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先天因素与后天培养:巴巴拉·伯克斯的悲剧

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......

据我所知,第一个明确用因果图来表示中介物的人是斯坦福大学的一名研究生,名叫巴巴拉·伯克斯,她提出这一表示法的时间是1926年。这位鲜为人知的女性科学先驱是本书真正的幕后英雄之一。我们有理由相信,她实际上是独立于休厄尔·赖特发明了路径图。在中介方面,她不仅走在了赖特的前面,而且领先她的时代几十年。

在伯克斯令人遗憾的短暂的职业生涯中,她的主要研究兴趣是先天因素与后天培养在人类智力方面所起的作用。她就读斯坦福大学时的导师是刘易斯·特曼,这位心理学家以开发出了斯坦福—比奈智商测验而闻名,他坚信智力是先天遗传的,而不是后天习得的。请记住,当时正是优生学运动的全盛时期,尽管现在我们已经明确知道这个观点是错的,但在那时,像弗朗西斯·高尔顿、卡尔·皮尔逊和特曼这些学界权威都积极地试图用研究证明该观点的合理性。

当然,先天与后天之争是一个非常古老的话题,在伯克斯之后很长一段时间内仍然热度不减。她做出的独特贡献是把这个问题浓缩为一张因果图(见图9.2),据此,她提出(并回答了)下面这个问题:“因果效应有多少来自直接路径:父母智力→子女智力(先天),又有多少来自间接路径:父母智力→社会地位→子女智力(后天)?”

图9.2 先天与后天之争,由巴巴拉·伯克斯设计的框架

在这张图中,伯克斯使用了一些双向箭头,这些箭头要么表示互为因果的关系,要么表示对因果关系方向不确定。为简单起见,我们假设图中的这两个双向箭头的主要效果都是从左向右的,也即可以简化为一个从左指向右的单向箭头,这就使社会地位成为一个中介物,如此一来,这条路径就意味着父母的智力提升了他们的社会地位,这继而又给他们的子女提供了一个更好的机会来发展他的智力。变量X表示的是“其他未测量的间接原因”。

在伯克斯的论文中,她收集的数据来自对204个有寄养儿童的家庭所做的家访。我们假定这些儿童从养父母那里只得到了后天培养的好处,而没有继承先天遗传的优势(见图9.3)。她对所有这些人进行了智商测验,并对对照组中105个非寄养家庭的成员进行了同样的智商测验。此外,她还让他们做了调查问卷,这些问卷在以往的研究中被用于对儿童所处社会环境的各个方面进行评级和分类。利用数据和路径分析,伯克斯计算了父母智商对子女智商的直接效应,并发现其只占总效应的35%,或者说只有大约1/3的智商变异来自遗传。换言之,智商高于平均水平15分的父母,通常其子女的智力水平只会高出平均水平5分。

图9.3 巴巴拉·伯克斯(右)感兴趣的是区分智力的“先天”与“后天”成分。作为一名研究生,她访问了200多个有寄养儿童的家庭,对其家庭成员进行智商测验,收集他们的社会环境数据。她是休厄尔·赖特之外第一个使用路径图的研究者,在某些方面,她走在赖特的前面(资料来源:由达科塔·哈尔绘制)

作为特曼的弟子,看到先天因素对智力只有如此小的影响,伯克斯一定很失望。(事实上,她的这一估计结果禁得起时间考验。)因此,她开始质疑当时人们普遍接受的一种分析方法,即控制“社会地位”的操作是否正确。她写道:“如果我们误将某些变量当作常数变量来处理,那么因对果的贡献的真正衡量标准就是残缺的,因为部分或所有这些被设为常数的变量可能取决于先天和后天两个目标变量(其真实关系将被测量)中的任何一个或其他未测量的间接因素,并且这些间接因素也可能会影响两个目标变量中的任何一个。”换句话说,如果你感兴趣的是“父母智力”对“子女智力”的总影响,那么你就不应该对二者之间的路径上的任何变量进行变量控制(或将其设为常数)。

伯克斯并没有就此停步。她所强调的衡量标准翻译成现代语言,就是,如果我们以下述变量为条件,而该变量(a)受到“父母智力”或“子女智力”的影响,或者(b)受到“父母智力”或“子女智力”的某个未测因的影响(如图9.2中的X),那么偏倚就会出现。

这些衡量标准与休厄尔·赖特所使用的语言毫无相同之处,并且远远超越了其所处的时代。事实上,标准(b)正是科学史上最早的关于对撞偏倚的一个例子。如果看一下图9.2,我们就会发现“社会地位”是对撞因子(在路径“父母智力→社会地位←X”中)。因此,控制“社会地位”就打开了后门路径“父母智力→社会地位←X→儿童智力”。如此,任何由此得出的对间接效应和直接效应的最终估计都会存在偏倚。伯克斯之前(和之后)的统计学家都没有考虑过使用这种箭头和图示的分析方法,他们完全沉浸在这样一种虚假的神话中,相信尽管简单的相关关系并没有因果含义,但受控的相关性(或偏回归系数)仍然是朝因果解释的方向迈出的一步。

伯克斯不是第一个发现对撞效应的人,但她很可能是第一个用因果图术语来描述它的特征的人。她的标准(b)完全适用于分析第四章中M偏倚的那个例子。这是对以预处理因素为条件这种操作发出的第一次警告。几乎所有20世纪的统计学家都视其为一种安全的操作,直到现在仍然有人秉持着这样的信念,这实在令人诧异。

现在,请你设身处地从巴巴拉·伯克斯的角度想象一下:你刚刚发现,你的所有同事都在对错误的变量进行变量控制。而且你还有两个不利条件:你只是一个学生,而且是一位女性。你会怎么做?你是否会低下头,假装接受普遍的观点,并以你的同事所使用的存在明显缺陷的语言与他们沟通?

这可不是巴巴拉·伯克斯的做法!她的第一篇论文题为“论部分相关和多重相关技术的缺陷” [2]  ,在论文开头,她写道:“经过仔细斟酌,本文作者得出的结论是,部分相关和多重相关分析技术充满陷阱,这严重限制了它们的适用性。”无法想象,如此尖锐的言论竟出自一个尚未获得博士学位的年轻女性学者!正如特曼所描述的那样:“她的能力可能受到了其好斗个性的限制。我认为之所以会这样,部分原因在于她比她的许多老师和大部分男同学都更积极地维护自己的想法。”显然,不仅是学术思想,伯克斯在很多方面都领先于她的时代。

实际上伯克斯可能的确独立于休厄尔·赖特发明了路径图,休厄尔·赖特提出路径图只比她提前了6年的时间。我们可以肯定地说,她没有在任何课堂中学习过路径图。图9.2是在休厄尔·赖特发表其成果之外第一次刊登在学术期刊上的路径图,这也是路径图在社会科学或行为科学中的首次亮相。诚然,她在自己1926年的那篇论文的结尾把功劳归于赖特,但她的写法看起来更像是临时做出的补充。我有一种感觉,她是在自己画出了路径图之后才发现赖特的路径图的,很可能经过了特曼或某个精明的审稿人的提醒。

假如伯克斯没有不幸沦为她那个时代的牺牲品,那她究竟能取得怎样的成就?这个问题实在令人着迷。获得博士学位后,尽管资质完全胜任,她仍然没能在大学中谋得一份教职工作。她不得不勉强接受一些不那么稳定的研究职位,例如在卡内基研究所担任研究员。1942年,她订婚了,这件事本来可能会为她带来转机,然而事实是,她从此陷入了严重的忧郁。“无论事实是否如此,她相信自己的大脑中发生了一些难以探测的恶性变化,她永远也无法从中康复了。”她的母亲弗朗西丝·伯克斯在给特曼的信中写道,“她对我们的爱是如此的温柔,她选择拒绝让我们一起承担她的抑郁和痛苦。”1943年5月25日,她从纽约的乔治·华盛顿桥上跳了下去,结束了自己的一生,享年40岁。

但思想总有办法在悲剧中留存下来。当社会学家休伯特·布莱洛克和奥蒂斯·邓肯在20世纪60年代重新发现了路径分析时,伯克斯的论文成为他们灵感的源泉。邓肯解释说,他的导师威廉·菲尔丁·奥格本在1946年关于部分相关的讲座中曾简要提到了路径系数。邓肯说:“奥格本撰写了一篇关于赖特论文的简要报告,这篇论文讨论的正是伯克斯的研究,于是我要了一份论文的复印件。”

思想的光辉不灭!伯克斯1926年的论文引发了赖特对不恰当运用偏相关分析所引起的问题的兴趣。而赖特的后续研究在20年后进入奥格本的视野,出现在他的报告中,其思想又被邓肯吸收。又一个20年后,当邓肯读到布莱洛克有关路径图的论文时,这段几乎被遗忘的学生时代的记忆被唤醒了。看到这只脆弱的思想之蝶在无声振翅中穿越了两个时代,终于成功地飞向光明,着实令我震撼不已。

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