Raciocínio causal é o processo de identificar causalidade: a relação entre uma causa e seu efeito. O estudo da causalidade estende-se desde a filosofia antiga até à neuropsicologia contemporânea; suposições sobre a natureza da causalidade podem ser demonstradas como funções de um evento anterior que precede um evento posterior. O primeiro estudo protocientífico conhecido de causa e efeito ocorreu na Física de Aristóteles. A inferência causal é um exemplo de raciocínio causal.

Compreendendo causa e efeito Relações causais podem ser entendidas como uma transferência de força. Se A causa B, então A deve transmitir uma força (ou poder causal) a B que resulta no efeito. Relações causais sugerem mudança ao longo do tempo; causa e efeito estão temporalmente relacionados, e a causa precede o resultado.

A causalidade também pode ser inferida na ausência de uma força, através da noção de contingência. Uma causa pode ser a remoção (ou interrupção), como remover um suporte de uma estrutura e causar um colapso ou a falta de precipitação causando o murchamento das plantas.

Os humanos podem raciocinar sobre muitos tópicos (por exemplo, em situações sociais e contrafactuais e nas ciências experimentais) com o auxílio da compreensão causal. A compreensão depende da capacidade de compreender causa e efeito. As pessoas devem ser capazes de raciocinar sobre as causas do comportamento dos outros (para entender suas intenções e agir adequadamente) e entender os prováveis efeitos de suas próprias ações. Argumentos contrafactuais são apresentados em muitas situações; os humanos estão predispostos a pensar sobre "o que poderia ter sido", mesmo quando esse argumento não tem relação com a situação atual.

Relações de causa e efeito definem categorias de objetos. Asas são uma característica da categoria "pássaros"; esta característica está interligada causalmente com outra característica da categoria, a capacidade de voar.

Tradicionalmente, a pesquisa em psicologia cognitiva tem se concentrado em relações causais quando a causa e o efeito são ambos valores binários; tanto a causa quanto o efeito estão presentes ou ausentes.Jenkins, H. M., & Ward, W. C. (1965). Judgment of contingency between responses and outcomes . Psychological Monographs, 79, (1, Whole No. 594).Cheng, P. W. (1997). From covariation to causation: A causal power theory. Psychological Review, 104, 367–405. Também é possível que tanto a causa quanto o efeito assumam valores contínuos. Por exemplo, girar o botão de volume de um rádio (como causa) aumenta ou diminui a intensidade sonora (como efeito). Nestes casos, a relação entre as variáveis da causa e do efeito assemelha-se a uma função matemática na qual a mudança na variável da causa altera valores na variável do efeito. A aprendizagem humana de tais relações tem sido estudada no campo da "Aprendizagem de Funções".Carroll, J. D. (1963). Functional learning: The learning of continuous functional mappings relating stimulus and response continua. NJ: Education Testing Service PrincetonBrehmer, B. (1974). Hypotheses about relations between scaled variables in the learning of probabilistic inference tasks. Organizational Behavior and Human Performance, 11, 1–27.Koh, K., & Meyer, D. E. (1991). Function learning: Induction of continuous stimulus-response relations. Journal of Experimental Psychology: Learning, Memory, and Cognition, 17, 811–836.

Mesmo assim, é bem compreendido que as aplicações físicas de modelos matemáticos contínuos não são literalmente contínuas na prática.Maddy, Penelope (2017). Set-Theoretic Foundations Um botão em um rádio não assume um número infinito e incontável de valores possíveis — assume um número finito de valores possíveis totalmente limitados pela natureza mecânica e física do próprio botão. Não existe um mapeamento um-para-um entre a matemática contínua usada para aplicações de engenharia e o(s) produto(s) físico(s) produzido(s) pela engenharia. De fato, este é um problema proeminente na Filosofia da Matemática.Eklund, Matti (2019). Stanford Encyclopedia of Philosophy: Fictionalism Balaguer, Mark (2018). Stanford Encyclopedia of Philosophy: Fictionalism in the Philosophy of Mathematics Uma possível resposta a esta questão em aberto é que a realidade é rasterizada (possivelmente na Escala de Planck, ver Gravidade quântica em loop) e é fundamentalmente discreta. Assim caminha a teoria do ficcionalismo matemático, onde a matemática contínua serve como uma construção fictícia de imagens usada para raciocinar geometricamente através de desenhos e ideias intuitivas de formas ausentes de dados de medição.

Causa e efeito também podem ser entendidos probabilisticamente, via estatística inferencial, onde a distinção entre correlação e causalidade é importante. Apenas porque duas variáveis estão correlacionadas não significa que uma causou a outra. Por exemplo, as vendas de sorvete estão correlacionadas com o número de mortes por afogamento. Isso não ocorre porque o sorvete causa afogamento ou porque mortes por afogamento fazem as pessoas comprarem sorvete. Em vez disso, é porque um terceiro fator causa ambos. Neste caso, o tempo quente faz com que as pessoas tanto comprem sorvete quanto vão nadar, e este último aumenta as chances de afogamento. Essas outras causas possíveis que podem explicar a correlação entre duas variáveis são chamadas variáveis de confusão.

Dessa forma, determinar relações de causa e efeito é bastante difícil e, argumentavelmente, impossível apenas através da observação estatística. Estudos estatísticos podem aliviar o problema controlando variáveis suspeitas de serem confundidoras, mas ainda é possível que uma correlação observada seja causada por algum fator não controlado. O método científico é uma solução para este problema. Em um experimento científico, os experimentadores variam uma variável independente e observam as mudanças na variável dependente. Desde que a variável independente seja variada de forma aleatória na amostra (por exemplo, em um estudo médico, metade dos participantes pode ser escolhida aleatoriamente para receber o tratamento, e a outra metade um placebo), não haverá variáveis de confusão que causem tanto a mudança nas variáveis independentes quanto dependentes, uma vez que a variável independente é controlada pelos experimentadores.

A causalidade é uma questão importante na física moderna. De acordo com teorias deterministas, qualquer evento futuro poderia, em princípio, ser previsto com conhecimento perfeito do presente, pois se poderia calcular precisamente qual resultado seria causado pelo estado atual das coisas. No entanto, a mecânica quântica trouxe de volta a possibilidade de eventos indeterminísticos - eventos que não são determinados por causas anteriores. Se os resultados dos eventos mecânico-quânticos são realmente indeterminísticos é um dos maiores problemas em aberto na física hoje e faz parte da interpretação da física quântica e sua reconciliação com a estrutura causal da relatividade restrita.

Teorias da causalidade também desempenham papéis importantes nos debates sobre livre-arbítrio. Por exemplo, se o determinismo é verdadeiro, isso implica que nossas ações são causadas por eventos anteriores, o que os incompatibilistas argumentam ser inconsistente com o livre-arbítrio. Como resultado, os incompatibilistas se dividem em duas grandes vertentes: os libertários (não confundir com libertários políticos), que argumentam que as ações humanas não são determinadas por causas anteriores, e os deterministas radicais, que argumentam que o livre-arbítrio não existe. O principal desafio para os filósofos libertários é explicar como as ações humanas são causadas, se não são causadas por eventos anteriores. Alguns citam a mecânica quântica como evidência de que as ações humanas podem não ser determinísticas.Balaguer, Mark. (2010). MIT Press: Free Will as an Open Scientific Problem Hameroff, Stewart. (2012). Front Integr Neurosci.:How quantum brain biology can rescue conscious free will. Em oposição tanto aos libertários quanto aos deterministas radicais estão os compatibilistas, que argumentam que a existência do livre-arbítrio é compatível com o determinismo.

Inferindo causa e efeito Os humanos são predispostos a entender causa e efeito, fazendo inferências bidirecionais. Pistas temporais demonstram causalidade. Ao observar um evento, as pessoas assumem que as coisas que precedem o evento o causam, e as coisas que seguem o evento são efeitos dele.

A coincidência de movimento e relações espaciais são outra maneira de inferir causa e efeito. Se objetos se movem juntos (ou um objeto parece iniciar o movimento do outro), a causalidade é inferida a partir dessa relação. Animacidade também pode ser inferida a partir de tais relações.

O raciocínio causal pode ser ativado quase automaticamente. No entanto, inferências sobre causa e efeito nem sempre demonstram compreensão dos mecanismos subjacentes à causalidade; a causalidade foi descrita como "ilusão cognitiva". Grande parte da compreensão de causa e efeito é baseada em associações, sem uma compreensão de como os eventos estão relacionados entre si.

Um estudo de neuropsicologia de 2013 demonstra que os humanos conformam novas informações a informações antigas. Isso sugere uma experiência causal invertida: a causa deve ser atribuída ao efeito a posteriori para entender a conexão causal entre agente e ato. Friedrich Nietzsche argumentou contra a causalidade aristotélica (de que a causa precede o efeito) em A Vontade de Poder.Friedrich Nietzsche. The Will To Power. circa 1880s, which recent neuropsychological experiments confirm.

477 (Nov. 1887-March 1888)

"I maintain the phenomenality of the inner world, too: every- thing of which we become conscious is arranged, simplified, schematized, interpreted through and through — the actual process of inner "perception," the causal connection between thoughts, feelings, desires, between subject and object, are absolutely hidden from us — and are perhaps purely imaginary. The "apparent inner world" is governed by just the same forms and procedures as the "outer" world. We never encounter "facts": pleasure and displeasure are subsequent and derivative intellectual phenomena —

"Causality" eludes us; to suppose a direct causal link between thoughts, as logic does — that is the consequence of the crudest and clumsiest observation. Between two thoughts all kinds of affects play their game: but their motions are too fast, therefore we fail to recognize them, we deny them —

"Thinking" as epistemologists conceive it, simply does not occur: it is a quite arbitrary fiction, arrived at by selecting one element from the process and eliminating all the rest, an artificial arrangement for the purpose of intelligibility —

The "spirit," something that thinks: where possible even "absolute, pure spirit" – this conception is a second derivative of that false introspection which believes in "thinking": first an act is imagined which simply does not occur, "thinking," and secondly a subject-substratum in which every act of thinking, and nothing else, has its origin: that is to say, both the deed and the doer are fictions.