Einführungskurs Wissenschaftstheorie und Wissenschaftsgeschichte: VI: Kausales Schliessen

1. Einführungskurs Wissenschaftstheorie und Wissenschaftsgeschichte:VI: Kausales Schliessen Gerd Grasshoff Universität Bern SS 2010

2. Beispiele für Kausalaussagen Glatteis verursachte den Unfall Bakterium A führt zur Krankheit B CO2 –Emission bewirkt einen Klimawandel in den nächsten 50 Jahren Alle Fälle kausaler Redeweise lassen sich auf die Relation „A verursacht B“ reduzieren

3. Grundelemente kausaler Zusammenhänge Grundelement: A verursacht B Fragen: Was instantiiert A und B als Ursache und Wirkung? Vollständigkeitsfrage I: Sind damit alle Zustandsformen in der Welt erfasst? Wie können kausale Übergänge miteinander zu einem komplexen Prozess verknüpft werden? Vollständigkeitsfrage II: Werden alle Veränderungen der Welt durch die kausalen Relationen erfasst? Vollständigkeitsfrage III: Decken die kausalen Relationen der Veränderung der Welt alle Übergänge ab?

4. Kausal relevanter Faktor A • A verursacht B

5. Kausale Kette • A verursacht B, B verursacht C • -> A verursacht C • Kausalrelation ist transitiv

6. Komplexe Ursache • A und B zusammen verursachen U

7. Multiple Ursache • A verursacht U, oder • B verursacht U, oder • C verursacht U, oder • D verursacht U

8. Differenztest U ist eine Ursache einer Wirkung W, wenn In einer ersten Situation die Ursache U gegeben ist, und die Wirkung W auftritt. Und wenn in einer zweiten Situation, die der ersten in allen relevanten Hinsichten, bis auf die zu prüfende Ursache, gleicht, die Wirkung ausbleibt. Man nennt eine solche zweite Situation auch einen Nullversuch. Die Gleichheit in den relevanten Hinsichten heisst auch Homogenitätsbedingung. U heisst dann auch kausal relevant für W.

9. Hypothesen und Kausalität Eine überwiegende Zahl von wissenschaftlichen Hypothesen drückt Kausalzusammenhänge aus. Für die Beurteilung der Wahrheitsbedingungen von Kausalhypothesen sind besondere experimentelle Anordnungen und Auswertungsverfahren erforderlich.

10. Biochemische Reaktionspfade I

11. Biochemische Reaktionspfade II (Details)

13. Hans Krebs (zusammen mit Kurt Henseleit), 1931-32 Entdeckung der Harnstoffsynthese

14. Allgemeine Kausalzusammenhänge A, B, C, D, E: Kausal relevant für W (A, B, C) und (D, E) sind hinreichend für W Kontrollierbar und beobachtbar sind nur Teile der Faktoren von Kausalzusammenhängen (rot)

15. Experimenteller Differenztest Hypothese: A und B und C → W (bekannt) Prüffaktor D (zu testen) Differenztest: Anlage Homogenitätsbedingung ist für alle bekannten kausal relevanten Faktoren für W zu erfüllen Variation von Faktoren Schliessen auf kausale Relevanzen In dieser Anlage gibt es 16 mögliche Ergebnisse. Überlegen Sie, welche Schlüsse auf kausale Relevanzen erlauben!

16. Experimentelle Kausalprozesse

17. Experimente Bei Experimenten lassen sich drei Teiltätigkeiten unterscheiden: Experimentdesign: Ein Aufbau einer experimentellen Anordnung aufgrund des Modells und der kausalen Testanlage. Bedingung: Kausalschlüsse müssen möglich sein, erfüllt also: Homogenitätsbedingung Beobachtbarkeit auftretender Faktoren (zumeist indirekt durch Messungen) Experimentausführung: Anfangsbedingungen werden im Aufbau realisiert, die zu Wirkungen führen(können). Experimentauswertung: Die empirische Befund wird mit der Hypothese verglichen und kausal ausgewertet

23. Bedingung eines zulässigen experimentellen Schlusses Regeln des kausalen Schliessens bestimmen die Möglichkeiten der Auswertung von Experimenten. Werden die Bedingungen eines experimentellen Differenztests verletzt, lassen sich aus den experimentellen Befunden keine Schlüsse ziehen.

24. Prüfung der Homogenitätsbedingung Die Einhaltung der Homogenitätsbedingung lässt sich testen, indem Experimente wiederholt werden. Die Wiederholung eines Experiments stärkt somit die Sicherheit eines experimentellen Befundes, der aufgrund eines Differenztests gewonnen wurde hinsichtlich der Voraussetzung der Homogentätsbedingung

28. Multipler Effekt • U verursacht A, B, C und D

29. Kausale Wechselwirkung • A verursacht B, und • B verursacht A

30. Kausaler Kreis

31. Beispiel für das Durchwandern kausaler Graphen Hinweis: Beim Vortrag erfolgt eine Wanderung der Zustandskennzeichnung von oben nach unten A B C D F E G

32. Komplexe Kausalgraphen Komplexe Kausalgraphen beschreiben den Zusammenhang von allgemeinen kausalen Regularitäten. Sie beschreiben mögliche Zustandsveränderungen der Welt In der Regel beschreiben diese Graphen nur einen sehr kleinen Teilauschnitt aller möglichen Zustandsveränderungen Die genannten Ursachenbeschreibungen in den Graphen sind in der Regel nicht in diesem Sinne vollständig, dass alle Faktoren genannt sind, deren Vorliegen für das Entstehen einer Wirkung erforderlich sind.

33. Kausalitätsprinzip Jedes Ereignis hat eine Ursache

34. Determinismusprinzip Gleiche Ursachen, gleiche Wirkung Dass heisst: Alternative Wirkungen zu einer gegebenen Ursache sind ausgeschlossen Bemerkung: Das Kausalitäts- und Determinismusprinzip gelten für eine kausale Welt Ob die Welt sich danach verhält, ist eine offene Frage