因果關係的判斷?

最簡單的方法是從相關性,先後順序,排除干擾因素三個方面下手

簡化版:
1. 兩件事(A與B)相互關聯(Association)
2. A的發生可以預測B的發生(Prediction)
3. 排除其他可能的混淆變量(Excluding Confounding Variable)

所以可以看出,判斷因果其實是個邏輯過程。
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詳細版

1. 證明因果,首先要證明兩個事件有關聯(Association)。這種關聯一般來說是粗淺、樸實、簡單的一種現象,比如常常有人說“窮人的孩子早當家”、“有錢就是爺”、“量小非君子”、“帥哥往往很有領導才能”等等。關聯現象不一定意味着因果關係,但卻是一個很好的起點。如果A與B兩個事件有關聯,往往會吸引研究者的注意,去發掘其中的可能存在的因果關係。

證明關聯的方法有很多種,比如證明統計學上的相關(Correlation),通過數據分析可以看出A和B是否存在正相關和負相關。不存在關聯就不存在因果。(不過統計數據有時候有侷限性,因爲樣本過大後干擾因素變多,不過這麼專業的問題不在這兒探討了,有時間大家可以查查關於吸菸與肺癌的關係的辯論)

2. 證明關聯後,一般會產生一個假設(Hypothesis),該假設會對闡述A和B的先後關係的推測(Direction of Causation)。如果假設A導致B,那麼需要證明A在B前,A的出現要能預測B的出現(所以有時間上的順序)。這是單向的預測。反過來的另一個方向需要再單獨證明。

3. 之後要去除掉其他可能的混淆變量(confounding variable)
所謂混淆變量,就是發生在A以外的其他事情導致了B。因爲我們想要證明的是 A導致了B,可如果其他的東西導致了B,這個因果關係就不成立了。比如,冰淇淋銷量和溺水率是正相關,但事實上這兩個都是由“氣溫”這個因素共同導致的,氣溫高使冰淇淋銷量升高,同時增加了游泳的人數和相應的溺水率。

常見的去掉混淆變量的方發是:

  • 實驗組/對照組 設計 (Control Group design,也被稱爲Experimental Manipulation)
    • 實驗組,這一組樣本中做處理A(treatment)。
    • 對照組,不做處理A,放置。
    • 然後觀察兩組現象的差別。要證明因果,就是需要實驗組出現現象B,而對照組不出現B。這樣在相同的實驗條件下,實驗組因爲做了A而出現現象B,對照組沒有做A而沒有出現B,就能證明,A的加入導致B,而沒A不能導致B。
    • 例如,鐵加稀硫酸產生氫氣。實驗組是把鐵放入稀硫酸,對照組是放置稀硫酸。如果實驗組出現氫氣,而對照組沒出現,那麼證明把鐵加入稀硫酸可以產生氫氣,而不加鐵不會自然產生氫氣。
    • 再如,上面舉到的冰淇淋的例子,假設某年夏天冰淇淋銷量沒有上漲,而溺水率還是那麼高,那麼就說明冰淇淋不是造成溺水率升高的因素。
    • 多說一句,實驗組/對照組的設計是整套方法論中非常關鍵的一環,往往決定了整個實驗的成敗。
  • 樣本一致性。
    • 一般來說,實驗組和對照組要完全一樣,才能證明是處理(Treatment)造成了結果的差異,而不是樣本本身的差異造成的結果的差異。這個在自然科學的實驗中相對簡單(只要保證兩組樣本質量、濃度、所用物質、堆放方式等等物理條件相同就行了),但在社會科學的實驗中,因爲涉及到人這個複雜的東西,所以會有一些特別的設計,來保證樣本一致性,這裏介紹兩個。
      • 隨機抽樣/隨機分組 設計
        • 這個設計一般出現在涉及人的社會實驗。隨機抽樣和隨機分組是爲了保證實驗組和對照組兩個樣本沒有顯著差別,以排除由兩組人的不同導致的現象差異。因爲人是隨機分配的,所以可以假設兩個組的人員構成、各種心理特點整體上是相同的。
        • 例如,探究粉紅色對人情緒的影響。如果實驗組都是男人,而對照組都是女人,實驗結果的差異就可能是由男女差異帶來的,而不是顏色帶來的差異。
      • 實驗前測量 設計
        • 這個設計是爲了在隨機分組不可能的情況下,驗證兩組樣本整體相同的辦法。簡言之,就是在實驗前對兩組人做一個測試,整體平均數和標準差一樣的話,就證明兩組人一樣。當然,實驗後也要測量,證明兩組不一樣了。最好用類似或者相同的方式測量,以避免由於測量工具不同造成的系統誤差。
        • 例如,實驗前量水溫,實驗後量水溫。
        • 風險,設計到人的實驗,可能他會在實驗中學習,比如先做了一遍習題,再做一遍同樣的成績會升高。所以有的時候測量也需要講究一定技術和方法,有時候也需要做一些善意的欺騙=_=
  • 排除儘可能多的第三方因素後,我們就可以比較有信心地說,是我們的處理(treatment)A導致了B,而不是什麼其他的東西導致了B。另一種說法是我們的manipulation(操縱)是有效的。


總結:如果這個實驗(通常是一系列的各種實驗和研究過程)證明了關聯和先後,並排除了可能的第三方因素,那麼就可以說這個因果關係在某個確定的條件下(你的實驗條件)是可信的,成立的。

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