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计量经济学模型支持:回归、因果关系和解释

收益:

  • 能够准确读取回归输出(系数、标准误差、p 值、R 方)并批判性评估人工智能的解释
  • 能够识别关联-因果区分、内生性、遗漏变量、虚假回归等陷阱,遏制人工智能过多的因果语言
  • 能够使用人工智能进行模型设置、代码和诊断测试起草,将模型选择和解释的责任留给人类

计量经济学是用数据检验经济理论的学科,回归是其基本工具。 “随着收入的增加,消费会增加多少?”、“利息和投资有什么关系?”诸如此类的问题可以通过回归来量化。人工智能在这一领域既非常有用,又非常危险:它可以在几秒钟内编写模型代码和诊断测试,但在解释输出时往往过于因果和过于精确。能流利地说出“X增加Y”这句话;而大多数回归仅衡量一种关系。本单元的要点是:使用人工智能进行模型设置、代码和诊断测试;但将模型选择、因果关系判断和解释的责任留给人。

读取回归输出

简单回归的输出会寻找四件事:

  • 系数。当解释变量增加一个单位时因变量变化量的估计。符号(正/负)和大小必须具有经济意义。
  • 标准误差。系数估计的不确定性;如果它更小,则估计更准确。
  • p 值。在假设“实际上为零”的情况下,系数出现如此大的概率。小 p (< 0.05) 被认为具有“统计显着性”,但这并不意味着经济显着性或因果关系。
  • R 平方。模型解释了因变量的多少变化。高 R 方并不意味着“正确的模型”;虚假回归也可能很高。
提示:不要将统计显着性与经济显着性混淆。即使是非常小的、几乎不显着的影响,在大样本中也可能变得“显着”(小 p)。首先,“这个系数的大小在经济上重要吗?” ',然后寻找重要性。

相关性不是因果关系:经典陷阱

这是计量经济学的核心警告。回归发现的关系往往不是因果关系。主要陷阱:

  • 省略变量。同时影响 X 和 Y 但不在模型中的第三个因素会在 X 和 Y 之间创建虚假关系。(例如:如果在教育与收入之间的关系中省略“能力”,则该系数将产生误导。)
  • 反向因果关系(内生性)。虽然人们认为 X 影响 Y,但也许 Y 影响 X 或者两者是相互的。 (警察人数和犯罪率:警察人数增加是因为犯罪率增加吗?)
  • 伪回归。两个非平稳(趋势)序列可以产生高 R 平方和显着系数,即使它们之间没有真正的关系。只是因为他们都随着时间的推移而成长。
  • 选择偏差。如果样本不是随机的,则测量到的关系是有偏差的。

因果关系的主张只能通过适当的设计(诸如对照实验、自然实验、工具变量、双重差分等方法)和明确的假设来建立。人工智能常常会忽略这种微妙之处。

注意:如果人工智能说“这个变量增加/减少那个”,请立即刹车。问题:是否有遗漏变量?反向因果关系可能吗?该系列是静止的吗?在提出这三个问题之前,报告中不会出现任何因果语句。

诊断测试

为了使回归可靠,需要测试其假设:残差模式(误差项)(自相关)、异方差(heteroskedasticity)、多重共线性(解释变量彼此非常相似)、正态分布。人工智能为这些测试编写代码;但经济学家的工作是解释结果并相应地调整模型。

三个迷你箱子

案例 1 — 虚假回归。研究人员对两个趋势系列进行了回归(一个是名义支出,一个是名义支出,另一个是数量); R平方为0.98,系数非常显着。他说,人工智能“是一种牢固的关系”。研究人员测试了平稳性:两个系列都是非平稳的。一旦他们分开,这种关系基本上就消失了。高 R 方只是因为它们都随着时间的推移而增长。虚假回归被捕获。

情况 2 — 省略变量。一项分析发现,“广告支出会增加销量”。经济学家问:模型有季节性效应吗?没有。节前广告和销售额均有所增长;这种关系的一部分是季节性。加入季节虚拟变量后,广告系数变小。因果关系的主张已被软化。

案例 3——重要但不重要。在大型微观数据集中,系数为 p<0.001;他说,人工智能“产生了强烈的影响”。但系数的大小实际上可以忽略不计(收入的巨大变化使结果增加了千分之一)。这位经济学家正确地将其描述为“统计上显着,但经济上微不足道”。意义并不能替代重要性。

评论审核表

人工智能说

经济学家问

“X 增加 Y”

省略变量?因果关系颠倒?

“R 方高,模型好”

该系列是静止的吗?假回归?

“p<0.05,显着”

规模在经济上重要吗?

“系数0.3”

它的符号和单位与理论相符吗?

“关系很牢固”

样本选择是否有偏差?

四个可复制模板

1)型号安装示意图:

我将研究以下经济问题:[问题]。因变量:[Y]。候选描述符:[X's]。建议我一个合适的初始回归设置(statsmodels 代码)。解释需要哪些控制变量以及原因。不要主张因果关系;使用关系语言。

2) 诊断测试:

用代码编写我设置的回归的诊断测试:自相关、异方差、多重共线性、残差离散性和平稳性(如果是时间序列)。简要写下如何解释每个测试结果以及出现问题时该怎么办。

3)因果关系控制:

解释此回归结果,但首先检查这三个陷阱:(1)是否存在遗漏变量以及哪一个,(2)可能存在反向因果关系,(3)序列是否平稳/是否存在虚假回归的风险?明确说明结果是否应解释为因果关系或仅仅是相关的。

4)重要性-重要性区分:

解释以下系数:值 [x]、标准误差 [y]、p 值 [z]。分别评估统计显着性和经济显着性:该系数的大小是否具有实际显着影响?在示例场景中具体说明影响的大小。

弱提示/强提示

弱提示:

对这些变量进行回归并解释结果。

人工智能用因果语言解释它,而不执行诊断测试或检查平稳性;遗漏了虚假回归或遗漏变量。

强力提示:

因变量是消费,即解释性收入;每月趋势系列。首先测试平稳性;如有必要,获取差异。设置回归,运行诊断测试(自相关、异方差)。在解释结果时明确讨论遗漏变量和反向因果关系的风险;使用关系语言而不是因果语言。分别评估意义和经济意义,并给出每一步的代码。

常见错误

  • 将相关性误认为因果关系。最常见也是最昂贵的错误。
  • 错误地将高 R 平方视为质量。虚假回归也很高。
  • 绕过停滞检查。热门系列会产生虚假关系。
  • 将意义与重要性混淆。小p并不意味着大效应。
  • 跳过诊断测试。所违反的假设推翻了整个推论。
  • 按原样接受人工智能的因果语言。判断力属于人。

综上所述

回归是一个强大但容易陷入陷阱的工具。正确读取系数、标准误差、p 值和 R 平方;区分相关性和因果关系;检查遗漏变量、反向因果关系和虚假回归陷阱;有必要区分重要性和经济重要性。人工智能在代码和诊断生成方面正在加速,但它讲得太因果了;模型的选择和因果关系的判断取决于经济学家。

应用任务

使用您拥有的数据(例如消费收入)建立一个简单的回归。使用第一个模板生成设置,并使用第二个模板生成诊断测试。然后使用模板 3 检查因果关系,命名至少一个可能的省略变量和一种反向因果关系场景。将人工智能最初解释的因果句翻译成关系语言并记下变化。

清单

  • [ ] 我正确读取了系数、标准误差、p 值和 R 平方。
  • [ ] 我检查了序列的平稳性并消除了虚假回归的风险。
  • [ ] 我命名了省略的变量和反向因果关系的可能性。
  • [ ] 我进行了诊断测试并评估了违规行为。
  • [ ] 我分别评估了统计显着性和经济显着性。
  • [ ]我把人工智能的因果语言画成了关系语言。
  • [ ] 我坚持认为模型的选择和因果关系的判断是我的。