Korelacja nie oznacza związku przyczynowego; ale co, gdy jedną ze zmiennych jest czas?

41

Wiem, że pytanie zostało zadane miliard razy, więc po zapoznaniu się z Internetem jestem w pełni przekonany, że korelacja między 2 zmiennymi nie oznacza związku przyczynowego. W jednym z moich dzisiejszych wykładów statystycznych mieliśmy wykład gościnny z fizykiem na temat znaczenia metod statystycznych w fizyce. Powiedział zdumiewające oświadczenie:

korelacja nie oznacza związku przyczynowego, JEŻELI jedną ze zmiennych jest czas. Tak więc, jeśli istnieje silna korelacja między pewną zmienną niezależną a czasem, oznacza to również związek przyczynowy.

Nigdy wcześniej nie słyszałem tego oświadczenia. Czy fizycy / relatywiści widzą „przyczynowość” inaczej niż statystyki ludzi?

Thomas Moore
źródło
12
To jest niejasne stwierdzenie i prawdopodobnie nieprawdziwe. Czas nie powoduje wiele niczego poza rozkładem radioaktywnym. Słownictwo ma tendencję do poprawiania się z wiekiem, ale jest całkowicie zapośredniczone przez socjalizację i edukację. Czy potrafisz opisać kontekst i problem, w którym stwierdzenie to zostało stwierdzone?
AdamO,
@AdamO Warunki przyczynowości prostsze, jeśli znasz pierwszeństwo czasowe, ale nie są tak proste jak w tym pytaniu.
Neil G
2
Wygląda na to, że opisują przyczynowość Granger .
Barker
1
Wystarczy zauważyć, że jeśli naprawdę chcesz wiedzieć, jak fizycy widzą przyczynowość, bardziej prawdopodobne jest, że uzyskasz te odpowiedzi na temat fizyki . Zmodyfikowana wersja tego pytania może być na ten temat.
David Z
2
Słyszałem, że powiedziano, że dodanie czasu do modelu jako zmiennej niezależnej oznacza po prostu, że nie spędziłeś dużo czasu próbując modelować proces generowania danych, generując zmienne zależne.
Alexis,

Odpowiedzi:

37

Podam inną odpowiedź, ponieważ uważam, że te obecnie podane pomijają ważny punkt wypowiedzi fizyka. Cytowane oświadczenie to:

„korelacja nie oznacza związku przyczynowego, JEŻELI jedną ze zmiennych jest czas. Jeśli więc istnieje silna korelacja między pewną zmienną niezależną a czasem, oznacza to również związek przyczynowy”.

Fizyk nie mówi:

„Jeśli X i Y są skorelowane, a X występuje przed Y, to korelacja implikuje związek przyczynowy”.

To by było niepoprawne. Co fizyk jest powiedzenie brzmi:

„Jeśli X i czas są skorelowane, to ta korelacja implikuje, że wydłużenie czasu powoduje wzrost (lub spadek) X.”

Przykładem może być entropia. Jeśli mamy silną korelację między upływem czasu a wzrostem entropii, możemy powiedzieć, że wzrost czasu powoduje wzrost entropii. Zauważ, że ignoruje to fizyczne przyczyny rosnącej entropii (rozpad cząstek, rozszerzanie się wszechświata itp.).

Jednym z tradycyjnych wymagań dla związku przyczynowego jest progresja czasu, mianowicie, że X może powodować Y tylko wtedy, gdy X pojawi się przed Y. Ale jeśli jedna ze zmiennych JEST czasem, to progresja czasu jest już wbudowana w relację (jeśli relacja istnieje).

EDYCJA: W oparciu o różnorodne komentarze dodam następujące. Myślę, że fizyk może tu używać innego pojęcia słowa „związek przyczynowy”. Wydaje się, że mówi, że jeśli istnieje korelacja między zmienną niezależną a czasem, można stwierdzić, że zmienna niezależna zmienia się przewidywalnie w miarę upływu czasu. Niektórzy ludzie mogą powiedzieć, że zmiany są „spowodowane” upływem czasu, nie tak naprawdę statystycy używają słów „przyczyna” lub „przyczyna”, więc może to powodować pewne zamieszanie.

Duncan
źródło
3
+1 Dokładnie tak też interpretowałem wypowiedź (zobacz moje wcześniejsze komentarze i odpowiedź)
Ruben van Bergen,
5
Jeśli zamierzasz uczynić czas zmiennym w swoim modelu graficznym, czas nie ma żadnych przyczyn i jest przyczyną wszystkiego. Dlatego pustym twierdzeniem jest sugerowanie, że czas powoduje jakąkolwiek konkretną rzecz, ponieważ czas powoduje wszystko.
Neil G
2
Błędna czy nie, jest to interpretacja, która wydaje się zgodna z tym, co rzekomo rzekł fizyk. Nie strzelaj do posłańca;). Ponadto uważam, że warto zwrócić uwagę, jeśli celem jest edukowanie ludzi na temat związku między korelacją a przyczynowością, nawet jeśli uważasz, że rozważanie czasu w praktyce może być trywialne.
Ruben van Bergen
6
@ GeoMatt22 - Nie zgadzam się z pomysłem „czas powoduje wszystko”. Zastanów się, czy rzucić monetą kilka razy - nawet jeśli przerzucę godzinami, nadal powinienem uzyskać około 1/2 proporcji głów, aby czas nie „spowodował” prawdopodobieństwa, że ​​główki podniosą się lub spadną. Umieść kostkę lodu w pomieszczeniu, a jej temperatura będzie rosła i topi się z upływem czasu - w tym przypadku czas „powoduje” równowagę temperaturową. Może to być inne znaczenie słowa „przyczyna”, którego używają statystycy, ale myślę, że jest to interpretacja funkcjonalna z punktu widzenia fizyki.
Duncan
6
Chodzi o to, że nigdy nie wziąłbyś pod uwagę struktury graficznej, w której jakakolwiek zmienna powoduje upływ czasu. Dlatego jedyną strukturą graficzną jest to, że czas jest przyczyną wszystkich innych zmiennych. Może nie mieć na to absolutnie żadnego wpływu (jak w twoim przykładzie), ale strzałki przyczynowe są twierdzeniami o przyczynowej strukturze graficznej, co implikuje warunkowe relacje niezależności przy danych obserwacjach i interwencjach . Siła wpływu to osobne pytanie.
Neil G
15

Nie wiemy, co miał na myśli fizyk. Następują dwie różne interpretacje.


Twierdzenie, że poprzedzający i skorelowane z oznacza, że powoduje, że jest błędne. To nie wystarczy dla i będzie zależny nawet jeśli poprzedza . Na przykład, i mogą być spowodowane zarówno przez innej zmiennej : . Lub może powstać jeszcze bardziej skomplikowany wzór: gdzie obserwuje sięTeraz iY Y X Y X Y X Y X Y W X W Y X V Z W Y Z X YXYYXYXYXYXYWXWYXVZWYZXY są zależne i nie mają wspólnej przyczyny, ale żadna nie powoduje drugiej.

Jednak pierwszeństwo czasowe znacznie upraszcza warunki do stwierdzenia związku przyczynowego, które można znaleźć w książce przyczynowej Pearl'a, rozdział 2.7 „Lokalne kryteria relacji przyczynowych”.

Zmienna ma wpływ przyczynowy na jeśli istnieje trzecia zmienna i kontekst , oba występujące przed , tak że:Y Z S XXYZSX

  1. (Z⊥̸YS) ;
  2. (ZYSX)

Zasadniczo, (1) oznacza, że jest potencjalną przyczyną podano Pierwszeństwo czasowe, oraz (2) wynika, że jest w stanie przebić się, że związek, który może zdarzyć się tylko wtedy, gdy powoduje .Y X X YZYXXY

Ten warunek jest znacznie prostszy niż definicja Pearl dla prawdziwej przyczyny bez informacji czasowych.


Inna możliwość przedstawiono w niektórych innych odpowiedzi jest to, że fizyka rozumie się, że jeśli jest z upływem czasu i jest skorelowana z , a powoduje . To stwierdzenie jest poprawne, ale nieprecyzyjne, ponieważ upływ czasu jest przyczyną wszystkich innych zmiennych, przez co rozumiem, że przyczynowa struktura graficzna jest właśnie taka. Przyczynowa struktura graficzna jest zbiorem twierdzeń o relacjach niezależności, biorąc pod uwagę obserwacje i interwencje.T X TXYXY

Neil G.
źródło
2
Jak wspomniałem w komentarzach do odpowiedzi GeoMatt22, nie sądzę, aby stwierdzenie fizyka miało cokolwiek wspólnego z pierwszeństwem.
Ruben van Bergen
2
@ RubenvanBergen Jak wyjaśniłem w innej odpowiedzi, ta interpretacja jest pusta. Czas powoduje wszystko.
Neil G
W twoim przykładzie , i byłyby zależne, ale nie skorelowane (chyba że i są skorelowane przez połączenie, którego nie określiłeś). X Y V WXVZWYXYVW
Ruben van Bergen
@RubenvanBergen Mogą być skorelowane. Zależy to od charakteru zależności. Nawiasem mówiąc, powiedziałem, że i są zależne, biorąc pod uwagę zaobserwowaneY ZXYZ
Neil G
1
@RubenvanBergen Myślę, że nie rozumiesz strzał. Są strzałki przyczynowe i informacji może przepływać od do powodu wyjaśnienia oddalony w . Weźmy pod uwagę, że to „Deszcz”, to „Zraszacz jest wyłączony”, to mokra ziemia, to dźwięk deszczu, a to wskaźnik wyłączenia tryskacza. Biorąc pod uwagę, że ziemia jest mokra, jest skorelowany z z powodu wyjaśnienia. W Z V W Z X Y X YVWZVWZXYXY
Neil G
10

Spekuluję, że twój gościnny wykładowca miał na myśli, że w fizyce jedyne korelacje, które przetrwają replikację, to te, w których istnieje związek przyczynowy. Zmienna czasowa jest wyjątkiem, ponieważ jest jedyną zmienną, która nie jest kontrolowana przez fizyka. Dlatego.

W fizyce zwykle mamy do czynienia z powtarzalnymi zjawiskami i eksperymentami. W rzeczywistości jest prawie pewne, że każdy eksperyment jest powtarzalny i może być powtórzony przez ciebie w późniejszym czasie lub przez innych badaczy. Powiedzmy, że obserwujesz próbkę, w której są obserwacjami zmiennej zainteresowania i zmiennych niezależnych . Jak wspomniałem powyżej, w pełni kontrolujemy zmienne i możemy ustawić je na dowolną wartość, jaką chcemy. x k x kyi,xkixkxk

Twój fizyk mówi, że w tej konfiguracji nie zobaczysz żadnej korelacji chyba że istnieje związek przyczynowy. Czemu? Ponieważ ktoś inny lub ty sam powtórzy eksperyment z dowolną kombinacją i sekwencją i tylko korelacje z relacjami przyczynowymi przetrwają replikację eksperymentu. Wszystkie inne (fałszywe) korelacje znikną po zebraniu wystarczającej ilości danych we wszystkich możliwych kombinacjach eksperymentu.x k jCorr[y,xk]xkj

Ta sytuacja kontrastuje z naukami społecznymi i niektórymi aplikacjami biznesowymi, w których nie można przeprowadzać eksperymentów. Obserwujesz tylko jedną sekwencję PKB danego kraju i nie możesz zmienić bezrobocia utrzymującego wszystkie pozostałe wartości na tym samym poziomie i obserwować korelacje.

Czas jest jedyną zmienną, której fizyk nie jest w stanie kontrolować. Jest tylko jeden 1 stycznia 2017 r. Tego dnia nie może powtórzyć. Może powtórzyć dowolną inną zmienną, ale nie czas. Dlatego jeśli chodzi o czas ( nie upływ czasu ani wiek), fizyk jest na tej samej łodzi, co wszyscy inni: korelacja nie oznacza dla niego związku przyczynowego.

Aksakal
źródło
5

Nie słyszałem tego wcześniej, i to byłoby nie być prawdziwe według koncepcji przyczynowości, które znam (choć nie jestem fizykiem).

Zazwyczaj, aby spowodował , konieczne jest, aby wyprzedził w czasie. Więc jeśli poprzedza to nie może być „spowodowane” przez , niezależnie od jakiejkolwiek korelacji. Co więcej, poprzedzający nie jest wystarczającym warunkiem przyczynowości (także niezależnie od jakiejkolwiek korelacji).Y X Y Y X X X YXYXYYXXXY

GeoMatt22
źródło
1
Myślę, że źle zrozumiałeś, co miał na myśli ten fizyk. Myślę, że dotyczyły one sytuacji, w której dwie zmienne są ze sobą skorelowane, a jedną z tych zmiennych jest czas. Zakładasz, że żadna zmienna nie jest czasem, ale tam, gdzie nadchodzi czas, jedna zmienna poprzedza drugą.
Ruben van Bergen
3
Próbowałem wskazać, że upływ czasu jest zwykle wymagany, aby jakaś zmiana była „spowodowana” przez coś, ale korelacja vs. nie jest zwykle określana jako „przyczynowość” (a to konieczne, ale niewystarczające). Chciałem powiedzieć, że nie wiem, czy to właśnie miał na myśli fizyk, czy nie. Wyobrażam sobie, że fizyk zazwyczaj powiedziałby „spadek węgla 14 w czasie jest spowodowany rozpadem radioaktywnym )”, a nie „… spowodowany upływem czasu”. (Chociaż być może „ wymaga upływu czasu”).Y t t Δ tYYttΔt
GeoMatt22
@RubenvanBergen, być może wykładowca próbował wyrazić uproszczoną wersję czegoś, co Wikipedia nazywa „ strukturą przyczynową ”? Korelacja z czasem (w dostatecznie drobnych skalach) oznaczałaby zróżnicowanie w „kierunku podobnym do czasu”. Mogę to źle odczytać, ale przeglądanie Wikipedii sugeruje użycie podobne do tego, co napisałem powyżej: „struktura przyczynowa” określa, co oznacza „poprzedza”. Ale nadal wydaje mi się to „konieczne, ale niewystarczające”.
GeoMatt22
Po prostu przechodzę do cytatu w pytaniu: „korelacja nie implikuje związku przyczynowego, JESZCZE jedną ze zmiennych jest czas. Więc jeśli istnieje silna korelacja między pewną zmienną niezależną a czasem, oznacza to również przyczynowość”. Dla mnie oznacza to, że mamy pewną zmienną X, która jest skorelowana z czasem. Dochodzimy do wniosku, że upływ czasu powoduje X, a nie X powoduje upływ czasu, ponieważ ten ostatni jest bezsensowny.
Ruben van Bergen
4

Nie sądzę, żeby czas był w tym wyjątkowy, ale z pewnością jest to dobry przykład. Chodzi o to, że zazwyczaj, jeśli A i B są skorelowane, możesz przypuszczać, że istnieje pewna powszechna przyczynowość, ale nie wiesz, czy A powoduje B lub B powoduje A, a może trzecia zmienna C powoduje zarówno A, jak i B. , w niektórych przypadkach możesz wykluczyć, że jakakolwiek inna zmienna spowodowała A, a więc musi być tak, że A spowodowała B. Jednym z takich przykładów jest kontrolowany eksperyment, w którym Ty , eksperymentator, kontrolujesz A. Następnie, jeśli wprowadzisz zmianę „Koreluje” ze zmianą B, wiesz, że to musiał być A, który spowodował zmianę B, a nie na odwrót.

Innym rodzajem scenariusza, którym jest ten przykład z czasem, jest to, że po prostu wiesz, że żadna inna zmienna nie mogła spowodować A, ponieważ wiesz, że nic nie może wpłynąć na A. Ponieważ czas płynie tylko jedna sekunda naraz, niezależnie jakiejkolwiek innej zmiennej na świecie, to jeśli czas koreluje ze zmianami w jakiejś zmiennej, którą jesteś zainteresowany (powiedzmy, liczbą ludzi na planecie), wiesz na pewno, że upływ czasu musiał spowodować zmianę tej zmiennej, a raczej niż twoja zmienna powodująca upływ czasu lub inną zmianę (tj. czas nie płynął do przodu, ponieważ urodziło się więcej ludzi, musi być na odwrót).

Nadal nie wiesz oczywiście, czy przyczynowość jest bezpośrednia. Przypuszczalnie sam upływ czasu nie powoduje automatycznie powstania większej liczby ludzi. Rozwijająca się historia powoduje raczej postęp w różnych aspektach społeczeństwa, co powoduje wzrost liczebności populacji (a nawet jest to uproszczenie wielu drobnych związków przyczynowych). Ale niezależnie od dokładnych czynników w grze, zdecydowanie wiesz, że A (ostatecznie) prowadzi do B, a nie na odwrót.

Ruben van Bergen
źródło
W pierwszym akapicie trzy przypadki nie są wyczerpujące. Istnieją inne struktury graficzne kompatybilne z korelacją.
Neil G
Wykluczenie wszystkich innych zmiennych powodujących nie jest możliwe dla żadnego realistycznego problemu. Istnieje metoda wykluczania przepływu informacji przez przyczyny prowadzące do , zwana metodą tylnych drzwi . To może ustalić przyczynowość. A BAAB
Neil G
1
Jak powiedziałem w innej odpowiedzi, pomysł interpretowania „upływu czasu” jako zmiennej i twierdzenia, że ​​musi być przyczyną innej zmiennej, jest próżny. Ta zmienna czasowa jest przyczyną wszystkiego.
Neil G
Ogólnie rzecz biorąc, jestem całkiem pewien, że wymienione opcje to wszystkie możliwości. Możemy mieć A powodującą B lub B powodującą A (bezpośrednio lub pośrednio), lub możemy mieć coś innego powodującego zarówno A, jak i B. Oczywiście ich kombinacje są również możliwe, gdzie np. A ma pewien wpływ przyczynowy na B, ale na w tym samym czasie trzeci czynnik C również przyczynowo wpływa na oba A i B. A potem wydaje mi się, że zbieg okoliczności jest inną opcją, ale to jest nudne. Ale z ciekawością dowiedziałbym się o innych możliwościach.
Ruben van Bergen
1
Sprawdź moją odpowiedź. Zilustrowałem czwarty przypadek, chociaż jest o wiele więcej przypadków.
Neil G
4

W rzeczywistości korelacja implikuje związek przyczynowy.

Być może A spowodowało B, lub C spowodowało A i B.

Jednak korelacja nie dowodzi związku przyczynowego.

To oczywiste.

L1-A
źródło
5
Rozejrzenie się wokół odpowiedzi i komentarzy sugeruje, że rozmowa wykroczyła daleko poza takie trywialności. Polecam przejrzenie niektórych postów jako pomoc w docenieniu problemów.
whuber
3

Zinterpretowałbym to jako argument semantyczny, a nie matematyczny / statystyczny. Uznałbym to również za dość surowe uogólnienie.

W Kryteria Hilla , często stosowane w epidemiologii, stanowią dobre ramy myślenia o przyczynowości. Nic nie może definitywnie udowodnić związku przyczynowego, niezależnie od tego, czy czas jest czynnikiem, i podejrzewam, że wykładowca nie próbował tak silnie twierdzić. Jednak wiele różnych czynników można wykorzystać jako uzasadnione argumenty na temat związku przyczynowego.

Na przykład kryteria Bradford Hill sugerują, że siła powiązania między zmiennymi może dostarczyć dowodów na związek przyczynowy, ale sama w sobie nie jest wystarczająca. Podobnie związek, który jest zgodny z innymi znanymi / przekonanymi faktami, może sugerować związek przyczynowy silniej niż związek, który jest niezgodny z dominującą wiedzą. Czasowość jest również jednym z kryteriów - przyczyna powinna poprzedzać jej skutek. Stowarzyszenie i wnioski, które wyciągamy na temat związku przyczynowego, muszą mieć sens doczesny. Polecam przejrzenie innych kryteriów. Niektóre są specyficzne dla epidemiologii i nie mają tak dużego zastosowania do fizyki, ale nadal jest to przydatny sposób myślenia.

Chodzi przede wszystkim o to, że chociaż żaden dowód nie może ostatecznie udowodnić związku przyczynowego, można na jego podstawie zbudować dobry argument na podstawie szeregu różnych kontroli logicznych. Twierdziłbym, że nadanie absolutnego pierwszeństwa jednemu kryterium, na przykład czasowi, nie jest właściwe, ale czasowość może być ważnym czynnikiem w uzasadnieniu, że związek przyczynowy jest prawdopodobny.

Prowadzi to do szerszego punktu dotyczącego statystyki: ogólnie rzecz biorąc, używamy statystyk, aby przedstawić argument. Używamy danych i narzędzi statystycznych, aby ustalić konkretny punkt. Często te same dane (a nawet te same narzędzia) mogą być wykorzystywane do tworzenia sprzecznych punktów. Nie możemy znaleźć ostatecznego dowodu związku przyczynowego w samej matematyce, ale możemy wdrożyć nasze narzędzia statystyczne jako część szerszego argumentu. Aby uzyskać więcej informacji na ten temat, polecam Statystyka Abelsona jako zasadny argument.

Aby powrócić do pierwotnej sytuacji, powiedzmy, że przeprowadziłeś eksperyment dotyczący wpływu stężenia określonej substancji chemicznej w roztworze na temperaturę tego roztworu. Podejrzewasz, że dodanie większej ilości tej substancji chemicznej spowoduje reakcję, która podniesie temperaturę. Z czasem dodajesz coraz więcej. Możesz spojrzeć na temperaturę w czasie i zobaczyć wzrost. Wszystko to pokazuje, że temperatura rośnie z czasem; nie dowodzi, że sam czas (czy cokolwiek innego, jeśli o to chodzi) ma jakiś skutek przyczynowy. Dostarcza jednak pewnych dowodów w szerszym argumencie, że zwiększenie stężenia tej substancji chemicznej powoduje reakcję, która powoduje wzrost temperatury.

djlid
źródło
Osobliwą myślą jest zastosowanie kryterium Hilla „pierwszeństwa czasowego” do ekspozycji samego czasu. Z pewnością czas wyprzedził sam czas. Trendy, jakie znamy, rzadko są przyczynowe, ale odzwierciedlają inne jednoczesne zjawiska . W tym przykładzie nie sądzę, aby czas cokolwiek spowodował, ale podsumował globalne zmiany w ustawieniach, które miały wpływ zarówno na ekspozycję, jak i na wynik.
AdamO,
Nie twierdzę, że stosujemy ten argument tak bardzo do samego czasu, jak twierdząc, że jeśli mamy czas jako część naszych danych, możemy go wykorzystać, aby uczynić jedną część szerszego argumentu na rzecz związku przyczynowego. Wykazując, że nasze obserwacje mają sens doczesny, jesteśmy bliżej uzasadnionego argumentu przyczynowego. Mamy nadzieję, że znacznie więcej pracowalibyśmy, aby stworzyć silniejszy argument.
djlid
3

To zdanie jest dość proste i nie jest warte przemyślenia (i nie ma nic wspólnego z pierwszeństwem).

Jeśli istnieje ustalona korelacja między zmienną a czasem (tj. Wiemy, że wzrostowi czasu towarzyszy wzrost zmiennej, i to jest dane ), to znamy kierunek „przyczynowy”: tzn. Wzrost czasu powoduje zmienna do zwiększenia.

Ponieważ alternatywna hipoteza „nie, może być tak, że czas tylko wzrósł, ponieważ zmienna najpierw wzrosła ” po prostu nie może znieść, biorąc pod uwagę sposób działania czasu.


Może to zabrzmieć jak głupia obserwacja, ale ma ważne implikacje dla projektu badania próbującego udowodnić przyczynowość. Ważnym przykładem w medycynie jest różnica między badaniem przekrojowym a kohortowym.

Np. Badanie przekrojowe, próbujące znaleźć związek między paleniem a rakiem, może objąć grupę ludzi, podzielić je na palących i niepalących i sprawdzić, ile osób w każdej grupie ma raka w porównaniu z rakiem bez raka. Jest to jednak słaby dowód, ponieważ korelację między paleniem a rakiem można również interpretować jako „osoby z rakiem chętniej podejmują palenie”.

Jeśli jednak przeprowadzisz badanie kohortowe, tj. Weź grupę palaczy i grupę osób niepalących, i obserwuj ich w czasie, i zmierz zmienną „rak u palaczy minus rak u osób niepalących” i ustal dodatni wynik korelacja tej zmiennej z czasem (przy rozsądnych założeniach, takich jak to, że raz rozpoczęte palenie jest stałe i niezależne od czasu itp.), wtedy wiesz, że „czas” jest przyczyną różnicy między rakami, ponieważ nie możesz twierdzić, że zwiększone wskaźniki zachorowań na raka spowodowało, że więcej czasu minęło w grupie palaczy. Dlatego możesz twierdzić, że istnieje związek między upływem czasu a pozytywną różnicą w raku związaną z wyższymi wskaźnikami w grupie palaczy. (lub, mówiąc prościej, czas spędzony w grupie palącej powoduje proporcjonalny wzrost ryzyka raka).

Co więcej, słabość badania przekrojowego, tj. Możliwość, że „ludzie z chorobą nowotworową częściej podejmują palenie” zniknęła już za oknem, ponieważ palenie jako zmienną zostało usunięte z „czasu kontra rak” równanie (tutaj zakłada się, że jest stałe i dlatego nie ma na niego wpływu czas). Innymi słowy, formułując badanie w ten sposób, zbadaliśmy bardzo konkretny kierunek przyczynowy . Gdybyśmy chcieli zbadać, w jakim stopniu stosuje się odwrotny kierunek przyczynowy (tj. Jak prawdopodobne jest, że ludzie, którzy w końcu zachorują na raka, podejmą palenie w miarę upływu czasu), koniecznie musielibyśmy zaprojektować badanie kohortowe z podziałem na „przyszły rak kontra rak przyszłości” i mierzyć rozpowszechnienie palenia w miarę upływu czasu.

Zaktualizuj odpowiedzi na komentarze:

Zauważ, że jest to dyskusja na temat przyczynowego kierunku, a nie na temat znalezienia bezpośredniego związku przyczynowego. Kwestia pomieszania jest osobna. (czyli nie ma nic sugerować, że nie jest niezależną trzecią zmienną, która zarówno sprawia, że bardziej prawdopodobne jest palaczem i zwiększa szanse na raka z upływem czasu). Tj. Jeśli chodzi o przyczynowość alternatywną, nie wykazaliśmy ostatecznie, że „gdyby nie palenie, ludzie ci nie zachorowaliby na raka”. Ale my mamywykazał, że „związek między grupą palącą a rakiem nie zwiększyłby się, gdyby nie minął czas”. (tj. powiązanie nie polega na migawce osób cierpiących na raka jedynie na preferowaniu bycia w grupie palącej, czy nie, ale z czasem ulega wzmocnieniu).

Tasos Papastylianou
źródło
4
„Dlatego możesz domagać się związku przyczynowego między upływem czasu a rozwojem raka z racji bycia palaczem. (Lub, mówiąc prościej, czas spędzony na paleniu powoduje proporcjonalny wzrost ryzyka raka)”. - Nie możesz tego zrobić. Firmy papierosowe wspierane przez Sir Ronalda Fishera (!) Przez lata argumentowały, że predyspozycje genetyczne są potencjalną częstą przyczyną palenia i raka. Ten sam przykład znajduje się na końcu książki Pearl (s. 353).
Neil G
@NeilG nie, stoję przy moim przykładzie, który został sformułowany. Chodzi nie o odwrotną przyczynowość, ale o zamieszanie. Mój przykład, w obecnej formie, pokazuje, że czas spędzony w grupie palących jest związany ze wzrostem częstości zachorowań na raka. Ale to samo w sobie nie dowodzi, że „predyspozycje genetyczne” nie są siłą napędową wzrostu liczby palaczy. Dwie różne rzeczy. Chodzi o to, że wprowadzenie kierunku przyczynowego jako zmiennej czasowej eliminuje argument „odwrotnej przyczynowości” (tj. Rak powoduje, że podejmujesz palenie), ale nie ten „mylący”.
Tasos Papastylianou
1
Twój komentarz jest poprawny, ale nie wydaje się zgodny z tym, co napisałeś. Napisałeś, że „czas spędzony na paleniu powoduje proporcjonalny wzrost ryzyka raka”. To nieuzasadnione.
Neil G
1
@ NeilG wystarczy, masz rację. Nie spodziewałem się takiej kontroli, hahah. Przeredaguję nieco dokładniej.
Tasos Papastylianou
Dlaczego koniecznie jest tak, że upływ czasu nie jest spowodowany? Jak możemy w ostateczny sposób wykluczyć możliwość, że istnieje coś, co powoduje upływ czasu? Wydaje mi się to najbardziej niezwykłym twierdzeniem, które wymagałoby wyjątkowo silnych dowodów.
David Schwartz
3

To jest naprawdę pytanie, jak ustalić przyczynowość, ponieważ zdarzenia, które są powiązane, ale nie są przyczyną, prawdopodobnie będą skorelowane w czasie lub przestrzeni. Patrząc na niektóre skorelowane dane, w jaki sposób możemy ustalić, czy związek jest zależny? Pewien mądry doradca ds. Badań powiedział mi kiedyś: „korelacja nie oznacza związku przyczynowego, po prostu mówi, gdzie szukać”.

Rozważmy sytuację, w której zdarzenia A i B są skorelowane czasowo lub przestrzennie. Jeśli chcielibyśmy zbadać przyimek, który powoduje B , tradycyjnym tokiem myślenia jest wprowadzenie testów konieczności i wystarczalności - co tak naprawdę oznacza przyczynowość.

  • Jeśli brak zdarzenia A prowadzi do braku zdarzenia B , można to nazwać koniecznym .
  • Jeśli tylko zdarzenie A prowadzi do zdarzenia B , można je nazwać wystarczającym .

Jeśli brak mleka powoduje, że idę do sklepu , mówimy nie o tym, że wsiadam do pustego mleka i jeżdżę samochodem. Bezwzględna przyczynowość oznaczałaby, że ilekroć mam jeszcze mleko , nie przeszkadza mi pójście do sklepu; i odwrotnie, ilekroć jestem w sklepie, to dlatego , że nie mam mleka. Teraz łatwo jest dostrzec problem z pozytywnym ustaleniem związku przyczynowego w ścisłym znaczeniu: większość rzeczy nie jest absolutnie przyczynowa. Istnieje wiele innych powodów, dla których mogę iść do sklepu, które nie są związane ze stanem mlecznym.

Jest to łatwy sposób na odróżnienie świetnego papieru od dobrego papieru. W dokładnych badaniach zobaczysz wszędzie testy wystarczalności i konieczności. Czy twierdzisz, że małocząsteczkowy lek A może prowadzić do demontażu kompleksu białkowego B? Natychmiast zobaczysz testy:

konieczność ----test---- ----result---- everything but B --> [nothing] (check for false positive) everything but A --> assembled everything with A-like compound --> assembled (control group)

dostateczność A + B alone (in vitro) --> disassembled (check for false negative) A + B + everything --> disassembled (trial group)

Jest to tradycyjny sposób, w jaki budowałbyś indukcyjny argument za przyczynowością eksperymentalnie KORZYSTAJĄC, do czego jestem pewien, że Twój wykładowca wymykał się!

jdbiochem
źródło
1
Aby podkreślić tę kwestię, zależność od czasu nie oznacza również przyczynowości. Być może zdarzenie A prowadzi często do zdarzenia B i to B powoduje C, a nie A. A jednak A będzie skorelowane z C, ale go nie spowoduje.
Michael Chernick