Вы могли бы подумать, что мы можем однозначно сказать, что к чему приводит. Но вопрос о причине, преследовавший науку и философию с первых дней их существования, до сих пор преследует нас по многочисленным причинам.
Люди эволюционно предрасположены видеть шаблоны и психологически склонны собирать информацию, которая поддерживает ранее существовавшие взгляды, черта, известная как предвзятость подтверждения. Мы путаем совпадение с корреляцией, а корреляцию с причинностью.
Чтобы А стало причиной В, мы склонны говорить, что, как минимум, А должно предшествовать В, они должны ковариировать (изменяться вместе), и никакое конкурирующее объяснение не может лучше объяснить ковариантность А и В. Однако сами по себе эти три требования не могут служить основанием; они, как говорят философы, необходимы, но недостаточны. В любом случае, не все с ними согласны.
Говоря о философах, Дэвид Юм утверждал, что причинно-следственная связь не существует ни в каком доказуемом смысле. Карл Поппер и фальсификационисты утверждали, что мы не можем доказать взаимосвязь, а только опровергаем ее, что объясняет, почему статистический анализ не пытается доказать корреляцию; вместо этого они получают двойное отрицание и опровергают некоррелированность данных - процесс, известный как отклонение нулевой гипотезы.
С учетом таких соображений ученые должны тщательно планировать и контролировать свои эксперименты, чтобы отсеять предвзятость, круговые рассуждения, самоисполняющиеся пророчества и скрытые переменные. Они должны соблюдать требования и ограничения используемых методов, по возможности брать репрезентативные образцы и не завышать свои результаты.
Готовы прочитать о 10 случаях, когда это было не так просто?
10: Проблемы с Генри (и Хоторном)
Люди трудно исследовать. Они реагируют не только на изучаемый раздражитель, но и на сам эксперимент. Сегодня исследователи пытаются разработать эксперименты для контроля таких факторов, но так было не всегда.
Возьмите завод Hawthorne Works в Цицероне, штат Иллинойс. В серии экспериментов, проведенных в 1924-1932 годах, исследователи изучили влияние на производительность труда работников, связанное с изменением окружающей среды на фабрике в Иллинойсе, включая изменение уровня освещенности, уборку помещения и перемещение рабочих мест. Как только они подумали, что что-то нашли, они заметили проблему: наблюдаемый рост производительности снизился почти сразу после того, как исследователи ушли с работы, что указывает на то, что знания рабочих об эксперименте, а не изменения исследователей, подпитывали их. способствовать росту. Исследователи до сих пор называют это явление эффектом Хоторна.
Родственная концепция, эффект Джона Генри, возникает, когда члены контрольной группы пытаются победить экспериментальную группу, доводя свои усилия до предела. Им не нужно знать об эксперименте; им нужно только увидеть, как одна группа получит новые инструменты или дополнительные инструкции. Подобно легендарному стальному вождению, они хотят доказать свои способности и заслужить уважение.
9: Всегда ставить на черное?
Главные герои фильма Тома Стоппарда «Розенкранц и Гильденстерн мертвы» начинают фильм сбитыми с толку, растерянными и, наконец, напуганными, когда каждый из 157 последовательных подбрасываний монеты выпадает орлом. Объяснения Гильденстерна этого явления варьируются от временных петель до «захватывающего подтверждения принципа, согласно которому каждая отдельная монета, брошенная по отдельности, с одинаковой вероятностью выпадет орлом или решкой»
Эволюция научила людей видеть закономерности, и наша способность должным образом обрабатывать это побуждение, кажется, сокращается по мере того, как мы проводим время за азартными играми. Мы можем рационально признать, что независимые события, такие как подбрасывание монеты, сохраняют одинаковые шансы, независимо от того, сколько раз вы их выполняете. Но мы также рассматриваем эти события, менее рационально, как полосы, создавая ложные ментальные корреляции между рандомизированными событиями. Рассматривая прошлое как прелюдию, мы продолжаем думать, что следующим броском должна быть решка.
Статистики называют это заблуждением игрока, также известным как заблуждение Монте-Карло, в честь особенно показательного примера, произошедшего в знаменитом курортном городе Монако. Летом 1913 года игроки с возрастающим изумлением наблюдали, как колесо рулетки в казино 26 раз подряд приземлялось на черное. Воодушевленные уверенностью в том, что «настало время» красного, игроки продолжали ставить свои фишки. Казино сделало монетный двор.
8: Горячая рука и лапа обезьяны
Никакое обсуждение полос, волшебного мышления или ложной причинно-следственной связи не будет полным без пролистывания спортивных страниц. Звездные спортивные сезоны возникают из-за такого загадочного взаимодействия факторов - природных способностей, тренировок, уверенности, случайного X-фактора, - что мы воображаем закономерности в производительности, хотя исследования неоднократно отвергают серию бросков и «успешные» суеверия как нечто большее, чем воображение.
Вера в полосы или спады подразумевает, что успех «вызывает» успех, а неудача «вызывает» неудачу, или, возможно, более разумно, что изменение какого-то общего фактора, такого как уверенность, вызывает и то, и другое. Но исследование за исследованием не подтверждают этого. То же самое относится и к суевериям, хотя это никогда не мешало отставному игроку НБА и защитнику «Даллас Маверикс» Джейсону Терри спать в игровых шортах противоборствующих команд перед каждой игрой, а центровому НХЛ и отставному игроку «Оттава Сенаторз» Брюсу Гардинеру - мочить клюшку в мяч. туалет, чтобы сломать случайный спад.
Спад на второкурсниках тоже обычно возникает из-за слишком хорошего первого года обучения. Колебания производительности имеют тенденцию к выравниванию в долгосрочной перспективе, явление, которое статистики называют регрессией к среднему значению. В спорте этому усреднению помогает оппозиция, которая приспосабливается к успешному набору навыков нового игрока.
7: Гормональный дисбаланс
Рандомизированные контролируемые испытания являются золотым стандартом в статистике, но иногда, например, в эпидемиологии, этические и практические соображения заставляют исследователей анализировать имеющиеся случаи. К сожалению, такие наблюдательные исследования рискуют предвзятостью, скрытыми переменными и, что хуже всего, исследовательскими группами, которые могут неточно отражать население. Изучение репрезентативной выборки жизненно важно; это позволяет исследователям применять результаты к людям вне исследования, как и к остальным из нас.
Показательный пример: заместительная гормональная терапия (ЗГТ) для женщин. Помимо лечения симптомов, связанных с менопаузой, когда-то его приветствовали за потенциальное снижение риска ишемической болезни сердца (ИБС) благодаря широко разрекламированному обсервационному исследованию 1991 года. Но более поздние рандомизированные контролируемые исследования, в том числе крупномасштабная инициатива Women's He alth Initiative, выявили либо отрицательную связь, либо статистически незначимую связь между ЗГТ и ИБС.
Почему разница? Во-первых, женщины, которые используют ЗГТ, как правило, принадлежат к более высоким социально-экономическим слоям и получают лучшее качество диеты и упражнений - скрытая объяснительная связь, которую обсервационное исследование не смогло полностью объяснить..
6: Перетасовка фондового рынка Super Bowl
В 1978 году спортивный репортер и обозреватель Леонард Коппетт высмеял путаницу причинно-следственной связи, иронично предположив, что результаты Суперкубка могут предсказать фондовый рынок. Это имело неприятные последствия: люди не только поверили ему, но и сработало - с ужасающей частотой.
Предложение, теперь широко известное как индикатор Суперкубка, звучало следующим образом: если одна из 16 первоначальных команд Национальной футбольной лиги, существовавших до слияния НФЛ с Американской футбольной лигой в 1966 году, выиграла Суперкубок., фондовый рынок будет расти в течение остальной части года. Если бы бывшая команда AFL выиграла, она бы проиграла.
С 1967 по 1978 год система Коппетта работала 12 из 12; вплоть до 1997 года показатель успеха составлял 95 процентов. Он споткнулся в эпоху доткомов (1998-2001) и особенно в 2008 году, когда разразилась Великая рецессия, несмотря на победу New York Giants (NFC). Тем не менее, по состоянию на февраль 2021 года индикатор имел 74-процентную вероятность успеха.
Некоторые утверждают, что шаблон существует, движимый верой; это работает, говорят они, потому что инвесторы верят в это или потому что они верят, что другие инвесторы верят в это. Это понятие, хотя и умное в регрессивном смысле, едва ли объясняет 12 лет успешных корреляций, предшествовавших статье Коппетта. Другие утверждают, что более релевантной моделью является крупномасштабный восходящий тренд фондового рынка, за исключением некоторых краткосрочных значительных и незначительных колебаний.
5: Большие данные, маленькая ясность
Большие данные - процесс поиска закономерностей в наборах данных, настолько больших, что они не поддаются традиционным методам анализа, - в наши дни вызывает большой резонанс в зале заседаний. Но всегда ли больше лучше?
Это правило, которое вдалбливается большинству исследователей на первом занятии по статистике: столкнувшись с морем данных, не поддавайтесь желанию отправиться на рыбалку. При наличии достаточного количества данных, терпения и методологической свободы корреляции почти неизбежны, хотя и неэтичны и в значительной степени бесполезны.
В конце концов, простая корреляция между двумя переменными не подразумевает причинно-следственной связи; и во многих случаях это не указывает на большую часть отношений. Во-первых, исследователи не могут волей-неволей использовать статистические меры корреляции; каждый из них содержит определенные допущения и ограничения, которые рыболовные экспедиции слишком часто игнорируют, не говоря уже о скрытых переменных, проблемах с выборкой и ошибках в интерпретации, которые могут испортить плохо спланированное исследование..
Но большие данные все чаще используются и приветствуются за их неоценимый вклад в такие области, как образование (например, образование).г., создание индивидуальных программ обучения); здравоохранение (например, носимые устройства, которые в режиме реального времени обеспечивают доступ к вашим электронным медицинским картам); и развлечения (например, музыкальные сервисы по запросу, дающие вам целевые рекомендации). Просто не ожидайте слишком многого от больших данных в отделе причинно-следственных связей.
4: Минимальная заработная плата равна максимальной безработице
Любая проблема, связанная с деньгами, обязательно вызовет глубокие разногласия и будет сильно политизирована, и повышение минимальной заработной платы не является исключением. Аргументы разнообразны и сложны, но, по сути, одна сторона утверждает, что более высокая минимальная заработная плата наносит ущерб бизнесу, что снижает доступность рабочих мест, что наносит ущерб бедным. Другая сторона отвечает, что для этого утверждения мало доказательств и что 76 миллионов американцев, работающих за минимальную заработную плату или ниже, которая, по мнению некоторых, не является прожиточным минимумом, выиграют от такого повышения. Они утверждают, что федеральная минимальная заработная плата для охваченных льготами работников (7,25 доллара в час в апреле 2022 года) снизила покупательную способность американцев более чем на 20 процентов.
Как сообщается, литературный критик Джордж Шоу язвительно заметил: «Если бы всех экономистов переложили друг к другу, они бы никогда не пришли к выводу», и дебаты о минимальной заработной плате, кажется, подтверждают это. На каждого аналитика, утверждающего, что повышение минимальной заработной платы приводит к сокращению рабочих мест, найдется другой, выступающий против такой корреляции.
В конце концов, обе стороны разделяют фундаментальную проблему, а именно, обилие анекдотических свидетельств, на которые многие из их говорящих голов полагаются в качестве поддержки. Истории из вторых рук и тщательно подобранные данные делают чаепитие слабым на любой вечеринке, даже если они представлены в виде красивых гистограмм.
3: Завтрак побеждает ожирение, ужин помогает избавиться от наркотиков
Среди фитнес-приложений, лекарств и хирургических вмешательств потеря веса в Соединенных Штатах представляет собой индустрию с годовым оборотом в 78 миллиардов долларов, и миллионы американцев ежегодно тянутся к планке похудания. Неудивительно, что исследования по снижению веса - хорошие, плохие или уродливые - получают много внимания в прессе в США
Возьмите популярную идею о том, что завтрак побеждает ожирение, покрытый сахаром наггетс, полученный в результате двух основных исследований: одно, рандомизированное контролируемое исследование Университета Вандербильта 1992 года, показало, что изменение обычных привычек завтрака, независимо от того, ест он или не ест, коррелирует с потерей веса; другое, обсервационное исследование 2002 года, проведенное Национальным регистром контроля веса, связывало завтрак с успешными потерями веса, что не то же самое, что связывать его с потерей веса..
К сожалению, исследование NWCR не смогло учесть другие факторы или установить какую-либо причинно-следственную связь из их корреляции. Например, человек, который хочет похудеть, может больше тренироваться, завтракать или потреблять белок из цельной свинины, но без плана эксперимента, способного выявить причинно-следственные связи, такое поведение сводится к не более чем часто встречающимся характеристикам.
Похожая проблема преследует многочисленные исследования, связывающие семейные обеды со снижением риска наркомании для подростков. Хотя эти исследования привлекательны своей простой и привлекательной стратегией, они часто не учитывают сопутствующие факторы, такие как прочные семейные связи или активное участие родителей в жизни ребенка.
2: Суицидальный секс
Мы часто слышим, что мужчины, особенно молодые мужчины, чаще совершают самоубийства, чем женщины. По правде говоря, такие утверждения являются частью эмпирического обобщения - акта широкого утверждения об общем образце без попытки его объяснения - и маскируют несколько известных и потенциальных смешанных факторов.
Возьмем, к примеру, исследование рискованного поведения молодежи за 2019 год (последний доступный год) показало, что девочки в 9-12 классах почти в два раза чаще пытались покончить жизнь самоубийством, чем ученики мужского пола (11 процентов против 6,6 процента).
Как же тогда может существовать более высокая корреляция между противоположным полом и самоубийством? Ответ заключается в попытках самоубийства по методологии: хотя наиболее распространенным способом самоубийства для обоих полов в 2019 году было огнестрельное оружие (55.6 процентов мужчин и 31,4 процента женщин), женщины почти в равной степени подвержены смерти от отравления или удушья.
Даже если бы мы могли избавиться от таких смешанных факторов, факт остается фактом: мужское начало само по себе не является причиной. Чтобы объяснить тенденцию, нам нужно вместо этого определить факторы, общие для мужчин или, по крайней мере, суицидальные. То же самое можно сказать и о сравнительно высоких показателях самоубийств среди разведенных мужчин. Развод не заставляет мужчин совершать самоубийства; во всяком случае, причинная переменная скрывается среди связанных факторов, таких как негибкость мужской роли, их социальные связи, возрастающая важность ухода за детьми и стремление мужчин к контролю в отношениях.
1: Досада на вакцинацию
Ни один список причинно-следственных связей не будет полным без обсуждения опасений родителей по поводу безопасности вакцинации. До того, как в 2020 году мир охватила пандемия COVID-19, главной проблемой для некоторых родителей был страх перед тем, что вакцинация против кори, эпидемического паротита и краснухи причинно связана с расстройствами аутистического спектра. Эту идею популяризировали такие знаменитости, как Дженни Маккарти.
Несмотря на то, что медицинское сообщество опровергло статью Эндрю Уэйкфилда 1998 года, которая спровоцировала ложь, и несмотря на последующие исследования, не показавшие причинно-следственной связи, некоторые родители по-прежнему опасаются связи с аутизмом или другими опасностями, связанными с вакцинами.
Затем появился COVID-19, который на сегодняшний день убил миллионы людей по всему миру. Ученые стремились создать эффективную вакцину, и им это удалось; первая вакцина против COVID-19 в США была доступна в декабре 2020 года в соответствии с разрешением FDA на экстренное использование. Но это также быстро переплелось с крайней поляризацией политики США и дезинформацией.
Многие родители, особенно республиканцы, опасались, что вакцины небезопасны, потому что они были разработаны так быстро, и потому что могут быть пока неизвестные долгосрочные побочные эффекты. Были также ошибочные опасения по поводу того, что вакцина повлияет на будущую фертильность. Теперь они оказались ложными.
В январе 2022 года всего 28 процентов детей в возрасте от 5 до 11 лет получили хотя бы одну дозу вакцины, что разочаровало многих в области медицины.
Это не безобидные недоразумения. Несмотря на разоблачение связи между аутизмом и детскими вакцинами, многие родители по-прежнему с подозрением относятся к прививкам. В 2019 году было зарегистрировано 1282 случая кори в 31 штате, что является самым высоким показателем в США с 1992 года. Большинство этих случаев были среди непривитых. Является ли это соответствие случайным, коррелятивным или причинным, стоит задуматься. И последствия нынешнего колебания вакцинации против COVID-19 еще предстоит увидеть.