Structural causal models (SCMs), also known as (nonparametric) structural equation models (SEMs), are widely used for causal modeling purposes. In particular, acyclic SCMs, also known as recursive SEMs, form a well-studied subclass of SCMs that generalize causal Bayesian networks to allow for latent confounders. In this paper, we investigate SCMs in a more general setting, allowing for the presence of both latent confounders and cycles. We show that in the presence of cycles, many of the convenient properties of acyclic SCMs do not hold in general: they do not always have a solution; they do not always induce unique observational, interventional and counterfactual distributions; a marginalization does not always exist, and if it exists the marginal model does not always respect the latent projection; they do not always satisfy a Markov property; and their graphs are not always consistent with their causal semantics. We prove that for SCMs in general each of these properties does hold under certain solvability conditions. Our work generalizes results for SCMs with cycles that were only known for certain special cases so far. We introduce the class of simple SCMs that extends the class of acyclic SCMs to the cyclic setting, while preserving many of the convenient properties of acyclic SCMs. With this paper we aim to provide the foundations for a general theory of statistical causal modeling with SCMs.


翻译:结构性结构因果模型(SCM)也称为(非参数性)结构方程模型(SEMs),被广泛用于因果模型。特别是,循环的SCMS(又称递归性 SEMs)形成一个研究周密的SCMS子类,它一般地概括出因果巴伊西亚网络,以容纳潜在的混淆者。在本文中,我们在一个更笼统的环境下调查SCMS,允许潜在混淆者和周期同时存在。我们证明,在存在周期的情况下,循环性SCMS的许多方便特性并不普遍存在:它们并不总是有解决办法;它们并不总是产生独特的观测、干预和反事实分布;边缘化并不总是存在,如果存在边际模型,并不总尊重潜在预测;它们并不总是满足Markov属性;它们的图表并不总是与其因果关系相一致。我们证明,对于一般的SCMSMs而言,这些特性在一定的可溶性条件下都存在。我们的工作一般地将SMSMs模型的周期结果与独特的观测、干预性和反事实性分布,而我们只知道这种循环的周期性模型的周期性基础只是用于维护一个普通的SCMsliclicl。我们为Slic 的普通的普通的Slicrocal 。我们为Slicalal 。我们为Slicalalal 。我们为许多的普通的普通的Slishalmmmmmalalal 。

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