Думай «почему?». Причина и следствие как ключ к мышлению - Джудиа Перл

использовать правила логики, как обычно делают компьютеры, этот вопрос становится бессмысленным. Как говорил в таких случаях робот из телесериала 1960-х годов «Затерянные в космосе», «это не вычисляется».

Если мы хотим, чтобы наш компьютер понимал причинно-следственные связи, нужно научить его нарушать правила. Он должен усвоить, что просто наблюдать за событием и быть его причиной — разные вещи. Мы говорим компьютеру: «Во всех случаях, когда ты становишься причиной события, убери все стрелки, указывающие на это событие, и продолжай анализ с помощью обычной логики, как будто стрелок никогда не было». Таким образом, мы стираем все стрелки, ведущие к переменной, ставшей объектом интервенции (А). Также мы вручную настраиваем эту переменную, присваивая ей значение («верно»). Обоснование для этой странной «хирургической операции» простое: вызывая событие к жизни, мы освобождаем его от всех других влияющих обстоятельств и подвергаем только одному — тому, которое заставляет его случиться.

На рис. 5 показана диаграмма причинности на основе нашего примера. Эта интервенция неизбежно приводит к смерти узника. Такова причинная функция стрелки, ведущей от А к С.

Рис. 5. Рассуждение об интервенциях. Солдат А решает выстрелить; стрелка от К к А стерта, и А получает значение «верно».

Заметим, что этот вывод согласуется с нашим интуитивным суждением: выстрел А, сделанный без команды, приведет к смерти узника, потому что хирургическое вмешательство оставило стрелку от А к С неприкосновенной. Кроме того, мы придем к выводу, что В (по всей вероятности) не выстрелил; ничего, связанное с решением А, не должно влиять на переменные в модели, не являющиеся результатом выстрела А. Это утверждение стоит повторить. Если мы видим, что А стреляет, то делаем вывод, что В тоже выстрелил. Но если А решает выстрелить или если мы заставляем А выстрелить, то верно обратное. В этом разница между тем, чтобы видеть, и тем, чтобы делать. Только компьютер, способный уловить эту разницу, может пройти мини-тест Тьюринга.

Заметим, что, если бы мы просто собирали большие данные, это не помогло бы подняться по Лестнице и ответить на вопросы, заданные выше. Предположим, вы журналист, который ежедневно собирает информацию о расстрелах. В ваших данных будут только два типа событий: либо все пять переменных верны, либо все они неверны. Вот почему, располагая данными такого рода и не понимая, кто кого «слушает», вы (или любой алгоритм машинного обучения) ни за что не предскажете, что будет, если убедить снайпера А не стрелять.

Наконец, чтобы проиллюстрировать третий уровень Лестницы Причинности, давайте зададим контрфактивный вопрос. Предположим, мертвый узник лежит на земле. Из этого мы можем сделать вывод (используя первый уровень), что А выстрелил, В выстрелил, капитан подал сигнал, а суд вынес приговор. А если бы А решил не стрелять? Остался бы узник в живых? Этот вопрос требует от нас сравнения реального мира с вымышленным и противоречащим нашему, в котором А не выстрелил. В этом вымышленном мире стрелка, ведущая к А, стерта, чтобы А мог не слушать К. Переменной А присвоено значение «неверно», но ее предыдущая история остается той же, что и в реальном мире. Итак, вымышленный мир выглядит как на рис. 6.

Чтобы пройти этот мини-тест Тьюринга, наш компьютер должен прийти к выводу: узник будет мертв в вымышленном мире тоже, потому что там его убил бы выстрел В, т. е. доблестный отказ А не спас бы его жизни. Несомненно, по этой единственной причине и существуют расстрельные команды: они гарантируют, что приговор будет приведен в исполнение, и снимают некоторое бремя ответственности с каждого стрелка в отдельности: все они могут с чистой (относительно) совестью утверждать, что их действия не привели к смерти узника, потому что «он все равно бы умер».

Может показаться, что мы приложили массу усилий, стараясь ответить на ненастоящие вопросы, с которыми и так все было ясно. Я полностью согласен! Рассуждения о причинно-следственных связах даются вам без труда, потому что вы человек, и когда-то вам было три года, и у вас был замечательный трехлетний мозг, который понимал причинно-следственные связи лучше, чем любое животное или компьютер. Весь смысл мини-теста Тьюринга в том, чтобы рассуждения о причинности стали по силам и машинам. В ходе этого процесса мы могли узнать что-то новое о том, как это делают люди. Все три примера показывают, что компьютеры нужно научить выборочно нарушать правила логики. Компьютерам трудно это делать, а детям очень легко. (И пещерным людям тоже! Человекольва не создали бы, не нарушив правила о том, какая голова подходит для того или иного тела.)

Рис. 6. Контрфактивное рассуждение. Мы наблюдаем, что узник мертв и спрашиваем, что случилось бы, если бы солдат А решил не стрелять.

Но все же не будем почивать на лаврах, утверждаясь в человеческом превосходстве. В очень многих ситуациях людям, скорее всего, будет гораздо сложнее прийти к верным выводам о причинно-следственных связях. Так, может возникнуть гораздо больше переменных и они окажутся не просто бинарными (верно/неверно). Вместо того чтобы гадать, жив или мертв узник, нам, предположим, понадобится предсказать, насколько вырастит безработица, если поднять минимальную заработную плату. Такого рода количественное рассуждение о причинно-следственных связах обычно не под силу нашей интуиции. Кроме того, в примере с расстрельной командой мы исключили неопределенность: скажем, капитан дал команду через долю секунды после того, как солдат А решил выстрелить или у солдата В заклинило ружье и т. д. Чтобы справиться с неопределенностью, нам нужна информация о вероятности таких ненормальных ситуаций.

Позвольте привести пример, в котором от вероятностей зависит все. Он отражает споры, разгоревшиеся в Европе, когда впервые появилась вакцина от оспы. Тогда статистические данные неожиданно показали, что от прививки умирает больше людей, чем от самой болезни. Естественно, некоторые люди использовали эту информацию как аргумент в пользу запрета прививок, тогда как на деле она спасала жизни, избавляя от риска заболеть. Давайте рассмотрим вымышленные данные, чтобы проиллюстрировать этот эффект и разрешить спор.

Представим, что из миллиона детей 99 % получает прививку, а 1 % — нет. Если ребенок привит, то у него или у нее есть один шанс из 100 на побочную реакцию, и в одном случае из 100 реакция может стать смертельной. В то же время, если ребенок не прививается, у него или у нее очевидно нет риска получить побочную реакцию на прививку, однако есть один шанс из 50 заболеть оспой. Наконец, давайте считать, что оспа смертельна в одном случаев из пяти.

Я думаю, вы согласитесь,