📌 この記事の位置づけ
「実験計画法の基礎概念シリーズ」第12回。前回は「残差と誤差の違い」を学びました。今回は因子が混ざり合う危険な現象「交絡」を解説します。
「実験で効果があると思ったのに、実は別の原因だった…」
「交絡って何?なぜ注意が必要なの?」
交絡を理解しないと、「見せかけの因果関係」に騙されて、間違った結論を出してしまう危険があります。
この記事では、身近な例を使って交絡の正体をわかりやすく解説します。
目次
交絡とは?【真犯人が隠れている状態】
交絡(こうらく)とは、調べたい因子の効果に、別の因子の効果が混ざり合ってしまう現象です。
英語では「Confounding(コンファウンディング)」と言います。
📖 交絡の定義
複数の因子が同時に変化してしまい、
どの因子が結果に影響したのか区別できなくなる状態。
有名な例:アイスと水難事故
交絡を理解するための有名な例があります。
🍦 アイスクリームと水難事故
データを調べると、アイスの売上が増えると水難事故も増える。
→ 「アイスを食べると溺れやすくなる」のか?
→ もちろん、そんなわけない!
🔍 真犯人は「気温」
本当の原因は「気温」です。
真の因果関係
🌡️ 気温が上がる
↙️ ↘️
🍦 アイスが売れる 🏊 海に行く人が増える
↓
😢 水難事故が増える
アイスと水難事故には直接の因果関係はないのに、「気温」という隠れた因子のせいで、あたかも関係があるように見えてしまう。
これが交絡です。隠れた因子のことを「交絡因子」と呼びます。
実験計画法での交絡
実験計画法でも、交絡は深刻な問題を引き起こします。
❌ 交絡が起きる実験の例
カレーの実験で、こんな実験計画を立てたとします。
| 実験 | 肉の種類 | 実験時間帯 | 結果 |
|---|---|---|---|
| 1 | 鶏肉 🐔 | 朝(涼しい) | 60点 |
| 2 | 牛肉 🐄 | 昼(暑い) | 80点 |
結果だけ見ると、「牛肉の方が20点高い!牛肉が良い!」と結論づけたくなります。
でも待ってください。
⚠️ この実験の問題点
- 「肉の種類」と「時間帯」が同時に変わっている
- 牛肉の方が良かったのか?昼の方が良かったのか?区別できない
- もしかしたら「暑い方がスパイスの香りが立つ」のかもしれない
これが実験における交絡です。「肉」の効果と「時間帯」の効果が混ざり合ってしまっています。
交絡を防ぐ方法
交絡を防ぐには、いくつかの方法があります。
① ランダム化
実験の順序をランダムにすることで、交絡因子の影響を均等に散らばらせます。
これは「実験の3原則」で学んだ通りですね。
② 交絡因子を因子として取り込む
「時間帯」が影響しそうなら、時間帯も因子として実験に組み込む方法があります。
| 実験 | 肉の種類 | 時間帯 |
|---|---|---|
| 1 | 鶏肉 | 朝 |
| 2 | 鶏肉 | 昼 |
| 3 | 牛肉 | 朝 |
| 4 | 牛肉 | 昼 |
こうすれば、「肉の効果」と「時間帯の効果」を別々に評価できます。
③ 局所管理(ブロック化)
交絡因子の水準ごとにグループ(ブロック)を作り、ブロック内で比較する方法です。
「朝」のブロック内で鶏肉と牛肉を比較、「昼」のブロック内でも比較、というようにします。
✅ 交絡を防ぐ3つの方法
| ① ランダム化 | 順序をシャッフルして影響を均等にする |
| ② 因子として取り込む | 交絡因子も実験の因子に加える |
| ③ 局所管理 | 同じ条件内で比較する |
まとめ
📌 この記事のポイント
- 交絡=複数の因子が混ざり合い、効果を区別できなくなる現象
- アイスと水難事故の例のように、見せかけの因果関係に騙される危険
- 隠れた原因を「交絡因子」と呼ぶ
- 防ぐにはランダム化・因子化・局所管理が有効
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📚 次に読む記事【シリーズ最終回】
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