在科學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)中，確定因果關(guān)系是一個(gè)核心任務(wù)。我們經(jīng)常聽到這樣一句話：“相關(guān)不代表因果”。相關(guān)易得，因果難覓：如何判斷一個(gè)事物是否真正導(dǎo)致了另一個(gè)事物的發(fā)生？這就是因果推斷的任務(wù)。本文介紹因果推斷的黃金標(biāo)準(zhǔn)：隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)。

因果推斷的基本概念

先來看什么是因果推斷。因果推斷試圖區(qū)分“相關(guān)”和“因果”。如果兩個(gè)變量之間存在相關(guān)性，這可能意味著它們之間存在某種關(guān)系，但這種關(guān)系不一定是因果關(guān)系。比如，冰淇淋銷量的增加和海灘救生員救援次數(shù)的增加可能同時(shí)發(fā)生，但它們并非因果關(guān)聯(lián)，而是由一個(gè)共同因素（夏季氣溫升高）導(dǎo)致的。

在這里排除混雜在其中的影響因素至關(guān)重要，如何排除呢？看隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)。

隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)

隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)（Randomized Controlled Trials，RCTs）被認(rèn)為是確定因果關(guān)系的“黃金標(biāo)準(zhǔn)”。在隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)中，參與者被隨機(jī)分配到兩個(gè)或多個(gè)組別，其中至少有一個(gè)是對(duì)照組（不接受干預(yù)或接受標(biāo)準(zhǔn)干預(yù)），而其他組則接受一種或多種試驗(yàn)干預(yù)。

通過比較不同組別的結(jié)果，研究者可以判斷干預(yù)措施是否是觀察到的效果的原因。

為何隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)是黃金標(biāo)準(zhǔn)？

隨機(jī)化

第一點(diǎn)：“隨機(jī)化”是基礎(chǔ)。隨機(jī)化可以平衡各種已知和未知的混雜變量，從而減少偏差。如果比較的兩組在開始實(shí)驗(yàn)時(shí)已通過隨機(jī)分配成為實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組，那么除了接受干預(yù)的特定因素外，這兩組在其他所有方面都應(yīng)該是相似的。這種隨機(jī)分配確保了任何后續(xù)觀察到的差異可以更有力地歸因于干預(yù)本身，而非其他變量。

而且，隨機(jī)化的優(yōu)勢(shì)在于它提供了一種機(jī)制，通過這種機(jī)制，即使是研究者可能未曾考慮或觀察到的變量，也能在分組過程中得到平衡。造成一個(gè)結(jié)果的原因有很多，我們常常擔(dān)心因?yàn)檫z漏了某些變量而推斷出錯(cuò)。我們常常擔(dān)心因?yàn)檫z漏了某些變量而推斷出錯(cuò)。正因?yàn)槭请S機(jī)化，我們可以認(rèn)為不同分組的參與者在開始實(shí)驗(yàn)之前在所有已知和未知因素上都是相似的。

來看個(gè)可能出問題的例子：雖然分組了，但因?yàn)闆]有隨機(jī)分組，結(jié)果可能不可信。一項(xiàng)研究，旨在評(píng)估某種藥物對(duì)心臟病發(fā)作恢復(fù)患者的影響。在這項(xiàng)觀察性研究中，研究者收集了服用該藥物的患者和未服用該藥物的患者的數(shù)據(jù)，但沒有隨機(jī)分配患者到這兩個(gè)組別。

由于缺乏隨機(jī)化，這項(xiàng)研究可能受到選擇偏差的影響。例如，可能更健康的患者傾向于選擇服用該藥物，而那些健康狀況較差的患者則沒有。這種情況下，如果研究發(fā)現(xiàn)服用藥物的患者恢復(fù)得更好，這可能不是藥物效果的直接結(jié)果，而是因?yàn)榉幗M的患者本來就更健康。

控制

第二點(diǎn)：“控制”增強(qiáng)了結(jié)果的解釋力。在隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)中，對(duì)照組不接受實(shí)驗(yàn)干預(yù)，或者接受一種標(biāo)準(zhǔn)的或無效的干預(yù)，作為參照。這種明確的比較使得研究者能夠直接觀察到干預(yù)造成的效果。對(duì)照組的存在為研究提供了一個(gè)基準(zhǔn)，可以更精確地衡量干預(yù)的效果。例如，如果實(shí)驗(yàn)組顯示出顯著的改善，而對(duì)照組沒有，那么這種改善很可能是由于實(shí)驗(yàn)干預(yù)造成的。

沒有控制和對(duì)比，就難以看出差距和影響。套用一句話：“不是單組研究沒有效力，是對(duì)照試驗(yàn)更有說服力！”

重復(fù)性

第三點(diǎn)：“重復(fù)性”確保了結(jié)果的可靠性。隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)的設(shè)計(jì)和實(shí)施方式使得其他研究者可以重復(fù)實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證其發(fā)現(xiàn)。在科學(xué)研究中，可重復(fù)性是非常重要的，因?yàn)樗峁┝艘环N方式來檢驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)的真實(shí)性和可靠性。

如果不同的研究者在不同的時(shí)間和地點(diǎn)重復(fù)實(shí)驗(yàn)，并得到類似的結(jié)果，那么這些結(jié)果就更具說服力。

局限性

雖然隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)是黃金標(biāo)準(zhǔn)，但在實(shí)施上可能存在局限性，比如成本高（要有足夠的樣本數(shù)量和實(shí)施條件）、倫理限制（不能為了證明一個(gè)因素確實(shí)有害，明知這里有風(fēng)險(xiǎn)，讓受試者去冒這個(gè)風(fēng)險(xiǎn)吧）等。

因此，研究者經(jīng)常尋求替代方法來進(jìn)行因果推斷。這些方法包括觀察性研究，例如隊(duì)列研究和病例對(duì)照研究，其中研究者觀察而不干預(yù)自然發(fā)生的事件。類似的進(jìn)行不干預(yù)而嘗試獲得因果推斷的方法常常成為“自然實(shí)驗(yàn)”。