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反事实的世界

2020年7月10日  来源:为什么:关于因果关系的新科学 作者:[美]朱迪亚·珀尔;[美]达纳·麦肯齐 提供人:kangtao76......

反事实是人类认识世界,认识人类行为如何影响世界的基本途径之一。我希望到目前为止,大家已经清楚地了解了这一点。虽然我们永远不能去走森林中的所有岔路,但在很多情况下,我们都能够带着某种程度的自信说,我们知道每个岔路会通向哪里。

毋庸置疑,当我们将反事实纳入考虑后,我们向“因果推断引擎”提出的因果问题的多样性和丰富性就会大大增强。一个非常流行但我们还没有讨论过的问题是“参与者处理效应”(effect of treatment on the treated,简称为ETT)问题,这种效应是用来评估获得处理的人是否是能从该处理中受益最多的人。在许多情况下,这一测度要优于对处理有效性的常规测量——平均因果效应(average causal effect,简称为ACE)。你可以从随机对照试验中得到ACE,它是整个总体的平均处理效应。但是,在实际实施试验的过程中,如果那些招募来的受试者恰恰是最不可能从处理中受益的人,那么结果会怎样?为了评估该计划的总体有效性,ETT测量的是已接受治疗但效果不佳的病人假如没有接受治疗,其状况会怎样。这一反事实测量方法在实际决策中具有重要意义。我以前的学生斯皮塞(现在在约翰·霍普金斯大学工作)目前已经解决了这个问题,其将运用do算子分析ACE的方法移植到了ETT分析,即给定一张因果图,我们就能知道何时可以从数据中估算出因果效应。

毫无疑问,在当今的科学界,反事实方法最受欢迎的一种应用形式就是“中介分析”(mediation analysis)。为此,我将用单独的一章来介绍它。奇怪的是,很多人,尤其是那些惯于使用经典中介分析技术的人,都没有意识到他们正在谈论的问题是一个反事实效应。

在科学语境中,中介物(mediator)或中介变量(mediating variable)指的是将处理效应传递给结果的事物。我们已经在本书中看到了许多有关中介的例子,比如,吸烟→焦油沉积→癌症(其中焦油沉积是中介物)。在这些例子中,人们感兴趣的主要问题是,中介变量是否解释了处理变量的全部影响,或者处理变量的部分效果是否可以不通过中介物传递给结果。我们一般会用一个直接从处理指向结果的箭头来表示这种效应,比如,吸烟→癌症。

中介分析的目的是将直接效应(未通过中介物介异)从间接效应(通过中介物介导)中解析出来,其重要性显而易见。一方面,如果吸烟只能通过形成焦油沉积导致肺癌,那么我们就可以通过给吸烟者提供不含焦油的香烟,例如电子香烟,来消除额外的肺癌患病风险。另一方面,如果吸烟可以直接导致癌症或可以通过另一种中介物导致癌症,那么电子香烟就无法解决我们的问题。当前,这一医学问题仍然没有得到解决。

直接效应和间接效应都涉及反事实陈述。对此你可能还不甚明了,至少对我本人来说这绝非显而易见之事。事实上,这是我的整个职业生涯中的关键发现之一。我将在下一章讲述这个故事,并给出多个中介分析的应用实例。

[1] 有时候我们也使用“假如没有”这个短语,它与“若非”是同一个意思。——译者注

[2] “充要”是充分且必要的简称,例如,充要条件就是充分且必要的条件。——译者注

[3] 2013年的联合统计会议专门讨论了鲁宾的传统格言“作为一个缺失数据问题的因果推断”这一主题。在那次会议上,有学者报告了自己的一篇内容颇具煽动性的论文,题为“什么不是缺失数据问题”,这篇文章准确地总结了我的想法。

[4] 第一次看到二者这一区别并为此困惑的读者不必感到孤独;在美国,有超过10万的回归分析员以及大多数统计教科书的作者会被这个问题困扰。只有当本书的读者开始指出这一存在已久的错误时,事情才会有所改变。

[5] “珀尔的工作显然是有趣的,他认为路径图是一种自然的、便利的方式,可以用来表达因果结构所诉求的假设。许多研究人员发现他的论点很有吸引力。在我们自己的工作中,也许受社会科学和医学中出现的例子类型的影响,我们还没发现这种方式有助于因果推断。”(伊本斯和鲁宾,2013,第25页)。

[6] 这些模型带有形成了一个循环的箭头。我在本书中没有讨论这些模型,但是它们在一些学科(例如经济学)中相当重要。

[7] 1995年到1998年间,我向美国各地数以百计的计量经济学学生和教师提出了以下问题,也就是每个上过经济学基础课程的学生都要解决的经典供求方程:1.如果报告价格为P=p0,则需求Q的期望值是多少?2.如果我们设置价格为P=p0,则需求Q的期望值是多少?3.已知目前的价格是P=p0,如果我们将价格设在P=p1,则需求Q的期望值是多少?读者应该能意识到这些问题分别来自因果关系之梯的三个层级:预测关联、干预和反事实。正如我所料,普通学生回答问题1没什么问题,一位(足够杰出的)教授能够解决问题2,而没有人能回答问题3。

[8] 这是美国法律协会于1962年提出的一套标准法律原则,目的是统一各个州的法律法典。它在任何州都没有充分的法律效力,但根据维基百科,截至2016年,已有超过2/3的州颁布了《模范刑法典》的部分内容。——译者注

事实 / 假设

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