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2022-07-15有相關就互為因果關係嗎?《因果螺旋》 487 期

Author 作者 陳建仁

很多時候,我們以為是原因,細細推究之後,會發現是結果;也有些時候,我們認為是結果,經過抽絲剝繭,才知道竟然是原因。

「倒因為果」「倒果為因」的謬誤,常常出現在因果推理當中,如果一開始對因果的辨別就是錯誤的,當然不會有正確的因果推論。

因果錯置的最重要根源,就是在同一時間點觀察因和果之間的相關,即使看到因和果有相關性存在時,卻分不清何者是因,何者是果?因果關係,除了要有相關性(association),也要有時序性(temporality),也就是「因在前、果在後」。即使有相關性,還不一定有因果性(causation),有時候未經思考分辨,就會把「相關性」錯認為「因果性」。

舉幾個例子來說,我們看到健身教練的肌肉很發達,但是,是肌肉發達的人才能當健身教練,還是當了健身教練肌肉才發達,或是互為因果循環呢?我們必須進一步去詢問許多健身教練,回憶他們在當教練之前,肌肉是否已經很發達,才能夠釐清肌肉發達在前,或是當健身教練在前。

我初中念英文時,聽到老師說:「英文不好的同學,要常聽英文歌,英文才會變好。」聽英文歌真的能提升英文能力嗎?我們確實觀察到英文好的人常聽英文歌,可是我也曾經看到一位家長要求孩子聽英文歌,認為這樣子英文才會變好,孩子卻回答:「因為英文不好聽不懂,所以就不想聽英文歌。」到底是英文好才常聽英文歌?還是常聽英文歌,英文才變好呢?要判斷兩者之間的因果關係,必須釐清孰先孰後,才能確定。

我們也常常聽到:「這對夫妻因為有共同興趣,所以感情很好,如果希望夫妻感情好,就要培養共同的興趣。」其實,這段話也有驟下因果關係的風險,因為有可能是這對夫妻本來感情就很好,才開始培養兩人的共同興趣。

當我們看到有相關,若要判定是否有因果,一定要先辨明時序性。我們只要牢記「相關不蘊涵因果(Association does not imply causation)」,就可以避免下錯判斷。

被貓咬傷容易得憂鬱症?

在進入檢視因果關係的思辨之後,接收到任何的資訊或報導時,就可以動腦想一想:究竟是有相關沒因果?還是有相關有因果?兩者間有沒有因果倒置的可能呢?

有一篇發表於《公共科學圖書館:綜合(PLOS ONE)》的大數據分析研究提到,從超過130萬名病人的電子病歷中發現,被診斷出憂鬱症者有8.8%;而被貓咬傷而接受治療的人當中,同時診斷出有憂鬱症者高達41%。1因而認為「貓咬傷」和「憂鬱症」有顯著相關。

某些媒體看到這篇論文,可能就會以「被貓咬傷容易得憂鬱症」做為標題。此時,有因果關係邏輯的人,至少會考慮到下列的可能解釋:
①憂鬱症的人比沒有憂鬱症的人養貓的比例較高,所以容易被貓咬傷。
②有憂鬱症的人比沒有憂鬱症的人和貓在一起的時間較長,所以容易被貓咬傷。
③有憂鬱症的人比沒有憂鬱症的人比較會激怒貓,所以容易被貓咬傷。
④有憂鬱症的人被貓咬傷後,比較容易擔心而就診機率高。
⑤有憂鬱症的人不願承認自殘,而推託是被貓咬傷。
⑥被貓咬傷引起疼痛或感染,比較容易誘發憂鬱症。
⑦有憂鬱症的人比沒有憂鬱症的人養貓數較多,容易在阻止貓群打架時受傷。

一項研究的數據可以探究的因果關聯很多,不論是認為被貓咬傷容易發生憂鬱症,或是憂鬱症的人容易被貓咬傷,都需要多元思考,以減少因果倒置情況的發生。如果能夠盡可能找出各種假說來解釋被貓咬傷和憂鬱症的相關,並辨別清楚憂鬱症病人養貓的情況,是否和沒有憂鬱症的人不同,才能斷定憂鬱症在先或被貓咬傷在先,來確定因果的時序性。

COVID-19死亡率與經濟衰退之因果關係

2020年,臺灣的COVID-19防疫相當成功,7月20日彭博社公布了75個新興及前沿經濟體的防疫評比結果,該評比是以三大指標做為評量依據:公共衛生,過去30天內確診COVID-19死亡率;經濟活動,零售業、工作場所等活動的變化;公共政策,公共債務、撥備覆蓋率、信用評比等。臺灣高居冠軍,其次是波札那、南韓、泰國。

7月21日,《新聞週刊日本版(Newsweek Japan)》電子版,刊登了日本生命保險公司的智庫(日生基礎研究所),評估全球49個國家因應COVID-19的防疫成績。該研究所是根據疫情受害程度與經濟受損程度進行評估。疫情受害程度是以累積的確診人數、感染擴大率(6月16日至6月30日之間的新增確診病例對累積確診病例的比例)、致死率進行評比;經濟受損程度是以國內生產毛額(GDP)損失(計算疫前的預估與疫後的展望)進行評比。臺灣位居第1、馬來西亞第2、香港第3、泰國第4、中國、韓國並列第5、澳洲第7、紐西蘭第8、日本第9、挪威第10。義大利40名、美國與瑞典並列41名、英國與比利時並列第43名、最後一名是秘魯。

到了9月,英國牛津大學馬丁學院的Our World in Data網站,公布全世界38個國家的2020年第二季GDP衰退狀況,臺灣衰退最少(0.6%),其次是韓國的3%、立陶宛的3.7%;秘魯衰退最多,超過30%,西班牙、英國、突尼西亞也衰退20%以上。該網站也公布同期COVID-19死亡率與GDP衰退百分比的分布圖,如圖1所示。整體而言,COVID-19死亡率越高的國家,經濟衰退的情況也越嚴重。像秘魯、英國、法國、義大利都是高死亡率、高衰退率的國家;臺灣則是低死亡率、低衰退率的國家。亞洲國家(綠色圓圈)雖然COVID-19死亡率偏低,但是經濟衰退情況也相當嚴重。

2020年10月,美國國家經濟研究所(National Bureau of Economic Research)也發表了疫情對總體經濟影響的研究結果,同樣發現COVID-19死亡率越低的國家,GDP損失也越小。臺灣則是在40個國家當中,COVID-19死亡率最低的國家,也是唯一沒有GDP損失(經濟正成長)的國家。

上述四項數據很明顯地說明COVID-19死亡率與經濟衰退的相關性,然而,究竟是經濟衰退導致死亡率增加,還是死亡率增加導致經濟衰退呢?到底哪個是因、哪個是果?或者死亡率和經濟衰退之間,並無因果關係存在,而是其他因素造成的?

Our World in Data網站也公布了世界各國的「防疫嚴格指數(Stringency Index)」。嚴格指數代表一個國家為了因應疫情,所採取的管制政策的嚴格度。例如封城、禁止上班上課、禁止國內旅遊等等,分數介於0∼100(分數越高越嚴格,分數越低越接近正常生活)。

比較臺灣和47個G20和OECD國家的2020年平均防疫嚴格指數,臺灣的平均嚴格指數是48國之中最低,其次是日本、紐西蘭、愛沙尼亞、芬蘭和冰島;平均嚴格指數最高的國家是阿根廷、印度、智利、哥倫比亞、墨西哥。

進一步分析2020年的平均防疫嚴格指數和GDP成長率的相關性,結果發現兩者間有很顯著的負相關:嚴格指數越高的國家,經濟成長率越低,經濟衰退越嚴重,如圖2所示。很可能封城、停止上班、禁止群聚造成了生產的停滯和消費的低迷。

繼續分析2020年的平均防疫嚴格指數和COVID-19死亡率的相關性,結果發現兩者間有很顯著的正相關(如圖3):COVID-19死亡率越高的國家,平均嚴格指數越高。可能高死亡率的國家傾向採取嚴格的防疫措施。

綜合上述的分析,我們可以發現,既不是經濟衰退導致死亡率增加,也不是死亡率增加導致經濟衰退,而可能是死亡率高的國家,採取了封城、停班、停市等嚴格措施,導致經濟成長的下降。


書 名|《因果螺旋:跨越時空的探索與思辨》
作 者|陳建仁
出版社|圓神出版社
出版日期| 2022 年7 月
誤解都來自於錯誤的因果判斷!
所有事件的發生都其來有自,正確掌握原因,就可以有效控制謬誤產生。


很多時候,我們以為是原因,細細推究之後,會發現是結果;也有些時候,我們認為是結果,經過抽絲剝繭,才知道竟然是原因。「倒因為果」「倒果為因」的謬誤,常常出現在日常的因果推理中,如果一開始對因果辨別就是錯誤的,那怎麼會有正確的因果推論?

「因果螺旋模式」主要用來描述疾病在每一個階段的演進過程,都有各式各樣的驅動因子,推動整個病理變化的演進,促使病灶從分子、細胞、組織,逐步擴大到器官、系統、個體全身,再從個體,蔓延到社區、國家和全球,如同螺旋一樣擴展開來。

本書由此觀點出發,介紹常見的因果推論謬誤,分享在醫學史上重要的病因探索與醫藥研發的故事,建立因果關係的法則。內容談及疾病自然史與各種因果模式,並根據陳建仁院士長期研究流行病學領悟的心得,揭示他所創建的「因果螺旋模式」。