23. Experimental Science & The Mill's Methods

 

Summary

Zusammenfassung

Building on the previous episode's introduction to scientific method, this video examines experimental techniques for identifying causes, developed by the 19th-century British philosopher John Stuart Mill. Recall that experimental science is distinct from historical science: it deals with observable, present events, since experimentation is necessarily observable and present. When it comes to finding causes, experimentation has proven extraordinarily powerful, advancing science further in the last 500 years than in all preceding millennia.

Aufbauend auf der Einführung in die wissenschaftliche Methode aus der vorigen Folge untersucht dieses Video experimentelle Techniken zur Bestimmung von Ursachen, entwickelt vom britischen Philosophen des 19. Jahrhunderts John Stuart Mill. Erinnere dich, dass die experimentelle Wissenschaft von der historischen Wissenschaft verschieden ist: Sie befasst sich mit beobachtbaren, gegenwärtigen Ereignissen, da ein Experiment notwendigerweise beobachtbar und gegenwärtig ist. Wenn es um das Finden von Ursachen geht, hat sich das Experimentieren als außerordentlich mächtig erwiesen und die Wissenschaft in den letzten 500 Jahren weiter vorangebracht als in allen vorangegangenen Jahrtausenden.

The Inductive Experimental Method

Die induktive experimentelle Methode

The inductivist experimental method forms and tests hypotheses to discover causal connections. Scientists try to determine both what causes an effect and what does not. Mill, an ethicist, logician, and political philosopher, outlined several inductive procedures that let researchers home in on probable causes and rule out non-causal factors. These became known as Mill's Methods, and there are five: the method of agreement, the method of difference, the joint method, the method of concomitant variation, and the method of residues.

Die induktivistische experimentelle Methode bildet und testet Hypothesen, um kausale Zusammenhänge zu entdecken. Wissenschaftler versuchen zu bestimmen, was eine Wirkung verursacht und was nicht. Mill, ein Ethiker, Logiker und politischer Philosoph, umriss mehrere induktive Verfahren, die es Forschern erlauben, sich auf wahrscheinliche Ursachen einzugrenzen und nicht-kausale Faktoren auszuschließen. Diese wurden als Mills Methoden bekannt, und es gibt fünf: die Methode der Übereinstimmung, die Methode des Unterschieds, die verbundene Methode, die Methode der begleitenden Veränderung und die Methode der Residuen.

Several methods come in positive and negative versions. Positive tests, at best, yield only probable results: they aim to show what the cause is, but some unnoticed factor might always be at work. Negative tests provide virtually certain results: they show for sure what the cause is not.

Mehrere Methoden kommen in positiven und negativen Versionen vor. Positive Tests liefern bestenfalls nur wahrscheinliche Ergebnisse: Sie zielen darauf zu zeigen, was die Ursache ist, aber es könnte immer ein unbemerkter Faktor am Werk sein. Negative Tests liefern so gut wie sichere Ergebnisse: Sie zeigen mit Sicherheit, was die Ursache nicht ist.

Key Concepts

Kernbegriffe

An effect is anything that begins to exist as the result of some cause; a cause is what produces an effect. Although the definitions are circular, it helps to think of cause as that which produces and effect as that which is produced. Something can be both a cause and an effect, just not at the same time and in the same way (the law of non-contradiction), because these are relative terms.

Eine Wirkung ist alles, was als Ergebnis einer Ursache zu existieren beginnt; eine Ursache ist das, was eine Wirkung hervorbringt. Obwohl die Definitionen zirkulär sind, hilft es, sich die Ursache als das Hervorbringende und die Wirkung als das Hervorgebrachte vorzustellen. Etwas kann zugleich Ursache und Wirkung sein, nur nicht zur selben Zeit und in derselben Hinsicht (der Satz vom Widerspruch), weil dies relative Begriffe sind.

An antecedent factor is an event or thing that precedes the effect under consideration; it should not be confused with the cause but rather tested as a possible cause. A concomitant factor happens at the same time as the cause but is not itself the cause, and is easily mistaken for it. A necessary condition must hold for an effect to occur; a sufficient condition is one that guarantees the effect.

Ein vorausgehender Faktor ist ein Ereignis oder Ding, das der betrachteten Wirkung vorausgeht; er sollte nicht mit der Ursache verwechselt, sondern als mögliche Ursache geprüft werden. Ein begleitender Faktor geschieht zur selben Zeit wie die Ursache, ist aber nicht selbst die Ursache und wird leicht mit ihr verwechselt. Eine notwendige Bedingung muss gelten, damit eine Wirkung eintritt; eine hinreichende Bedingung ist eine, die die Wirkung garantiert.

Method of Agreement

Methode der Übereinstimmung

Also called common thread reasoning. The positive version seeks a sufficient condition: the single antecedent factor common to all situations where the effect occurs is probably the cause. For example, across three chemistry trials with factors (A, B, C), (D, C, F), and (F, G, C), the reaction occurs each time, and the only common factor is C, so C is probably the cause, though only highly probable.

Auch Schluss auf den gemeinsamen Faden genannt. Die positive Version sucht eine hinreichende Bedingung: Der einzelne vorausgehende Faktor, der allen Situationen gemeinsam ist, in denen die Wirkung auftritt, ist wahrscheinlich die Ursache. Zum Beispiel tritt bei drei Chemieversuchen mit den Faktoren (A, B, C), (D, C, F) und (F, G, C) die Reaktion jedes Mal auf, und der einzige gemeinsame Faktor ist C, also ist C wahrscheinlich die Ursache, wenn auch nur hoch wahrscheinlich.

The negative version finds what the cause is not: no antecedent factor is the cause in whose absence the effect still occurs. If trials with (A, B, C), (A, B, C), and just (B, C) all produce the effect, then A can be eliminated.

Die negative Version findet, was die Ursache nicht ist: Kein vorausgehender Faktor ist die Ursache, bei dessen Abwesenheit die Wirkung dennoch auftritt. Wenn Versuche mit (A, B, C), (A, B, C) und nur (B, C) alle die Wirkung hervorbringen, dann kann A ausgeschlossen werden.

Method of Difference

Methode des Unterschieds

Also called relevant difference reasoning. The positive version seeks a necessary condition: in otherwise identical situations, the antecedent factor unique to the situation where the effect occurs is probably the cause. If (A, B, C, D) produces an effect but (B, C, D) does not, then A is likely the cause. A useful mnemonic: in agreement the results agree (the effect occurs in each instance), while in difference the effect differs between instances.

Auch Schluss auf den relevanten Unterschied genannt. Die positive Version sucht eine notwendige Bedingung: In ansonsten identischen Situationen ist der vorausgehende Faktor, der einzig der Situation eigen ist, in der die Wirkung auftritt, wahrscheinlich die Ursache. Wenn (A, B, C, D) eine Wirkung hervorbringt, (B, C, D) aber nicht, dann ist A wahrscheinlich die Ursache. Eine nützliche Merkhilfe: Bei der Übereinstimmung stimmen die Ergebnisse überein (die Wirkung tritt in jedem Fall auf), während beim Unterschied die Wirkung sich zwischen den Fällen unterscheidet.

The negative version states that no antecedent factor can be the cause in whose presence the effect fails to occur. If (A, B, C, D) yields an effect but (A, E, F, G) does not, A can be ruled out. One caveat: A might be the cause only in combination with another factor, making it necessary but not sufficient. This is exactly why a single method should not be used in isolation.

Die negative Version besagt, dass kein vorausgehender Faktor die Ursache sein kann, bei dessen Anwesenheit die Wirkung ausbleibt. Wenn (A, B, C, D) eine Wirkung ergibt, (A, E, F, G) aber nicht, kann A ausgeschlossen werden. Ein Vorbehalt: A könnte nur in Kombination mit einem anderen Faktor die Ursache sein, was es notwendig, aber nicht hinreichend macht. Genau deshalb sollte eine einzelne Methode nicht isoliert verwendet werden.

Joint Method

Die verbundene Methode

The third method simply combines the methods of agreement and difference. It is a strategy of cross-checking: when results from different methods point to the same conclusion, the probability of accuracy increases.

Die dritte Methode kombiniert einfach die Methoden der Übereinstimmung und des Unterschieds. Sie ist eine Strategie des Gegenprüfens: Wenn Ergebnisse verschiedener Methoden auf dieselbe Schlussfolgerung weisen, steigt die Wahrscheinlichkeit der Richtigkeit.

Method of Concomitant Variation

Methode der begleitenden Veränderung

If the occurrence of a phenomenon varies with a particular element, that element is probably causally related to the phenomenon. When a possible cause and effect vary together (the effect grows as the factor increases and shrinks as it decreases), you may have found the cause. Di Donato cautions, however, that correlation is not causation. In a drug trial, increasing drug B might track with a patient's remission, yet the real cause could be an allergic reaction that triggers a cancer-fighting hormone, or many other drugs might produce the same benefit. We must be careful with our conclusions.

Wenn das Auftreten eines Phänomens mit einem bestimmten Element variiert, steht dieses Element wahrscheinlich in kausalem Zusammenhang mit dem Phänomen. Wenn eine mögliche Ursache und Wirkung gemeinsam variieren (die Wirkung wächst, wenn der Faktor zunimmt, und schrumpft, wenn er abnimmt), hast du vielleicht die Ursache gefunden. Di Donato warnt jedoch, dass Korrelation keine Kausalität ist. In einer Arzneimittelstudie könnte eine steigende Dosis von Wirkstoff B mit der Remission eines Patienten einhergehen, doch die eigentliche Ursache könnte eine allergische Reaktion sein, die ein krebsbekämpfendes Hormon auslöst, oder viele andere Wirkstoffe könnten denselben Nutzen erbringen. Wir müssen mit unseren Schlussfolgerungen vorsichtig sein.

Method of Residues

Methode der Residuen

Also known as the process of elimination: the antecedent factor that remains after all others have been eliminated as probable causes is probably the cause. This is essentially the same as inference to the best explanation.

Auch bekannt als Ausschlussverfahren: Der vorausgehende Faktor, der übrig bleibt, nachdem alle anderen als wahrscheinliche Ursachen ausgeschlossen wurden, ist wahrscheinlich die Ursache. Das ist im Wesentlichen dasselbe wie der Schluss auf die beste Erklärung.

The next episode turns to historical science and common mistakes in causal reasoning.

Die nächste Folge wendet sich der historischen Wissenschaft und häufigen Fehlern im kausalen Schließen zu.