3.4 Korrelasjon og kausalitet
Forskjellen mellom samvariasjon og årsakssammenheng, og vanlige feilslutninger.
Korrelasjon og kausalitet
Issalget øker når temperaturen stiger – men is forårsaker ikke varmt vær. Å skille samvariasjon fra årsakssammenheng er en av statistikkens viktigste ferdigheter.
- Positiv: begge øker sammen (f.eks. høyde og skostørrelse)
- Negativ: den ene synker når den andre øker
- Nær 0: ingen lineær sammenheng
- Styrken leses av tallverdien :
- : perfekt lineær sammenheng
- : sterk
- : moderat
- : svak eller ingen lineær sammenheng
1. Korrelasjon (samvariasjon)
2. Tidsrekkefølge (årsaken kommer før virkningen)
3. Utelukke alternative forklaringer (se under)
4. Gjerne et kontrollert eksperiment
Samvarierer og uten at er en direkte årsak til , kan det ha fire forklaringer:
- Bakenforliggende variabel (felles årsak): En tredje variabel påvirker både og . Samvariasjonen er systematisk, men påvirker ikke . Eksempel: sommervær gir både mer issalg og flere drukningsulykker.
- Mellomledd: påvirker indirekte, gjennom en tredje variabel : . Eksempel: høy temperatur gir flere badende, og flere badende gir flere badeulykker.
- Tilfeldig samvariasjon: Samvariasjonen er et rent sammentreff, uten årsakssammenheng og uten felles årsak. Eksempel: antall piratskip og global oppvarming.
- Omvendt årsakssammenheng: Det er som påvirker , ikke omvendt. Eksempel: elever som gjør det bra på skolen, får bedre selvtillit og leser derfor mer.
Det er sterk korrelasjon mellom issalg og antall drukningsulykker. Betyr det at is forårsaker drukning?
Både issalget og antall drukningsulykker øker om sommeren.
Varmt vær får folk til å kjøpe mer is og til å bade mer, og når flere bader, blir det flere ulykker.
Sommerværet er en bakenforliggende variabel som påvirker begge størrelsene.
Svar: Nei. Is forårsaker ikke drukning. Samvariasjonen skyldes den bakenforliggende variabelen sommervær. Samvariasjonen er ikke tilfeldig – den har en felles årsak – men is påvirker ikke drukning.
Gjør dette i GeoGebra
Utforsk: Sterk korrelasjon uten årsakssammenheng
Skriv inn én linje om gangen i inntastingsfeltet:
liste1 = {(20, 12), (22, 15), (24, 19), (26, 24), (28, 30), (30, 38)}
f = RegLin(liste1)Med språket satt til norsk forstår GeoGebra kommandonavnene både på norsk og engelsk.
«Korrelasjon innebærer ikke kausalitet.» Avisoverskriften «De som spiser frokost tjener mer» kan skyldes sosioøkonomisk bakgrunn, ikke frokosten.
En studie viser at elever som leser mer, har bedre karakterer. Kan vi konkludere med at lesing fører til bedre karakterer?
Lesing og gode karakterer samvarierer, altså er det en korrelasjon.
Mulige bakenforliggende variabler:
- Motiverte elever leser kanskje mer og jobber hardere med skolearbeidet.
- Foreldre som oppfordrer til lesing, følger kanskje også opp skolearbeidet mer.
- Elever med gode evner finner det kanskje lettere å lese og får gode karakterer.
Mulig omvendt årsakssammenheng: elever som gjør det bra på skolen, får bedre selvtillit og leser derfor mer.
Svar: Nei. Lesing og gode karakterer henger sammen, men vi kan ikke påstå at det ene forårsaker det andre uten grundigere undersøkelser, for eksempel kontrollerte eksperimenter.
Hva betyr sterk korrelasjon mellom to variabler?
Det er positiv korrelasjon mellom antall brannmenn på et brannsted og skadeomfanget. Forårsaker brannmennene mer skade? Forklar.
Hva betyr ?
Barn som sover med sko har oftere hodepine neste dag. Foreslå en bakenforliggende variabel.
Hvilken er mest sannsynlig kausalitet (ikke bare korrelasjon)?
En studie viser at land med høyere sjokoladeforbruk per innbygger har flere nobelprisvinnere. Hva er den mest sannsynlige forklaringen?
Det er negativ korrelasjon mellom antall timer med trening per uke og hvilepuls. Er sammenhengen kausal? Vurder også om den kan gå motsatt vei.
Tabellen viser gjennomsnittstemperaturen og antall badeulykker i et fylke i seks sommeruker.
| Temperatur (°C) | 20 | 22 | 24 | 26 | 28 | 30 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Badeulykker | 12 | 15 | 19 | 24 | 30 | 38 |
Bruk GeoGebra til å finne korrelasjonskoeffisienten .
Beskriv samvariasjonen.
Finn en lineær modell med GeoGebra, og bruk den til å anslå antall badeulykker i en uke med gjennomsnittstemperatur 25 °C.
Betyr den sterke korrelasjonen at varmen forårsaker badeulykkene?
Oppsummering
I dette kapittelet har du lært om korrelasjon og kausalitet:
- Korrelasjon betyr at to størrelser samvarierer — når den ene endrer seg, endrer den andre seg også.
- Korrelasjonskoeffisienten ligger mellom og . Tallverdien viser styrken ( sterk, moderat, svak eller ingen), fortegnet viser retningen.
- Kausalitet betyr at den ene størrelsen faktisk er årsak til endringen i den andre.
- Korrelasjon beviser ikke kausalitet — ofte skyldes samvariasjonen en bakenforliggende variabel (felles årsak) som påvirker begge.
- Et mellomledd ligger mellom årsak og virkning: .
- Tilfeldig samvariasjon er et rent sammentreff, uten årsak og uten felles årsak.
- Ved omvendt årsakssammenheng går årsaken motsatt vei av det vi først tror.
- For å vise kausalitet trenger vi korrelasjon, riktig tidsrekkefølge og at alternative forklaringer er utelukket.
- Årsakssammenhenger kan undersøkes med kontrollerte eksperimenter med tilfeldig fordeling i tiltaks- og kontrollgruppe.
Nøkkelbegreper
| Begrep | Forklaring |
|---|---|
| Korrelasjon | Statistisk samvariasjon mellom to størrelser |
| Korrelasjonskoeffisient | Mål på lineær samvariasjon, fra til |
| Kausalitet | Årsakssammenheng |
| Bakenforliggende variabel | Tredje variabel (felles årsak) som påvirker begge størrelsene |
| Mellomledd | Variabel mellom årsak og virkning: |
| Tilfeldig samvariasjon | Samvariasjon som er et rent sammentreff |
Viktig å huske
Spør alltid: Kan samvariasjonen skyldes noe annet enn en direkte årsak?
Dette kapitlet er skrevet av Anthropics toppmodeller (Claude Opus og Claude Fable) og er foreløpig ikke manuelt gjennomgått — kvalitetskontrollen gjøres av uavhengige KI-agenter, og innmeldte feil rettes fortløpende. Funnet en feil? Meld fra, så retter vi den. Les mer om hvordan innholdet lages.