# 二、因果和实验

“这些问题已经，而且可能永远留在自然界难以捉摸的秘密之中，它们属于人类智力根本难以接近的一类问题。 - 1849 年 9 月，伦敦时报，霍乱如何传染和传播

死刑有威慑作用吗？巧克力对你有好处吗？什么导致乳腺癌？

所有这些问题试图为结果找到一个原因。仔细检查数据可以帮助揭示这些问题。在本节中，你将学习建立因果关系所涉及的一些基本概念。

观察是良好科学的关键。观察性研究是一项研究，科学家根据他们所观察到的，但却无法产生的数据作出结论。在数据科学中，许多这样的研究涉及对一组个体的观察，称为处理方式（treatment）的利害关系（factor of interest），以及对每个个体的测量结果。

将个体视为人是最容易的。在研究巧克力是否对健康有好处时，个体确实是人，处理方式是吃巧克力，结果可能是血压的测量。但观察研究中的个体不一定是人。在研究死刑是否具有威慑作用时，个体可以为联盟的 50 个州。允许死刑的州的法律是处理方式，结果可能是州的谋杀率。

根本问题是处理方式是否对结果有影响。处理方式和结果之间的任何关系被称为关联。如果处理方式导致结果发生，那么这个关联是因果关系。因果关系是本节开头提出的所有三个问题的核心。例如，问题之一是巧克力是否直接导致健康状况的改善，而不是巧克力与健康之间是否存在关联。

因果关系的建立往往分两个阶段进行。首先，观察一个关联。接下来，更仔细的分析决定了因果关系。
