Language
Country/Area
No result found
Tại sao không sử dụng các thí nghiệm ngẫu nhiên? Khám phá bí mật đằng sau các biến công cụ!
Trong thống kê, kinh tế lượng, dịch tễ học và các ngành liên quan, phương pháp biến công cụ (IV) được sử dụng khi các thí nghiệm có kiểm soát không khả thi hoặc khi phương pháp điều trị mong muốn không được cung cấp thành công cho mọi đơn vị. Cốt lõi của phương pháp này là ước tính các mối quan hệ nhân quả, cho phép các nhà nghiên cứu tìm kiếm những suy luận nhân quả hợp lệ ngay cả khi không có các thí nghiệm ngẫu nhiên.
Các biến công cụ được sử dụng để giải quyết vấn đề nội sinh giữa các biến giải thích và sai số.
Tính nội sinh là một vấn đề phổ biến. Trong mô hình hồi quy, nếu các biến giải thích có tương quan với sai số, kết quả của phương pháp bình phương tối thiểu thông thường (OLS) và phân tích phương sai (ANOVA) sẽ bị sai lệch và không nhất quán. Hiệu quả của các biến công cụ nằm ở khả năng bộc lộ tác động nhân quả của một biến giải thích (như hút thuốc) lên một biến phụ thuộc (như tình trạng sức khỏe).
Ví dụ, khi một nhà nghiên cứu muốn ước tính tác động của việc hút thuốc đối với sức khỏe, người đó sẽ thấy rằng mối tương quan giữa việc hút thuốc và sức khỏe không có nghĩa là hút thuốc trực tiếp gây ra tình trạng sức khỏe kém, vì có thể có những biến số khác, chẳng hạn như trầm cảm, ảnh hưởng đến cả hai. . Hơn nữa, các biến công cụ trở nên quan trọng khi không thể tiến hành các thí nghiệm có kiểm soát trên toàn bộ dân số.
Nếu các nhà nghiên cứu có thể tìm ra một biến có tương quan với việc hút thuốc nhưng không ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe, chẳng hạn như mức thuế thuốc lá, thì họ có thể sử dụng biến đó để đưa ra suy luận nhân quả.
Thuế suất thuốc lá được chọn làm biến công cụ chính xác vì có thể suy ra một cách hợp lý rằng thuế suất này chỉ ảnh hưởng đến sức khỏe thông qua việc hút thuốc. Nếu kết quả nghiên cứu cho thấy mối tương quan giữa mức thuế thuốc lá và tình trạng sức khỏe thì đây sẽ được coi là bằng chứng về tác động tiêu cực của việc hút thuốc đối với sức khỏe.
Bối cảnh lịch sử của các biến công cụ
Khái niệm biến công cụ bắt nguồn từ công trình của Philip G. Wright vào năm 1928, người đã phân tích hoạt động sản xuất, vận chuyển và bán dầu thực vật và dầu động vật ở Hoa Kỳ thời kỳ đầu. Năm 1945, Olav Reiersøl đã áp dụng phương pháp này trong bài báo của mình và đặt tên cho nó là "biến công cụ". Wright sử dụng phương pháp này khi nghiên cứu cung và cầu bơ vì ông nhận ra rằng giá cả ảnh hưởng đến cả cung và cầu, khiến việc xây dựng đường cong cung hoặc cầu chỉ dựa trên dữ liệu quan sát là không thể.
Wright đã khéo léo chọn lượng mưa làm biến số công cụ của mình vì lượng mưa ảnh hưởng đến sản xuất thức ăn chăn nuôi, từ đó ảnh hưởng đến sản xuất sữa, nhưng không ảnh hưởng đến nhu cầu về bơ.
Theo thời gian, lý thuyết biến công cụ đã được phát triển hơn nữa trong nhiều nghiên cứu, đặc biệt là trong các ứng dụng trong kinh tế lượng, cung cấp các công cụ phân tích hữu ích. Định nghĩa chính thức của Judea Pearl về các biến công cụ vào năm 2000 đã mở đường cho các nghiên cứu tiếp theo, trong khi nghiên cứu của Angrist và Krueger đã phác thảo ngắn gọn lịch sử và bối cảnh ứng dụng của các kỹ thuật này.
Cơ sở lý thuyết
Cơ sở lý thuyết cho các biến công cụ mở rộng sang nhiều mô hình khác nhau, nhưng đặc biệt phổ biến trong các ứng dụng hồi quy tuyến tính. Theo truyền thống, các biến công cụ phải đáp ứng hai điều kiện chính: chúng phải tương quan với biến giải thích nội sinh nhưng không tương quan với thuật ngữ lỗi. Nếu đáp ứng được các điều kiện này, các biến công cụ có thể hỗ trợ cho việc ước tính và giải quyết những thách thức mà phương pháp OLS gặp phải về mặt tính nội sinh.
Hiệu quả của một biến công cụ phụ thuộc vào mối tương quan của nó với biến nội sinh và tính độc lập của nó với điều khoản lỗi.
Để hiểu được vai trò của các biến công cụ cũng cần phải có biểu diễn đồ họa. Bằng cách sử dụng sơ đồ nhân quả, các nhà nghiên cứu có thể nhanh chóng xác định liệu một biến có đủ điều kiện là biến công cụ hay không. Ví dụ, nếu các nhà nghiên cứu muốn ước tính tác động của chương trình gia sư tại trường đại học đối với thành tích học tập, họ có thể gặp phải các vấn đề gây nhiễu do nhiều yếu tố gây ra. Đây là trường hợp khi việc phân bổ ký túc xá ngẫu nhiên khiến cho sự gần gũi với chương trình học thêm trở thành biến số công cụ hợp lý.
Cuối cùng, phương pháp biến công cụ cung cấp một cách hiệu quả và có giá trị để khám phá thế giới suy luận nhân quả. Nó giúp các nhà nghiên cứu khắc phục những hạn chế của các thí nghiệm ngẫu nhiên và cung cấp những ý tưởng mới để phân tích nhiều vấn đề nhân quả. Trong quá trình này, chúng ta không khỏi đặt câu hỏi: Trước những vấn đề xã hội ngày càng phức tạp, liệu các biến công cụ có thực sự giải quyết được mọi vấn đề suy luận nhân quả mà chúng ta đang gặp phải hay không?
