老鼠可以当法官吗？-- 从动物实验看因果关系，从刑法题目联想到的

罗翔讲刑法的课很生动有趣，对于刑法中的因果关系（危害行为与危害结果之间的合乎规律的联系）他会提到一些有些费心思的案例或题目。

• 比如在10mg毒药可以致人死亡的背景下，A投了5mg的毒药（非致死量）给C，之后B又投了5mg给C，最终导致了C的死亡，尽管A单独投下的毒药分量都不足以致人死亡，但结果上A的行为跟C的死亡有因果关系吗？答案是“有”。
• 再比如，A砍杀C，但是见到C受伤后痛苦的样子又决定把C送去医院，结果医院医生B因为治疗中存在重大失误，导致C还是死亡了，这时A的行为跟C的死亡又因果关系吗？答案是“没有”，因为介入的第三者的医生B的失误行为很异常，同时又在死亡上起的作用较大，所以A的行为和C的死亡的因果关系因为B的介入而中断了。

也许我们会在第一个案例中觉得A的责任没有那么大，毕竟B不投毒的话C不会死。在第二个案例中又觉得尽管医生失误了，但如果不是A砍杀，C不会死的。
如果换成实验室中的老鼠，倒是有可能在第二个案例中答对，如果告诉它们砍人会死，但被砍后能得到医生救治的话就能活，不过如果医生有大失误的话人还是会死的话，老鼠也会觉得医生的原因比砍人更重要（见下文的“超常情况”）。当然这只是一个玩笑的解释，法律中会考虑介入的人（医生B）的行为是高概率地导致C死亡还是低概率地导致，从而在因果判断上会有特殊的考量。

因果关系本身，我们人类或者动物是如何去思考的呢？有很多心理学的实验是为了理解动物或人是如何学习的，即如何将以往的经验运用在新的情境下，做出适应新情境的反应的过程。这类实验虽然是行为主义的实验，往往从结果上也尽量解释成动物的反应是由纯粹的训练导致的，而不会轻易解释成动物也会推理、会思考因果关系，但是从中我们也可以看到动物是如何理解它周围环境中事物的因果关系的影子。

巴甫洛夫的狗，就可以通过训练，来学会铃声与食物的关系。在给狗吃肉（无条件刺激）之前响一遍铃声（条件刺激），狗吃到肉的时候会流口水（无条件反应），不断重复这个过程，每次给狗吃肉之前都响铃的话，狗在听到铃声之后就会开始流口水，这说明它可以从铃声中预测到肉的到来，建立了铃声与肉之间的“因果关系”（这里打引号意味着对于狗来说这未必是能达到人的理解层次的因果关系）。

这样的实验日常也可以拿老鼠来做，作为条件刺激可以用铃声、光等现象当作刺激，老鼠可以用铃声、光等来预测食物的到来，做出流口水、往食盆跑等反应。只是单纯用巴甫洛夫狗训练的方式的话，这种对于铃声与食物关系的预测可以仅仅看成是训练的结果，好比说一个人死记硬背完所有的考试题目，当然也可以对每个题目做出正确的解答，但是并不表示他掌握了相应的知识，并不了解题目与答案之间的内在关系或机制。如果我们将实验条件变得复杂一些（增加刺激的种类等）就可以看出老鼠是否真是在推理。
比如采用三个种类的刺激（铃声、光和振动），它们有些单独呈现给老鼠，有些则同时出现。有的情况下在呈现刺激后给老鼠食物，有的时候则呈现完刺激但不给食物，从而训练老鼠得知刺激和食物的关系。每种不同种类的实验都经过三个步骤：预先训练刺激跟食物的关系，正式训练刺激跟食物的关系以及最后的测试看老鼠知不知道哪些刺激会预示着食物到来的。

1. 【标准情况】这个实验没有预先训练这一步，只有普通训练和测试。只使用一种刺激（光），在给老鼠看到光之后就给它食物，这跟巴普洛夫的狗的训练过程几乎一样，在老鼠通过多次训练知道光和食物前后脚出现之后，进行测试，看只给老鼠看光时，老鼠是否会呈现期待食物的反应（流口水、跑到食盆旁边等），测试结果发现老鼠对光的反应强烈，证实了老鼠知道光预示着食物的到来。
2. 【遮蔽效应】增加一点条件，在遮蔽效应的实验中，给老鼠食物之前既给它听铃声也同时给它光刺激，当最后测试，只给它看光的时候，老鼠的反应会弱一点，似乎它知道之前训练中那么多量的食物是需要由灯光加铃声才能带来的，只有光的话，食物可能会少一些，所以它流口水的反应就会弱一点。相当于是它知道铃声和光一起才能带来1份食物，单独的铃声或光只能带来半份食物。
3. 【阻断效应】再进一步，加入预训练这一步骤，也就是事先训练老鼠告诉它铃声本身是可以带来食物的，多次训练之后，在播放铃声的时候又同时加入灯光，之后再看老鼠对于纯光的反应。这个时候只给老鼠看光的话，它没有任何期待食物的反应。也就是说，它知道铃声可以带来食物，加上光之后食物的量还是一样的话，光是无用的。
4. 【阻断消除】那么如果加上光之后食物量也增加的话会怎么样，这个时候老鼠对于只看到光也会有很强的反应，相当于是老鼠知道铃声会带来1份食物，铃声加灯光是2份食物，于是它会算出纯光的话应该预示着有1份食物的量。
5. 【过度期待】如果先告诉老鼠铃声可以单独带来食物，光也能单独带来食物，但再训练它光和铃声一起出现的话还只是1份食物，这时候再单独给老鼠看光的话，它的反应就会弱一些，相当于它知道其实单独一种刺激只能带来半份食物。
6. 【超常情况】更复杂一些是用三种刺激（振动、铃声、光）的组合，这就类似于文章开头的第二个杀人事件的案例。预训练时采用二种刺激，给老鼠听到振动声，只要有振动就有食物，但是伴随着铃声的振动则不给老鼠食物。之后正式训练又采用了第三种刺激—光，此时是铃声与光同时呈现，带来食物。老鼠之前没有经历过只有光的训练，那么老鼠认为单纯的光是否会带来食物呢。结果发现老鼠对于光的反应非常强，表明它认为光会带来不止1份的食物。也就是说，在预训练中，铃声是个不好的东西，它会把振动本来能带来的食物抵消掉（起到-1份食物的作用），但是有光出现的话，居然还能得到1份食物，可见光差不多应该值2份食物，这样才能在具有抵消功能的铃声出现后还能再带来1份食物。
7. 【潜在抑制】最后，先告诉老鼠看到光之后没有食物，等老鼠适应了之后，再训练光会带来食物，之后老鼠对于光的反应就比较弱，因为食物既有可能与光伴随，也有可能与光无关，所以老鼠对于光能带来的食物的期待不强。

种类	预训练	正式训练	测试（对光的反应）
标准情况	无	单独的光带来食物	强
遮蔽效应	无	铃声加光带来食物	弱
阻断效应	铃声带来食物	铃声加光带来食物	无
阻断消除	铃声带来食物	铃声加光带来更多食物	强
过度期待	铃声带来食物，光也带来食物	铃声加光带来食物	弱
超常情况	单独振动带来食物，振动加铃声则无食物	铃声加光带来食物	非常强
潜在抑制	光不带来食物	光带来食物	弱

上表出处：P4, doi: 10.1101/cshperspect.a021717

也许不同的老鼠在同一条件下的反应是不同的，只是实验结果反映的是大部分的老鼠的结果。
从这些实验的结果看来，老鼠并没有靠死记硬背来预测食物的到来，尤其在“超常情况下”，老鼠从来没有经历过光单独出现会带来多少食物的情况的，但是它自行思考，觉得光会带来很多食物。因果关系来源于经验，虽然我们努力在寻求作为客观真理的因果关系，但是我们只能根据以往的经验加上思考来遐想出未来，不经证实，永远不知道我们想的是否符合未来的事实。虽然分析大数据的时候，我们常常警示自己很多结论仅仅是相关关系而并非因果关系，最终我们是要揭示因果关系的。但是因果关系很可能只是一个美好的梦想，在周围条件极其复杂，很多条件环环相扣的时候，我们如何才能获得一个能容纳这些条件的大模型，并很有理由地忽略其他不在模型外的要素，让这个大模型几乎完美地解释出我们的世界呢？如果真有一个极其复杂的因果关系的模型，它说A的大幅上升会带来B的大幅下降，同时B的大幅下降会带来C的缓慢下降，然后又带来D的急速提升。。。。，最终带来Z的上升，这时候如果A和Z的关系不管中间其他的要素怎么改变都是一致变化，或者反方向变化还好，但是A有多种状态，最终Z也有多种状态，A和Z的具体关系根据中间所有要素的不同变化而不同的时候，那就会排列组合出超出记忆力的很多因果关系，那这个时候即便知道了因果关系，我们都不一定能在有限的时间内用它来描述清楚事实，因果关系并没有帮我们节省理解外界环境的时间。
老鼠当不了人类的法官，它虽然可以基于环境中的事实做出类似推理的行为，但是人类的法律又有其他的很主观的规则带来老鼠无法理解的判决结果。看朱苏力的“法理学”讲座，他才会提到用科学的方法来反思法律。