же произошло – скопление людей вызвало прибытие поезда (а стало причиной Ь)? Или прибывший поезд повлек скопление людей на платформе (Ь стало причиной а)? Ни то ни другое: и количество людей на платформе, и время прибытия поезда зависят от расписания движения (с послужило причиной а и Ь).

Вскоре стало ясно, что мои студенты понимают пример, но быстро его забывают. Тогда я стала каждую лекцию начинать с вымышленного примера и заставляла их подумать. Например, я говорила: «Допустим, что сделано открытие – я не утверждаю, что это правда, – что дети, которые едят больше кетчупа, хуже сдают экзамены. Возможно ли такое?»

Все сразу же отвечают, что это неправда. (Тогда я снова объясняю им, что такое мысленный эксперимент.)

«Но ведь если кетчуп ядовит, его бы запретили продавать!»

(Пожалуйста, давайте просто представим себе эту ситуацию.)

Тогда студенты подключали воображение: «Наверно, в кетчупе содержится нечто, что замедляет работу нервной системы». «Употребление кетчупа побуждает к тому, чтобы смотреть телевизор, вместо того чтобы заниматься». «Тот, кто ест больше кетчупа, ест больше чипсов, а в результате становится толстым и ленивым».

Да, да, это неверные предположения, но все они исходят из того, что a – это причина b.

Идем дальше: «У глупых людей особые вкусовые рецепторы, поэтому они любят кетчуп». «Возможно, если ребенок не сдает экзамен, родители в наказание дают ему кетчуп». И даже: «Более бедные люди едят больше нездоровой пищи и хуже успевают в школе».

Неделю спустя я даю следующий пример: «Допустим, мы обнаружили, что чем чаще люди посещают астрологов и экстрасенсов, тем дольше живут».

«Такого не может быть: ведь астрология – это чушь!»

(Вздох… давайте просто представим, что это так.)

Ладно. «У астрологов особая психическая энергия, которая распространяется и на их клиентов». «Если знать будущее, можно избежать смерти». «Понимание своего гороскопа делает людей счастливее и здоровее».

«Да, прекрасные идеи, продолжайте».

«Чем старше люди, тем чаще они ходят к экстрасенсам». «Здоровые люди более одухотворены и чаще ищут духовное наставничество».

«Да, продолжайте, пожалуйста, предлагайте еще версии».

И наконец: «К экстрасенсам чаще обращаются женщины, а, как известно, женщины живут дольше мужчин».

Я хочу сказать, что, как только вы начнете к каждой корреляции подходить скептически, ваше воображение обретет свободу. Если вы будете помнить, что корреляция не означает причинно‑следственную связь, то начнете думать: «ОК, если а не вызывает b, может быть, b вызывает а? А может быть, что‑то третье вызывает и а, и b? Что вообще происходит? Можно ли придумать другие объяснения? Можно ли их проверить? Можно ли выяснить, какое предположение истинно?»

Теперь вы подходите к научным новостям критически и можете мыслить как ученый.

Истории об угрозах здоровью и заявления экстрасенсов привлекают внимание общества, но понимание того, что корреляция не означает причинно‑следственной связи, может повысить уровень дебатов о насущных проблемах современности. Например, известно, что рост глобальной температуры коррелирует с повышением уровня углекислого газа в атмосфере, но почему? Нужно выяснить, какая переменная от какой зависит и не может ли причиной происходящего быть какой‑то третий фактор. Ответ будет иметь важные последствия для действий общества и будущей жизни на Земле.

Некоторые считают, что самой большой научной загадкой является природа сознания. Нам кажется, что мы независимые личности, обладающие сознанием и свободной волей, но чем лучше мы понимаем работу мозга, тем меньше остается в нем места для сознательной деятельности. Популярный способ поиска решений этой проблемы – охота за «нейронными коррелятами сознания». Например, известно, что активность нейронов в определенных частях моторной коры и лобных долей коррелирует с сознательным решением что‑то сделать. Но значит ли это, что наше сознательное решение возбуждает активность мозга или что активность мозга влечет за собой сознательное решение? А может быть, причиной является какой‑то третий фактор?

Четвертая возможность заключается в том, что активность мозга и осознанный опыт, по сути дела, являются одним и тем же. Достаточно вспомнить, что свет не вызван электромагнитным излучением, а сам является электромагнитным излучением, а тепло – движением молекул. Сегодня мы не понимаем, каким образом сознание может быть активностью мозга, но думаю, в свое время выяснится, что так оно и есть. Когда мы опровергнем некоторые заблуждения о природе разума, то, возможно, увидим, что никакой особой загадки здесь нет и наш осознанный опыт как раз и есть то, что происходит в мозгу. Если это так, то нейронных коррелятов сознания не существует. Как бы то ни было, чтобы разгадать эту загадку, нужно помнить, что корреляция не означает причинно‑следственную связь. И медленно идти от корреляций к причинам.

 

Поток информации

 

ДЭВИД ДЭЛРИМПЛ

Сотрудник медиалаборатории Массачусетского технологического института

 

Концепцию причинно‑следственной связи лучше всего представлять в виде потока информации, текущего от предшествующего события к связанному с ним последующему. Высказывание «а влечет за собой b» только кажется точным, но на самом деле оно весьма туманно. Намного точнее будет следующее выражение:

«Имея информацию о событии а, я могу почти с полной уверенностью[15] спрогнозировать, что произойдет событие b. При этом исключается возможность того, что какие‑то факторы помешают совершиться событию b., если событие а произошло. Однако сохраняется вероятность, что какие‑то другие факторы все равно вызовут событие b, даже если событие а не произойдет».

В общем, можно сказать, что один массив данных «предопределяет» другой, если последний можно вычислить или спрогнозировать, исходя из первого. Заметьте, речь необязательно идет об элементарной информации (например, о факте определенного события). Это также применимо к символическим переменным (в Интернете результаты вашего поискового запроса определяются самим запросом), числовым переменным (результат, выдаваемый термометром, определяется температурой сенсора) или даже поведенческим переменным (поведение компьютера определяется битами, загруженными в его память).

Но давайте внимательнее рассмотрим это наше предположение. Внимательный читатель наверняка заметил, что в одном из примеров я допустил, что состояние Интернета является константой. Но это же просто смешно! Говоря языком математики, допущения называются «априорными», и одна из школ статистики считает их самым важным аспектом любого информационного процесса. На самом деле мы хотим знать, позволяет ли существующий набор допущений повысить качество оценки вероятности информации b путем добавления некоторой информации а. Разумеется, все дело в том, с какими допущениями мы имеем дело: например, если они включают абсолютные знания о b, то уточнение становится невозможным.

Если при разумном наборе допущений информация об а позволит уточнить оценку b, то можно предположить наличие определенной причинной связи между этими элементами. Но конкретный вид этой связи останется неопределенным, поскольку, как гласит известный принцип научного метода, корреляция необязательно означает причинно‑следственную связь. Дело в том, что концепция причинно‑следственной связи исходит из нашей склонности рассматривать информацию о более раннем событии раньше, чем о более позднем (дальнейшие последствия этой концепции для человеческого сознания, второго закона термодинамики и природы времени очень интересны, но, к сожалению, их рассмотрение выходит за рамки данного эссе).

Если бы информация обо всех событиях всегда поступала в том порядке, в каком происходят сами события, то тогда, действительно, корреляция означала бы причинно‑следственную связь. Но в реальном мире мы не только ограничены наблюдением за событиями в прошлом, но и можем отыскивать информацию об этих событиях не в том порядке, в котором они протекали. Так, наблюдаемая корреляция может отражать обратную причинную связь (информация о событии а позволяет уточнить оценку события b, хотя событие b произошло раньше и было причиной а). Возможны и более сложные ситуации: например, информация о событии a позволяет уточнить оценку b, одновременно предоставляя информацию о событии с, которое произошло до a и b и стало причиной их обоих.

Поток информации симметричен: если информация о событии a позволяет уточнить оценку b, то информация о событии b позволяет уточнить оценку a. Но так как мы не можем изменить прошлое и нам неведомо будущее, эти ограничения полезны лишь в контексте на определенное время и в том порядке, в котором протекали события. Поток информации всегда идет из прошлого в будущее, но в нашем уме стрелки могут поменять направление. Устранение многозначности – по сути, и есть та проблема, которую наука призвана решить. Если вы сможете визуализировать все потоки информации и контролировать свои допущения, в вашем распоряжении окажется вся мощь научного метода – и даже больше.