为什么有相关性的事物不一定有因果性?

为什么有相关性的事物不一定有因果性?
2020年04月05日 16:19 NEXTMIND

在现实世界中,许多事物之间是具有关联性的,就像一张无形的网,时刻笼罩着我们。

但相关性和因果性是两个不同的概念,换句话说,如果两个事物之间有因果关系,那么它们必然具有相关性;但如果两个事物之间具有相关性,它们不一定具有因果关系。

图形处理器制造商英伟达的深度学习工程师Lei Mao举了个例子,假设我们有一个包含4个变量的系统,分别是温度(t )、 麦克每天饮水量(x1)、 麦克每天尿液量(x2)、加利福尼亚州每天的火灾次数(x3)。

现在我们开始调整温度,让它从0℃逐渐上升到10℃、20℃、30℃和40℃,可以发现,麦克每天饮水量、每天尿液量都会随之上升,同时加州的火灾次数也会增多,如下图所示:

我们可以据此判断,麦克每天的饮水量、每天尿液量和加州火灾次数是相关的,而且饮水量是原因,尿液量是结果,那么我们能说饮水量是原因,加州的火灾次数是结果吗?

如果把这个问题丢给任何有常识的人,他都会说两者没有因果关系,因为麦克不是超人,他怎么可能通过喝水导致火灾呢?

因此,这个例子阐述了一个道理,因果关系是相关性的必要条件,但不是充分条件。

而要证明麦克喝水与加州火灾没有因果关系,只需要控制温度,然后增加麦克喝水量,同时观察他的每天尿液量和加州火灾的变化。

事实上,无论麦克喝多少水,都不会导致加州火灾的变化。

在上面这个例子中,麦克每天的饮水量和加州火灾次数的相关性,都是由第3个因素“温度”引发的,而这种隐藏的变量被称为“混淆器”。

正是由于混淆器的存在,人们经常混淆相关性和因果关系,因为人类的大脑喜欢寻找模式,即便它不存在。

当两个变量看起来很紧密地联系在一起时,我们会理所当然地认为它们具有因果关系。

因此,要找到正确的因果关系并不容易,但通过"对照实验"可以做到。在麦克的这个例子中,如果我们有一个麦克的克隆人,我们可以让麦克每天喝5杯水,克隆人每天喝10杯水,结果发现无论喝水多少,都不会影响加州火灾次数,因为两者不具有因果关系。

不过在现实世界中,即便用对照实验,难度也很大,因为你必须要让变量完全一样,比如麦克喝的水完全一样,杯子完全一样等,这也是为什么一些科学发现的结果是错误的。

在我们的现实生活中,那些看上去是因果关系的事物,并不一定如此,比如家长抱怨小孩子玩游戏导致学习变差,但很有可能是糟糕的家庭关系,或者错误的学习方法导致孩子的学习成绩差,最终只能通过玩游戏来逃避。

因此,如果你弄错了因果关系,试图通过改变"错误"的原因去影响结果,是永远不可能有效果的。

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