因果推理初識

Judea Pearl 科普讀物:爲什麼

首先是底層,指的是對於事物現象的一般性觀察,並根據觀察的現象,發現其中的關聯性。
中間一層則是干預,即通過對變量的改變,研究這一變量對結果的影響,包括是否改變結果的性質,以及改變的強度。
最後則是反事實,即通過模擬控制其他變量,僅翻轉被研究的變量,探討可能的發展。

當前的機器學習模型,在 Pearl 看來,只能停留於第一階段。這是因爲,統計機器學習模型僅能夠對現象(數據)進行觀察,並擬合一個可能的概率分佈。這種擬合的結果是,模型僅能夠發現兩個變量之間的相關性,而非真正的因果性。

在最後介紹反事實階段中,Pearl 還重點介紹了自己的相關研究成果:

第一,Pearl 會通過的形式,定性、定量地描述變量之間的因果關係和影響程度。第二,Pearl 闡述了自己在貝葉斯網絡方面的研究,以及在面對複雜因果概率問題中的解決方法。第三,Pearl 介紹了使用 d-分離的方法,使用因果論領域的數學工具,將統計學中難以剝離和控制的變量,簡單地從變量中分離。第四,Pearl 談到如何使用結構化因果方程的方式,最終登上因果之梯的最高點:反事實推理。

因果推斷是一種通過事物的原因推導至某個肯定結果的邏輯方式。通過因果推斷,人類可以很好的解決生活和科學中遇到的問題。而如果能夠完全掌握這一方法,就能夠在計算機上模擬因果推斷,進而設計強大的自動化機器。機器最終可以幫助人類解決科學界懸而未決的問題,並最終從環境中不斷的學習新的因果知識。

因果圖(將語言中的因果關係使用數學形式表達)
點代表變量,有向邊代表變量的因果關係影響,如果每個邊帶有一個權重,表示不同因素對於這一結果的影響強度大小。

(新聞看完感覺沒啥新意)

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作者表示,因果推斷的招式很多;對因果關係的研究,將一直會是人類科學研究的重點之一:
比如說癌症和衰老的成因等。

視頻:machine learning and causal inference,2018

有關資料

因果推理原理:基礎與學習算法 2017-11-17出版
Element of causal inference-Foundations and Learning Algorithms

綜述文章:
causality for machine learning

因果推斷簡介之二:Rubin Causal Model (RCM) 和隨機化試驗

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