Syy-yhteys: määritelmä, kausaalisuus ja seuraukset

Syy-yhteys on tapa kuvata, miten eri tapahtumat liittyvät toisiinsa. Oletetaan, että on kaksi tapahtumaa A ja B. Jos B tapahtuu, koska A tapahtui, sanotaan, että A on B:n syy tai että B on A:n seuraus.

Se, mikä näyttää hyvin yksinkertaiselta, on itse asiassa vaikea ongelma. Monet ihmiset ovat yrittäneet ratkaista sitä, ja he ovat keksineet erilaisia ratkaisuja.

Mitä syy-yhteys tarkoittaa käytännössä?

Yksinkertaisessa muodossa syy-yhteys tarkoittaa sitä, että yksi tapahtuma (tai tila) vaikuttaa toisen tapahtuman ilmaantumiseen. Usein tämä ilmaistaan myös kontrafaktuaalisesti: "Jos A ei olisi tapahtunut, B ei olisi tapahtunut." Tämä ei aina ole kirjaimellisesti totta (monissa tapauksissa B voi tapahtua myös muista syistä), mutta kontrafaktuaalinen ajattelu auttaa ymmärtämään käsitteen ytimen.

Tyyppejä ja käsitteitä

Tarpeellinen syy (necessary cause): ilman A:ta B ei voi tapahtua. Esimerkiksi tietty virus on tarpeellinen tiettyyn tautiin, jos tauti ei voi esiintyä ilman virusta.
Riittävä syy (sufficient cause): jos A tapahtuu, B tapahtuu varmasti. Esimerkiksi suoran kosketuksen ja esineen putoamisen suhde tietyissä olosuhteissa voi olla riittävä.
Osittainen tai myötävaikuttava syy: monissa ilmiöissä useat tekijät yhdessä johtavat seuraukseen (esim. sydänsairaudet: perimä, ruokavalio, liikunta).
Etäinen ja välitön syy: syy voi olla suora (välitön) tai kauempaa vaikuttava (etäinen). Esimerkiksi huono talouspolitiikka voi olla etäinen syy kriisille, kun taas pankin konkurssi voi olla välitön syy.
Probabilistinen kausaalisuus: A lisää B:n todennäköisyyttä, mutta ei tee sitä varmaksi. Tämä on yleinen tapa käsitellä monimutkaisia luonnon- ja yhteiskunnallisia ilmiöitä.

Korrelaatio ei tarkoita kausaalisuutta

Yksi yleisimmistä sekaannuksista on havaita kahden muuttujan välinen yhteys ja tulkita se syy-seuraussuhteeksi. Tätä kutsutaan korrelaatioksi. Esimerkkejä:

Jäätelön myynti ja hukkumiskuolemat korreloivat kesäisin — mutta jäätelö ei aiheuta hukkumisia; molempien taustalla on lämpötila (kolmas muuttuja, confounder).
Veitsen ja ruhjeiden yhdistyminen faasissa: veitsi on välitön syy ruhjeille, mutta jos merkittävä kolmas tekijä (esim. väkivalta) selittää yhteyden, analyysi vaikeutuu.

Tunnistettava ongelma on confounding eli se, että jokin kolmas tekijä vaikuttaa sekä A:han että B:hen ja antaa näennäisen syy-yhteyden.

Miten kausaalisuutta arvioidaan?

Kaasaulisuuden osoittaminen voi vaatia erilaisia menetelmiä riippuen aineiston luonteesta:

Satunnaistetut kokeet (RCT): paras keino osoittaa syy-seuraussuhde, koska satunnaistus pienentää confoundereiden vaikutusta.
Havainnolliset tutkimukset: kun kokeita ei voi tehdä, käytetään regressioanalyysiä, propensity score -menetelmiä, instrumenttimuuttujia ja muita taloustieteellisiä/epidemiologisia työkaluja.
Luonnolliset kokeet ja instrumentit: etsitään tilanteita, joissa jokin ulkopuolinen tekijä aiheuttaa variaatiota A:ssa, mutta ei suoraan B:ssä.
Ajallinen järjestys: syyn on oltava ennen seurauksena pidettävää tapahtumaa (temporality).
Kausaaliset graafit (DAG): esittävät muuttujien väliset oletetut riippuvuudet ja auttavat löytämään confoundereita sekä suunnittelemaan analyysejä.
Bradford Hillin kriteerit: joukko arviointiperusteita (mm. voimakkuus, johdonmukaisuus, biologinen plausibiliteetti, annos-vaste), jotka auttavat arvioimaan todennäköistä kausaalista yhteyttä erityisesti lääketieteessä ja epidemiologiassa.
Granger-kausaalisuus: aika-sarja-analyysin menetelmä, joka testaa, ennustaako yksi sarja toista paremmin kuin se ennustaa itseään — ei suora todistus mekanistisesta syystä, mutta käyttökelpoinen talous- ja signaalianalyysissä.

Käytännön merkitys ja seuraukset

Politiikka ja interventiot: kun tiedetään, mikä aiheuttaa ongelman, voidaan suunnitella tehokkaita toimenpiteitä (esim. rokotukset, verotus, sääntely).
Oikeudellinen merkitys: vastuun ja korvausten kannalta syy-yhteyden näyttäminen on usein keskeistä.
Tiede ja teknologia: kausaalinen ymmärrys antaa ennustettavuutta ja mahdollisuuden muuttaa tapahtumien kulkua.
Moraali ja politiikka: syy-yhteyksien tulkinta vaikuttaa siihen, kenelle langetetaan syyllisyyttä tai vastuuta ja millaisia ennaltaehkäiseviä toimenpiteitä hyväksytään.

Yleisiä harhaluuloja ja sudenkuopat

Yksinkertaiset selitykset: monissa ilmiöissä on useita yhdessä vaikuttavia syitä — yhden tekijän löytäminen ja yleistys voi olla harhaanjohtavaa.
Takaisinpäin selittäminen: tapahtuman jälkeen etsitään usein selitys, mutta tämä voi johtaa vahvistusharhaan (confirmation bias).
Aikasarjojen sudenkuopat: aikajärjestys ei aina riitä — esimerkiksi molemmat muuttujat voivat olla seurausta pitkän ajan trendistä.
Satunnaisuus ja tilastinen merkittävyys: tilastollinen merkitsevyys ei itsessään osoita kausaatiota.

Yhteenveto

Syy-yhteys on keskeinen käsite niin luonnontieteissä, yhteiskuntatieteissä kuin arkipäivän päätöksenteossa. Sen ymmärtäminen vaatii huolellista erottelua korrelaation ja kausaation välillä, sopivien tutkimusmenetelmien valintaa ja kriittistä ajattelua kolmansien tekijöiden ja ennakko-oletusten suhteen. Oikein todettu kausaalisuhde voi antaa vaikutusvaltaisia työkaluja vaikutusten ennakointiin ja ongelmien ratkaisuun.

Syy ja seuraus -sutra . Kahdeksannella vuosisadalla Japanissa tehty kuva, joka esittää syyn ja seurauksen.

Ensimmäisen dominokiven kaataminen saa toisen dominokiven putoamaan, mikä saa kolmannen putoamaan jne.

Kausaalisuus filosofiassa

Aristoteles

Aristoteles oli kreikkalainen filosofi. Hän tarkasteli myös kausaalisuuden ongelmaa. Kirjoissaan Posteriorinen analytiikka ja Metafysiikka hän kirjoitti:

"Kaikki syyt ovat alkuja..."
"... meillä on tieteellistä tietoa, kun tiedämme syyn...".
"... tietää jonkin asian luonne on sitä, että tietää syyn, miksi se on olemassa..."

Tätä voidaan käyttää selittämään kausaalisuutta. Aristoteles löysi erilaisia syitä:

Aineellinen syy on se "raaka-aine", josta jokin asia on tehty. Tätä kutsutaan toisinaan osa-kokonaisuus-kausaatioksi. Esimerkki: Patsaan pronssi.
Muodollinen syy kertoo meille taiteilijan esimerkkiä käyttäen, mitä asian on tarkoitus olla. Tätä kutsutaan toisinaan kokonaisosittaiseksi kausaatioksi. Esimerkki patsaan muoto.
Tehokas syy on se ulkoinen asia, joka alun perin aiheuttaa muutoksen. Se osoittaa ' mikä aiheuttaa muutoksen siinä, mikä muuttuu'. Se kattaa kaikki mahdolliset asiatyypit, ja se on syyn nykyaikainen määritelmä. Esimerkki: patsasta tekevä käsityöläinen, pronssintyöstötaito, neuvoja antava mies, lapsen isä.
Lopullinen syy kuvaa, miksi jokin asia on olemassa. Lopullinen syy eli telos on asian tarkoitus. Tähän kuuluvat nykyaikaiset ajatukset syy-yhteydestä, kuten jonkin asian haluaminen tai tarvitseminen olla olemassa, tai ne, jotka antavat käyttäytymiselle tarkoituksen Esimerkki: Syy, miksi taiteilija halusi tehdä patsaan.

Aristoteles kertoi, että syitä on kahdenlaisia: varsinaisia (ennakkosyitä) ja satunnaisia (sattumanvaraisia) syitä. Molempia syitä voidaan kutsua potentiaalisiksi tai todellisiksi, erityisiksi tai yleisiksi. Samalla kielellä viitataan myös syiden vaikutuksiin; siten, että yleiset vaikutukset osoitetaan yleisille syille, erityiset vaikutukset erityisille syille ja toimivat syyt varsinaisille vaikutuksille. Olennaista on myös se, että ontologinen kausaalisuus ei viittaa ajalliseen suhteeseen ennen ja jälkeen - syyn ja vaikutuksen välillä; että spontaanius (luonnossa) ja sattuma (moraalisten tekojen alalla) kuuluvat tehokkaaseen kausaalisuuteen kuuluvien vaikutusten syihin ja että mikään satunnainen, spontaani tai sattumanvarainen syy ei voi edeltää varsinaista, todellista tai perimmäistä syytä sinänsä.

Kaikissa myöhemmin historiassa tehtävissä kausaliteettitutkimuksissa on kyse siitä, että syiden järjestys (tärkeysjärjestys) asetetaan suosikkihierarkiaan, kuten "lopullinen > tehokas > aineellinen > muodollinen" (Akvinolainen), tai siitä, että kaikki kausaliteetti rajoitetaan aineellisiin ja tehokkaisiin syihin tai tehokkaaseen kausaliteettiin (deterministiseen tai sattumanvaraiseen) tai vain luonnonilmiöiden säännönmukaisiin sekvensseihin ja korrelaatioihin (luonnontieteet kuvaavat pikemminkin sitä, miten asiat tapahtuvat, kuin kysyvät, miksi ne tapahtuvat).

David Hume

David Hume oli toinen filosofi, joka tutki syyn ja seurauksen välistä suhdetta. Hume ajattelee, että kaikilla tällaisilla syy-seuraussuhteilla on tiettyjä yhteisiä piirteitä:

Syyn ja seurauksen on sijaittava lähellä toisiaan. On mahdollista, että kaukana olevilla syillä on vaikutus lähellä, mutta se voi tapahtua vain syy-seuraus-reaktioiden ketjussa.
Vaikutus tulee aina syyn jälkeen.
On olemassa kolmas elementti, jota kutsutaan voimaksi tai välttämättömyydeksi. Vesi on yleensä juoksevaa ja läpinäkyvää. Näistä ominaisuuksista ei kuitenkaan käy ilmi, että ihminen voi tukehtua siihen.

Hume sanoo, että jos joku on tottunut näkemään samat asiat aina samassa järjestyksessä, hän tottuu siihen, että ne tapahtuvat aina samassa järjestyksessä. Kun hän näkee yhden tapahtuman tapahtuvan, hän odottaa toisenkin tapahtuvan:

"	Havaitsen välittömästi, että ne ovat ajallisesti ja paikallisesti vierekkäisiä ja että se, jota kutsumme syyksi, edeltää toista, jota kutsumme vaikutukseksi. Yhdessäkään tapauksessa en voi mennä pidemmälle, enkä voi havaita mitään kolmatta suhdetta näiden kohteiden välillä. Laajennan siis tarkasteluani käsittämään useita tapauksia, joissa samankaltaiset kohteet ovat aina samankaltaisissa vierekkäisissä ja peräkkäisissä suhteissa. Ensisilmäyksellä tämä näyttää palvelevan tarkoitustani vain vähän. Useiden tapausten pohdinta vain toistaa samoja kohteita, eikä näin ollen voi koskaan synnyttää uutta ajatusta. Mutta tarkemmin tutkittuani huomaan, että toisto ei ole kaikissa yksityiskohdissa sama, vaan se tuottaa uuden vaikutelman, ja sitä kautta idean, jota nyt tarkastelen. Usein toistamisen jälkeen havaitsen nimittäin, että yhden kohteen ilmaantuessa mieli on tavan vuoksi määrätty tarkastelemaan sen tavanomaista seuralaista ja tarkastelemaan sitä voimakkaammassa valossa sen vuoksi, että se on suhteessa ensimmäiseen kohteeseen. Tämä vaikutelma tai päättäväisyys on siis se, joka antaa minulle ajatuksen välttämättömyydestä.	"
-David Hume, Treatise 1.3.14.

Kausaalisuus logiikassa

Logiikka on tiede, jossa tarkastellaan, miten argumentti rakennetaan. Logiikassa on yleensä kahdenlaisia syitä. Niitä kutsutaan välttämättömäksi syyksi ja riittäväksi syyksi.

Välttämätön syy on syy, joka sanoo: Kun B tapahtuu, myös A on tapahtunut. Tieto siitä, että A on tapahtunut, ei toisaalta välttämättä tarkoita, että myös B on tapahtunut. Esimerkki: Yhdysvalloissa senaattoreiden on oltava vähintään 30-vuotiaita. Nuoremmista ihmisistä ei voi tulla senaattoreita. Siksi kuka tahansa senaattori on vähintään 30-vuotias. (Toisaalta: on olemassa vähintään 30-vuotiaita ihmisiä, jotka eivät ole senaattoreita).
Riittävä syy on syy, joka sanoo, että jos tiedän, että A tapahtui, voin päätellä, että myös B tapahtui. Esimerkki: Pelikortin keskelle on merkitty erityinen symboli, jota kutsutaan isoksi pata (♠). Tämä riittää sanomaan, että kortti on ässä. Pelissä on kolme muuta korttia, jotka ovat myös ässiä. Ne on merkitty ruutu (♦), hertta (♥) tai risti (♣). Ei ole tarpeen tietää, että nämä kolme muuta korttia ovat olemassa tai mitä ne tarkoittavat. Toisaalta ei ole olemassa kortteja, jotka ovat ässiä, lukuun ottamatta lueteltuja kortteja.

Aiheeseen liittyvät sivut

Vapaa tahto
Determinismi

Kysymyksiä ja vastauksia

K: Mitä on kausaalisuus?

V: Syy-yhteys on tapa kuvata, miten eri tapahtumat liittyvät toisiinsa.

K: Miten ihmiset määrittävät kahden tapahtuman välisen syy-seuraussuhteen?

A: Jos B tapahtuu, koska A tapahtui, ihmiset sanovat, että A on B:n syy tai että B on A:n seuraus.

K: Miksi kausaalisuuden määrittäminen on vaikea ongelma?

V: Syy-yhteyden määrittäminen on vaikea ongelma, koska aina ei ole selvää, mikä tapahtuma on syy ja mikä on seuraus.

K: Ovatko ihmiset yrittäneet ratkaista kausaliteetin määrittämisen ongelmaa?

V: Kyllä, monet ihmiset ovat yrittäneet ratkaista kausaalisuuden määrittämisen ongelmaa.

K: Onko eri ihmiset päätyneet erilaisiin ratkaisuihin?

V: Kyllä, eri ihmiset ovat keksineet erilaisia ratkaisuja kausaalisuuden määrittämisen ongelmaan.

K: Voitteko antaa esimerkin kausaliteetista?

V: Kyllä, jos kasvi kuolee, koska se ei ole saanut tarpeeksi vettä, voimme sanoa, että veden puute (A) on kasvin kuoleman syy (B).

K: Onko kausaliteetti tärkeä käsite monilla aloilla?

V: Kyllä, kausaliteetti on tärkeä käsite monilla aloilla, kuten tieteessä, historiassa, filosofiassa ja oikeudessa.