자기가 경험한 것을 이해하기 위해서는 그 사건에 연루된 사람이나 사물뿐만 아니라 원인, 시간, 장소, 그리고 얼마나 그 사건이 자주 발생하는지를 또한 정확하게 표상할 수 있어야 한다. 이 모든 개념들의 발달은 영아기에 시작되지만 아동기와 청소년기 동안 지속적으로 발달된다.
1700년대 스코틀랜드 철학자인 데이비드 흄은 인과성을 우주의 접합체라고 말했다. 요지는 별개의 사건들을 인과적 연결이 일관된 전체로 묶어준다는 것이다. 데이비드 흄의 주장과 일치하게 발달 초기부터 아이들은 왜 물리적인 사건과 심리적인 사건들이 발생하는지를 유추하기 위해 인과적 기제의 이해에 크게 의존한다. 왜 스위치를 누르면 불이 들어오는지를 묻거나 장난감이 어떻게 작동하는지를 알기 위해 장난감을 분해하거나 왜 엄마가 화가 났는지 궁금해할 때 아이는 인과적 연결을 이해하려는 것이다.
경험론자들과 선천론자들은 물리적 인과성 이해의 근원에 대해 근본적으로 의견이 다르다. 경험론자들은 어린아이들의 인과성 이해가 환경 속에서 셀 수 없이 많은 관찰과 자신의 행동의 인과적 결과를 관찰한 결과로 생긴다고 생각한다. 그러나 일부 기본적인 인과적 이해가 없이는 세상을 이해하기 어렵고 아동은 영아기부터 일찍이 이러한 이해를 조금씩 나타낸다는 사실 때문에 선천론자들은 어린아이들이 선천적인 인과성의 모듈이나 어린아이들이 관찰하는 사건으로부터 인과적 관계를 추출하도록 돕는 핵심 이론을 가졌다고 생각한다. 두 입장의 공통된 한 사실은 아이들이 영아기부터 인상적인 인과적 사고를 보인다는 것이다.
영아기의 인과적 사고
6개월 쯤 아기들은 일부 물리적 사건 사이의 인과적 연결을 지각한다. 이러한 관계를 지각하는 아기들의 능력을 보여주는 한 실험에서 6~10개월의 아기들에게 움직이는 물체가 멈춰 있는 물체와 충돌하고 멈춰 있는 물체가 바로 우리가 예상하는 방향으로 움직이는 영상을 보여줬다. 각 영상마다 움직이는 물체와 멈춰있는 물체는 달랐지만 기본적인 내용은 같았다. 이러한 영상을 몇 개 본 뒤에 아기들은 충돌에 습관화되었다. 그런 뒤에 아기들에게 멈춰있는 물체가 충돌하기 직전에 움직이기 시작하는 조금 다른 영상을 보여주었다. 아기들은 전에 보았던 것보다 더 오랫동안 이 영상을 쳐다보았는데 이는 새로운 영상이 무생물 대상은 스스로 움직일 수 없다는 기대에 어긋났기 때문이다.
영아와 걸음마기 아기들의 물리적 인과성의 이해는 무생물 대상에 대한 아이들의 기대뿐 아니라 한 행동을 기억하고 모방하는 능력에도 영향을 준다. 9~11개월 아기들에게 인과적으로 연결된 행동을 보여주었을 때, 아기들은 보통 그 행동들을 모방할 수 있었다. 반대로, 비슷하지만 인과적으로 관계되지 않은 행동들을 보여주었을 때 아기들은 1년 뒤 20~22개월이 될 때까지 그 행동들을 모방하지 못했다.
두 돌 말 쯤에 혹은 그보다 더 빨리 아기들은 다른 변인에 대한 간접적 정보로 한 변인의 인과적 영향을 유추할 수 있다. 예를 들어 19~24개월 아기들에게 '블리켓 탐지기'라고 부르는 상자를 제시하고 이 상자는 블리켓이라는 사물을 넣으면 음악이 나온다고 설명했다. 그다음 실험자는 두 개의 대상 A와 B를 블리켓 탐지기에 놓았고 음악이 나왔다. 실험자가 A만을 블리켓 탐지기에 놓았을 때는 음악이 나오지 않았다. 마지막으로 아기들에게 블리켓 탐지기를 켜라고 말했다. 24개월 아기들은 일관되게 B를 선택했으며 이는 A가 효과가 없다는 것을 본 것이 B가 블리켓이라고 유추하게 했음을 알게 해 준다. 대조적으로 19개월 아기들은 B를 선택하는 것만큼 A를 선택했는데 이는 이러한 유추를 하지 못했다는 것을 말해준다.
인과성 이해의 발달을 보여주는 또 다른 예는 1세와 2세의 도구 사용 연구이다. 걸음마기 아이들의 손이 닿지 않도록 약 30cm 떨어진 곳에 장난감을 놓았다. 그리고 아이와 장난감 사이에 길이와 막대의 끝부분이 서로 다른 6개의 잠재적인 도구를 놓아두었다. 이 문제를 해결하기 위해서 아기들은 장난감을 끌어오는 데 어떤 도구가 더 효과적인지 인과성을 이해해야만 했다. 특히 막대의 충분히 긴 길이와 머리 부분의 적절한 각도가 필수적이라는 것을 이해해야만 했다.
처음에 스스로 장난감을 얻으려고 노력할 때와 실험자가 적절한 도구를 어떻게 사용하는지를 보여주고 난 다음, 1세보다는 2세가 장난감을 끌어오는 데 훨씬 더 성공적이었다. 한 살 더 많은 아기들이 더 성공적인 이유 중 하나는 자기 손으로 장난감을 잡으려고 하거나 엄마에게 도움을 요청하는 대신 아기들은 장난감을 얻기 위해 도구를 더 많이 사용했다는 것이다. 또 다른 이유는 2세 아기들이 도구를 사용했던 행동들 중에서 적절한 도구를 선택한 비율이 더 많았다는 것이다. 세 번째 이유는 2세 아기들은 첫 번째 문제에서 학습한 것을 모양과 색, 장식이 다른 장난감과 도구들이 사용된, 겉으로 보기에 다른 새로운 문제들에 더 자주 일반화했다는 것이다. 이 모든 결과는 2세 아기들이 도구의 특징과 장난감을 끌어오는 데 유용함 사이의 인과적 관계에 대해 더 깊은 이해를 하고 있다는 것을 보여준다.
학령전기의 인과적 사고
인과적 사고는 학령전기에도 지속적으로 발달한다. 학령전 아기들은 만약 한 변인이 어떤 효과의 원인이라면 지속적으로 그래야만 한다고 생각한다. 만 4세 아이들은 한 잠재적인 원인이 비일관적인 결과를 가져온다면 자신들이 볼 수 없는 다른 변인들이 그 결과를 일으켰을 것이라고 유추하고 동일한 결과가 일관적으로 발생할 때는 숨은 변인이 중요하다고 추론하지 않는다. 예를 들어 만약 강아지를 쓰다듬어 주었을 때 어떤 강아지들은 으르렁 거리고 다른 강아지들은 꼬리를 흔드는 반응을 하는 것을 보았다면 4세 아동들은 쓰다듬는 것 이외의 강아지의 종류와 같은 다른 변인이 결과를 가져온다고 유추한다. 그러나 아이들이 본 모든 강아지들이 쓰다듬어 주었을 때 좋아했다면 아이들은 강아지의 종류가 관계된다는 유추는 하지 않을 것이다.
사건에는 반드시 원인이 있다는 학령전 아이들의 새로운 이해 또한 마술 쇼에 대한 아이들의 반응에 영향을 준다. 대부분의 3세와 4세 아이들은 이러한 쇼의 요점을 이해하지 못한다. 아이들은 무슨 이상한 일이 일어났다고 생각하지만 그 마술이 재밌다고 생각하거나 이상한 결과의 원인이 무엇인지 적극적으로 이해하려고 하지 않는다. 그러나 만 5세가 되면 아이들은 마술에 매혹되기 시작하는데 정확하게 결과를 가져오는 분명한 원인이 되는 기제가 없기 때문이다. 많은 아이들이 어떻게 그런 마술쇼가 가능했는지를 알기 위해 마술사의 모자나 다른 도구들을 조사해 보려고 한다. 원인과 결과를 연결하는 기제에 대한 이해의 증가와 함께 놀라운 사건조차도 원인이 있을 것이라는 이러한 인식의 확대는 인과적 사고의 성장을 반영한다.