如何发现和确认事物间的因果联系

1、如何发现和确认事物间的因果联系？关于A药能医治B病的标准一、因果关系的发展所谓“因果关系”，即原因与结果之间相互依存的关系，是人类在长期的社 会生活和生产实践中 （ 通过对事物之原因与结果及其相互关系的长期认识 ）逐渐 总结出来的一个理解事物和预计事物变化发展的基本法则， 它在我们的生产、 生 活和科学研究中有着极广泛的运用， 乃人类认识未知世界和获得客观知识的重要 依据。而原因与结果范畴则是对世间事物运动变化之过程所皆具的先后二态的哲 学抽象一一先者名因、后者名果，合称因果关系，为 一事物演化的基本法则。从 概念关系上看， 原因、结果、因果关系这三者实际上是互不分离的 所谓原因， 它乃是某结

2、果的原因， 亦即因果关系中的原因或因果关系的前件； 同理， 结果也 只能是某原因的结果， 即因果关系的后件； 而因果关系， 也即原因与结果的相互 关系。虽然原因与结果这对范畴已经得到古今哲学的长期研究， 前人也对因果关 系概念下过许多定义， 但直至今天， 人们对于因果关系的看待和把握仍然很不统 一，已有的因果定义并无一个普遍的公认， 众说纷纭， 在理论和实践上引起了许 多争论和混乱。古代三大哲学的因果思想中， 都没有明确的因果关系定义， 而且具体的因果 用义也不确定。 有时原因与结果是指实体而言， 有时则指的是性质， 在古印度因 明学和中国墨家逻辑学中又将因果分别视为理由、 条件与推断；在古希

3、腊哲学中， 最初的原因概念包含在对世界本原的探求之中， 或者说，原因就是本原 1；后来， 亚里士多德提出著名的“四因说” ，但无一个统一的因果定义；到了近代，伽利 略赞同亚里士多德的动力因概念而摒弃了目的因， 并具体把引起物体作加速运动 的“力” （外力）作为原因 2。这是“狭义原因”的早期形式。有案可稽的因果关系概念之完整定义最先见于霍布斯的著作， 他把原因定义 为主动者和被动者双方所具的有关偶性 （性质）的总和，而把结果定义为在被动者 里面产生的偶性 3；从而，因果关系就是相互作用物的“件质”在被动物中“产 生”新的“性质” 。同时，霍布斯还具体将原因视为能力，将结果视为活动，而 他所言的

4、原因乃是包括了内因和外因的完全原因。此后，洛克、休谟、康德、拉 普拉斯、罗素、黑格尔等也相继给出各自的关于因果关系定义。在现行的马克思主义哲学教科书上也有因果范畴，其因果关系的一般形式 是：在自然界和社会中， 每一个或每一些现象， 都会引起另一个或另一些现象的 产生，反过来说，任何现象的产生都是由先前一些现象所引起的；其中，引起一 定现象的现象是原因， 由于原因作用而产生的现象是结果。 在这种定义中， 原因 和结果都是指的“现象” ，而原因中包括了部分原因 (一个现象)和完全原因 (些 现象 )两种，因果关系是“引起”关系。现在国外的因果研究领域也提出了各种因果关系理论， 其中代表性的主要有

5、三个：邦格因果模型、马奇因果模型和萨普斯因果模型，它们分别从作用原理、 条件逻辑和条件概率角度给出了各自的因果关系定义：邦格(M . Bunge)模型的特点是将因果关系视为原因所属事物对结果所由事物的作用所产生的， 并对这种 作用采用状态空间方法来描述； 同时，他认为原因和结果既不是实体、 也不是性 质和状态，更不是观念，而是事件事物状态的变化。 邦格对因果关系的定义 是：事物A引起事物B去产生事件C事物A中的某一事件(或一组事件)引 起了事物B的状态变化而产生事件C4。邦格将因果关系在状态空间中表述. 使 其因果定义获得了一种学科模型的外观， 有较确切的意义。 但是，这个定义所着 意描述的是

6、 A 物作用对于 B 物状态变化的贡献，而并不描述 B 物本身的特性在 B 物状态变化中的根据意义， 因而它乃是伽利略狭义原因定义的发展形式 典 型的二体作用关系的外因模型，不能描述内因的作用 5。马奇(Mackie)模型的特 点是，它不考虑因果关系的产生机制(即不描述相关事物的作用过程)，只从条件逻辑角度来研究原因对于结果的条件关系。 其结论是， 原因既不是结果的充分 条件，也不是它的必要条件， 而是结果的某一充分条件中的一个必要部分。 从而， 马奇模型结出的因果定义是： 所谓原因， 乃是对于结果的一个非必要却充分的条 件中的一个非充分而却必要的部分 6。这个定义又被简称为因果关系的 INU

7、S 条 件。但也显然， 这个定义中的原因只能是结果的部分原因或狭义原因， 而不能是 完全原因5o萨普斯(Suppes模型的特点是把因果关系视为一种特殊的概率关系。 由而，设在时刻ti有事件A，在时刻t2 >ti有事件B;并设Pr(B)为B出现的绝 对概率，Pr(B/A)为给定A后B出现的条件概率，如果 Pr(B/A) > Pr(B)，则称事 件A为事件B的原因。换言之，萨普斯模型是把因果关系定义为结果事件出 现的绝对概率小于它在给出原因事件后出现的条件概率， 也即是把原因视为使另 一事件出现的概率增大的条件。 然而，能够使一个事件出现的概率增大的条件不 止是原因， 还有其他许多非因

8、果性关联也能改变事件的条件概率， 故而上述的概 率关系并不一定就是因果关系，由之定义的原因也就不是严格意义的原因了 5。二、因果关系的分类与性质通过对历史上不同因果关系的定义及后续的发展， 这里本文对因果关系进行 适当的归类分析：第一，先从因果关系的定义方式上看， 已有定义可大体分为三大类型： 是 机制型定义， 它从原因导致结果的方式与机制上界说因果关系， 其具体格式又分 为两种：(1)原冈 , 引起 , 结果；(2)原因 , 产生 , 结果。二是时序型定义， 它从过程上表述原因和结果的先后出现的关系， 其定义格 式是：前者 (因), 决定或转化为 , 后者 (果)。三是逻辑型定义， 它是从逻

9、辑关系上表述原因对于结果的条件性质， 其格式 为：原因,是,结果的 ,(某种)条件。第二，再就原因方面看， 应作两种情况的归类： 一是从界说原因范畴的用词 或名称上归类，已有的原因可分为六类： (1)实体 物质、物体、上帝、神、 理念等； (2)状态 物体的存在状态、系统的存在状态、事物状态等； (3)属性 性质、本质、偶性、能力等； (4)过程 事件、事物运动、作用、相互作 用、作用过程等； (5)条件 初始条件、充分条件、必要条件、条件集以及理 由等； (6)概称事物、现象、东西、因素、观念、前者等。二是从原因的范围上分， 已有的原因可分为两大类： 一类是完全原因， 它又 可以分为三种：

10、(1)孤立系统某一时刻的存在状态； (2)对一般环境中某结果的产 生起了作用的全部内外因素之总体； (3)基本原因 (设由真空中 -对作用物构成 -最 简单的完全原因，它存在于抽象的定义中 )。另一类是部分原因，部分原因的种 数可有多种多样，但与因果定义有关的主要有四种： (1)准全原因(由完全原因 中可知的内外诸因素构成，略去尚不可知的影响因素) ；(2)外因； (3)内因； (4)特定原因 (指一般环境的完全原因中被关注的一种或几种特定待知因素，但不包 括完整的内因或外因； 它既可以是主要因素， 也可以是次要冈索， 如作案的主犯 或帮凶等；还可以是某种微小的因素，如犯人作案的工具或相关物等

11、)。以上几种原因在不同类型的因果定义中出现 (如邦格模型所定义的原因就是一种外因， 马奇模型所定义的原因则可以是某种特定原因 )，其他诸如主观原因、客观原因、 直接原因、间接原因、偶然原因、导因，等等，都可以归入上述7 种原因中去，但它们本身一般不直接出现在因果关系的定义之中。第三，对于结果力面， 也可以依照原因的归类方式： 一是从界说结果范畴的 用词或名称上归类，已有的结果可分为五类： (1)实体一个或数个(新生)物体； (2)状态物体或系统的 (后继的或新的 )状态； (3)属性一种或数种新的性 质； (4)过程事件(状态变化 )、运动过程等； (5)概称事物、现象、东西、 观念、后者等。

12、二是从结果的范围上分类，已有的结果也可分为两大类：一类是完全结果， 下分三种： (1)孤立系统某一(后继)时刻的存在状态； (2)一般环境中的某个原 因所产生的全部后效 (例如， 推动一个物体的完全结果， 除了该物体本身的存在 状态变化之外，也应包括推动者施作用后的状态变化 它也属于原因作用或相 互作用的后效之一， 还应包括物体与地面摩擦产生的痕迹、 热量、声音以及周围 空气的被扰动等等环境变化) ；(3)基本结果 (设由真空中一对作用物所产生的二体 变化构成一最简单的完全结果，存在于理论分析之中 )。另一类是部分结果。部 分结果的种数也是很多的，但与因果定义有关的主要是三种： (1)准全结果

13、 (一般 环境中某原因所产生的可知后效的总体 )；(2)狭义结果 (专指被作用对象的状态变 化，例如推动一个物体的狭义结果是该物体运动这一事件 )；(3)特定结果 (指一般 环境的完全结果中为观察者所关心的某特定东西， 如打靶事件的子弹着靶点， 植 物生长过程的花或果实等，它们不是完整的狭义结果 )。以上 6 种结果在不同类 型的因果定义中出现，其他诸如自然结果、人为结果、长时结果、瞬时结果、必 然或预期结果、偶然或意外结果、有利或不利结果、内部或外部结果等，都可以 归入上述分类中去，它们本身也一般不直接出现在因果关系的定义之中。由以上考究，我们可以得到因果关系的三条基本性质： (1)原因与结

14、果是一 对直接来源于人类实践的古老哲学范畴，因果关系具有基本而普遍的意义； (2) 因果关系是关于事物在时间上演化发展的法则， 本质上是时序与过程的关系， 也 即事物之引起与被引起、 产生与被产生的关系， 具有解释事物或预测变化的功用 原因乃结果的解释与根据，结果则是原因的推演或转化；(3)客观事物的相互作用是其因果演化的基本机制， 因果关系体现在演化中之事物的内外诸因素的 相互作用过程上， 原因是相互作用过程本身方面， 结果是相互作用所产生的事物 状态变化方面 5 。三、医学研究中的因果关系周易说：“知变化之道者，其知神之所为乎！ ”，所谓“变化之道”就是 指现象层面的本身的规律。对于科研中

15、“透过现象抓住事物的本质” ，是指通过 实验手段、 技术分离和抽象思维对事物系统加以控制， 将现象层面芜杂交错的联 系间断，只在现实或思维中留下认识主体所关注的少量事物要素之间的联系， 对 之加以研究，找出其因果关系。 因果关系是自然科学和社会科学的支柱。 医学科 研亦遵循科学研究的方向， 通过求证因果关系， 进行正确的因果推理， 揭示疾病 的本质， 从而全面了解认识疾病， 制定更好解决问题的方案， 真正做到防病于未 然。医学科学研究往往涉及因果关系的求证。 研究过程中需要观察变量间的相互 关系。相关分析的结果会对变量间的因果关系提供重要的有意义的信息， 然而一 旦发现统计学相关就得出因果关系

16、， 这种判断存在明显弊端。 相关只能确定变量 间相互关联的程度及相互变化的趋势， 统计学相关可能是 “种瓜得瓜，种豆得豆”， 也可能是“相伴相随” ，并非因果关系。诸如十八到十九世纪关于脚气病病因研 究可提供很好的历史借鉴： 十八十九世纪医学思维还处在病原体致病主导理论 下，在近千篇由当时知名专家教授发表的严谨研究论文中提出脚气病的病因包括 细菌、阿米巴、寄生虫等，惟独没有营养素缺乏。这种历史性的悲剧原因就在于 当时没有严密系统的因果关系论证方法学。 判断变量间的因果关系非常严格， 在 医学科学研究中，作因果关系论证时要仔细考察所研究两变量相关的显著性和相 关的强度，相关的量效关系，相关的一致

17、性（不同人群的相同发现） ，相关的生 物学合理性和时效关系 （因在前，果在后及前瞻性研究证实） 以及相关的特异性。合理的对象选择是医学科研中病因学研究的首要的必备条件， 需要保证所选 的暴露因子有一定梯度。 病因学研究中牵涉到危险因素的概念。 某些疾病， 特别 是发病率低、 潜伏期长的慢性疾病， 其发病可能与多种因素有关， 对这类疾病从 个体研究发现病因往往不可能， 在合适的群体研究中发现的与发病率消长的有关 因素就称为危险因素。 危险因素应用于慢性疾病因研究具有较大的现实意义， 因 为许多因素与慢性病有一定程度的相关联系， 但大多具有非特异性、 多变性和不 确定性等特点。 一般来说，前瞻性研

18、究应比回顾性研究更有助于发现变量间的因 果关系。危险因素在某一群体中的存在会使有关疾病的发病率增加； 当其消除后， 又使该病的发病率下降。 只有当危险因素经临床研究证实有肯定致病效应后， 才 能成为直接病因。 有些研究选取不适当的研究对象， 得出相关的两个现象， 但我 们必须头脑保持清醒 这两个现象即使相关，也不一定是因果关系。医学研究中我们还发现，一些变量无论从统计学还是从生物学都密切关联， 但是削弱某变量的强度并不能引起另一变量有意义的变化。 从内分泌疾病角度观 察高血压与糖尿病。 高血压人群发生糖尿病的危险性更大， 但常规降压治疗未能 减少糖尿病的出现。 因此有些学者称高血压是糖尿病的预

19、测因素。 但预测因素与 疾病之间不存在因果关系， 高血压发生于糖尿病之前能预测糖尿病的发生， 不能 使之逆转。两者关系是“相伴”关系。统计学相关还会出现在毫无关联的两种事 物中，如一段时间内儿童体重变化与气温的升高“相关” ，这种“相关”叫假关 联。四、关于 A 药能医治 B 病的标准如何确认A药物能医治B病，也就是确认药物A与B病间的疗效因果关系 是临床医学研究中非常重要和必不可少环节。 只有确认两者的因果关系， 我们才 能对症下药，才能治疗病痛，造福人类。对于药物及特定病疗效因果关系的确认，一般遵循 Koch 三原则和现代五项 标准。Koch三原则的主要设计和论证思想是：当两个因素 /现象

20、（变量）A与B 确存在因果关系时，应当呈现下述规律性，即 1当A药使用时，B病好转或消 失；2、当不使用A药时（也未用其它药物），B病未好转；3、上述这种关系在 不同时间、地点仍然存在。此时，可以作出药物 A 是治疗 B 病的原因（之一）， 两者具有因果关系的结论。 当然病情的治疗除了简单药物外， 环境因素， 心理行 为因素，生活方式因素、个体差异都会影响病情的康复。仅仅使用 Koch 三原则 提供的方法学来确定药物的疗效就有所不足。 在方法学研究的基础上， 逐步形成 了论证因果关系：1在时间关系上，要有先后的时间序列。即A作为原因在前， B 作为结果在后，其间可以有不同长短的潜伏期；2、在空

21、间关系上具备恒定性。A 作为原因与 B 作为结果的关系恒定，从不同的角度、用不同的方法、在不同 的国家地区民族、不同的文化背景下都得到同一的结果和规律性； 3、在强度关 系上，B作为结果的强度变化与A作为原因的强度变化一致；4、关系呈现特异 性，即 B 只在 A 后出现，是完全特异性。如果 B 与 A 以及另外的因素有关，但 以与 A 的关系最密切，是相对特异性； 5、所论证的关系与现有的知识相符合。 比如与生物学、流行学、医学史等的规律和经验一致。医学研究中因果关系的研究策略， 通常涉及两个分析性研究， 包括队列研究 和病例-对照研究。试验性研究（随机对照试验，RCT）实际上也是一种特定条件

22、下因果关系的推导。研究过程中有些情况可能会掩盖或歪曲事物间的因果关 系。常规的原因可能包括， 1）研究中存在混杂因素。 2）研究者对相关疾病不熟 悉。 3）统计方法选择不当会掩饰两变量的相关作用。因果关系的研究往往涉及到 多个因素， 药物的疗效不是孤立的， 各因素之间往往相互影响， 可以相互拮抗或 协同，也可以相互夸大或埋没（称为混杂偏倚） 。我们需要从很多因素中筛选出 对治疗有影响的因素， 还需要校正各因素之间的相互混淆。 所以需要采用多因素 分析的方法。与病例 -对照研究策略相对应的多因素分析主要建立 Logistic 回归 模型。目前常见评价药物疗效的方法主要有以下几种：4.1 经验医学

23、8 0 年代以前， 临床药物治疗效果的评价大多以临床医生的经验和推论为基 础，即根据某一药物对疾病某些临床指标的作用 （不包括预后指标 ），如血压、血 流动力学、血液生化指标 （血糖、血脂等 ）、心律失常 （室早和非持续性室速 ） 等的 变化来推论其对疾病的治疗作用。 该过程的观察，仅需一个或少数几个医疗单位； 少数医生；几十至几百例病人；在较短时间 （数周至数月 ） 即可完成。如评价降 压药的疗效标准是用药前后的血压变化。硝苯地平 (心痛定 )治疗高血压，经临床 观察它可有效地降低血压，又对肝、肾、骨髓等脏器无毒副作用，大多数患者可 以耐受，便可认为它是一种安全有效的降压药物， 从而被广泛应

24、用。 评价抗心律 失常药物的疗效标准， 以用药前后室性早搏、 非持续性室性心动过速等心律失常 消长情况为依据。上述经验医学的结果显然是一“短期效应” 8。4.2 模糊数学模糊数学自 1965 年问世以来，发展很快，它为模式识别、人工智能、信息 检索和生物医学等方面提供了新的数学描述语言和工具。 目前评价药物疗效大多 是用一些模糊语言， 就是对多种因素影响的事物或现象作出总的评价， 其应用广 泛。目前评价药物疗效大多使用显效、有效、无效或病情好转、不变、恶化等非 定量语言来描述，这样使评价药物疗效具有一定的模糊性 9。4.3 循证医学80 年代在欧美提出， 90 年代为世界广泛接受的循证 ( 求

25、证、有据 ) 医学 (Evide nee based medic ine)是近年来兴起的一门学科，是医学治疗学的决策指 南和发展方向。 它要求临床药物治疗应以科学证据为指导， 进行科学治疗和客观 观察。它与经验医学有以下不同：(l)临床实践以证据为基础(Evidenee based , 要求一种药物的疗效必须获得丰富全面的临床证据支持。( 2)评价目标看重该 药对患者的远期预后影响和死亡率的影响， 即治疗对病人预后 (包括心脑血管重 大事件和死亡率)的影响，体现“长治久安”。( 3) 科学客观地研究，即多中 心、大规模、前瞻性、随机双盲的研究，跨国的几十家甚至上百家或数百家医院 共同参加， 大

26、多设有安慰对照组， 对成千上万的疾病人群进行长达 3年一5年甚至 更长时间的追踪观察。 (4) 人力、物力、财力方面的投人是巨大的 8。4.4 群体药物动力学群体药物动力学 ( population pharmaeokineties， PopPK) 是研究患者群体在给 予临床相应剂量的某种药物后， 个体间药物浓度差异的来源及相关性的学科。 群 体中个体差异的来源可分为 2 类： 一类是固定效应，指通常在一定时段内较为 固定，可以受研究者控制的变异，如性别、年龄、身高、体重种族、基因多态性 等生理特征；肝、肾损害等病理情况；药物剂型、合并用药、吸烟及饮食对药物 处置的影响等。 另一类是随机效应， 指数据资料中难以测量的影响因素， 如一些 未知的病理生理学状态、 无法测定的生化学或病理学差异、 分析测量误差等。 应 用PopPK方法能够区分不同群体中药物的暴露程度，对固定效应和随机效应进行 定量评估， 因而在药物的开发以及临床应用过程中得到了极大关注。 美国食品药 品管理局 ( FDA) 大力提倡在药物开发过程中进行 PopPK 研究，并随着这一学科 的发展，能对临床药物研究过程做出规范和指导 10。 PopPK 的分析方法包括简 单平均数据法（NAD ）、简单合并数据法（NPD）、两步法（the two-s