統(tǒng)計(jì)中的相關(guān)性和因果關(guān)系

午餐一天,一名年輕女子正在吃一大碗冰淇淋,一名教職員工走到她身邊說:“你**小心,冰淇淋和溺水之間有很高的統(tǒng)計(jì)相關(guān)性。”她必須給他一個(gè)困惑的樣子,因?yàn)樗敿?xì)闡述了一些。“冰淇淋銷售額最多的日子也看到大多數(shù)人溺水?!?/p>

當(dāng)她完成冰淇淋后,兩位同事討論了這樣一個(gè)事實(shí),即僅僅因?yàn)橐粋€(gè)變量在統(tǒng)計(jì)上與另一個(gè)變量相關(guān),并不意味著一個(gè)變量是另一個(gè)變量的原因。有時(shí)會(huì)有一個(gè)變量隱藏在背景中。在這種情況下,一年中的某一天隱藏在數(shù)據(jù)中。炎熱的夏季比雪冬季銷售更多的冰淇淋。更多的人在夏天游泳,因此在夏天比在冬季溺水更多。

注意潛伏的變量

上述軼事是所謂的潛伏變量的主要例子。顧名思義,潛伏的變量可能難以捉摸,難以發(fā)現(xiàn)。當(dāng)我們發(fā)現(xiàn)兩個(gè)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)集密切相關(guān)時(shí),我們應(yīng)該總是問:“是否還有其他因素導(dǎo)致這種關(guān)系?”

以下是潛伏變量引起的強(qiáng)相關(guān)性示例:

  • 一個(gè)國(guó)家每人的平均計(jì)算機(jī)數(shù)量和該國(guó)的平均預(yù)期壽命。
  • 火災(zāi)消防員的數(shù)量和火災(zāi)造成的損害。
  • 身高一名小學(xué)生及其閱讀水平。

在所有這些情況下,變量之間的關(guān)系都是非常強(qiáng)的。這通常由一個(gè)值接近1或-1的相關(guān)系數(shù)表示。這個(gè)相關(guān)系數(shù)與1或-1,這個(gè)統(tǒng)計(jì)不能表明一個(gè)變量是另一個(gè)變量的原因。

檢測(cè)潛伏變量的數(shù)量

就其性質(zhì)而言,潛伏的變量很難被發(fā)現(xiàn)。一個(gè)策略,如果可用,是檢查隨著時(shí)間的推移數(shù)據(jù)會(huì)發(fā)生什么。這可以揭示季節(jié)性趨勢(shì),例如冰淇淋示例,當(dāng)數(shù)據(jù)集中在一起時(shí)會(huì)變得模糊。另一種方法是查看異常值并嘗試確定使它們與其他數(shù)據(jù)不同的原因。有時(shí)這提供了一個(gè)暗示背后發(fā)生了什么。**的做法是積極主動(dòng)科普知識(shí)手抄報(bào)資料;仔細(xì)質(zhì)疑假設(shè)和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。

為什么重要?

在開放的情景中,假設(shè)一位意義重大但統(tǒng)計(jì)上不知情的國(guó)會(huì)議員建議禁止所有冰淇淋以防止溺水。這樣的法案會(huì)給大部分人口帶來(lái)不便,迫使幾家公司破產(chǎn),并在該國(guó)冰淇淋行業(yè)關(guān)閉時(shí)消除數(shù)千份工作。盡管意圖**,但這項(xiàng)法案不會(huì)減少溺水死亡人數(shù)。

如果這個(gè)例子看起來(lái)有點(diǎn)牽強(qiáng),請(qǐng)考慮以下實(shí)際發(fā)生的事情。在20世紀(jì)初,醫(yī)生注意到一些嬰兒在睡眠中因感覺到的呼吸問題而神秘地死亡。這被稱為crib死亡,現(xiàn)在被稱為小島嶼發(fā)展中國(guó)家。對(duì)死于SIDS的人進(jìn)行尸檢時(shí)發(fā)現(xiàn)的一件事是胸腺增大,位于胸部的腺體。根據(jù)SIDS嬰兒胸腺增大的相關(guān)性,醫(yī)生推測(cè)胸腺異常大會(huì)導(dǎo)致呼吸和死亡不當(dāng)。

提出的解決方案是用高劑量的輻射收縮胸腺,或完全去除腺體。這些程序死亡率很高,導(dǎo)致更多的死亡。遺憾的是,不必執(zhí)行這些操作。隨后的研究表明,這些醫(yī)生的假設(shè)是錯(cuò)誤的而且胸腺對(duì)SIDS不負(fù)責(zé)任。

相關(guān)性并不意味著因果關(guān)系

當(dāng)我們認(rèn)為統(tǒng)計(jì)證據(jù)被用來(lái)證明醫(yī)療方案,立法和教育建議等理由時(shí),上述情況應(yīng)該讓我們暫停。在解釋數(shù)據(jù)方面做得很好,特別是如果涉及相關(guān)性的結(jié)果會(huì)影響他人的生活,這一點(diǎn)很重要。

當(dāng)有人陳述時(shí),“研究表明A是B的原因,一些統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)支持它,”準(zhǔn)備回復(fù),“相關(guān)性并不意味著因果關(guān)系“。始終注意數(shù)據(jù)下面潛伏的內(nèi)容。