因果推論 — Hill 九準則,關聯不等於因果
這章讀完,你會:看到統計關聯時先排除機遇、偏差、干擾與反向因果,再用 Bradford Hill 九準則判斷因果強度。 末章的任務不是背口號,而是知道哪個準則是必要、哪個只是加分。
先想 30 秒再往下讀
研究發現喝咖啡的人胰臟癌較多。你可以直接說咖啡造成胰臟癌嗎?先列出至少兩個替代解釋:會不會是抽菸?會不會是反向因果?會不會只是偏差或機遇?
association 只是有關,causation 才是造成
關聯(association)表示兩個變項在統計上一起變動;因果(causation)表示暴露真的造成結果。兩者中間隔著很多替代解釋:機遇(chance)、偏差(bias)、干擾(confounding)與反向因果(reverse causation)。
橫斷面研究同時量暴露和疾病,時序常不明,所以通常不能直接推因果。
先把「有相關」當成線索,不要當成判決。它只是在說值得查,還沒證明誰先誰後、誰造成誰。
Hill 九準則是因果強度檢查表
Bradford Hill 九準則包括:時序性(temporality)、強度(strength)、劑量反應(dose-response)、一致性(consistency)、特異性(specificity)、生物合理性(plausibility)、同調性(coherence)、實驗證據(experiment)、類比(analogy)。
把 Hill 準則想成審稿人的九個追問:暴露真的先發生嗎?劑量越高越明顯嗎?不同研究都看得到嗎?生物學說得通嗎?每多回答一題,因果論證就更站得住。
temporality 是唯一必要條件
時序性(temporality)是 Hill 準則中唯一必要條件:因一定要先於果。其他準則可以增加因果說服力,但缺一兩項不必然推翻因果;沒有 temporality,因果方向就站不起來。
110-2 醫二 Q38 考過 dose-response 屬 Hill 準則。劑量反應是強線索,但它仍不是唯一必要條件。
考題若問「哪個一定要有」,先找時序性;若問「劑量越高效果越強是哪個準則」,就選 dose-response。這兩種問法不要混。
流病史 · Bradford Hill 1965
Bradford Hill 在 1965 年提出九個判斷因果的觀點,延續抽菸與肺癌爭論中的實證思考,也常與更偏感染病原判定的 Koch 假說並列。跟你考試的關係是:Hill 準則不是公式,是把「相關」升級成「可能因果」的檢查表。
association vs causation — 一眼分辨
| 看這個 | association 關聯 | causation 因果 | temporality 時序性 |
|---|---|---|---|
| 問的方向 | 兩者是否一起變動 | 暴露是否造成結果 | 原因是否先於結果 |
| 需要排除 | 先不用全部排除也可描述 | 機遇、偏差、干擾、反向因果 | 若不成立,因果不成立 |
| 常見資料 | 橫斷面、相關、迴歸都可看到 | 需要更強設計與多重證據 | cohort/RCT 較容易建立 |
| Hill 角色 | 只是起點 | 用九準則累積說服力 | 唯一必要條件 |
| 題幹訊號 | 「正相關」「相關係數」 | 「造成」「因果判斷」 | 「因一定先於果」 |
破題關鍵字
看到「劑量越高效果越強」→ 想 dose-response;看到「因一定先於果」→ 想 temporality;看到「橫斷面資料能否談因果」→ 想 通常不能,因時序不明;看到「各國平均值推個人因果」→ 想 生態謬誤。
用 Hill 準則檢查一段研究敘述
逐條勾選研究是否支持時序性、強度、劑量反應與一致性。注意:勾越多只代表因果論證越強,不等於數學上證明。
你剛剛看到了什麼
同一段研究敘述,可能有強關聯卻缺時序,也可能有劑量反應但仍受干擾影響。Hill 準則逼你把證據拆開看,而不是一句「p 值顯著」就宣判因果。
案例檔案 · 咖啡與胰臟癌
MacMahon 1981 的研究讓咖啡與胰臟癌關聯登上焦點,但後續批評指出抽菸等干擾因素沒有被充分處理,假關聯後來被推翻。一句教訓:一個醒目的關聯若沒排除 confounding,就還不能叫因果。
大家都搞錯
第一個坑:看到 p 值顯著或高相關就說因果。第二個坑:把 Hill 準則當成九個都必須滿足的清單;其實 temporality 是唯一必要條件,其他準則是增加說服力。第三個坑:把團體層次相關推到個人,就是生態謬誤。
國考考過長這樣
因果推論題:dose-response 屬 Hill 準則。
逐句解碼:關鍵字是劑量反應,也就是暴露越高、效果越強。這不是 temporality,也不是 consistency;它是 Hill 九準則中的 dose-response。
何者不適宜作因果判斷基準?「從不同研究得到不同結果」不適宜,因為一致性反了。
逐句解碼:Hill 的 consistency 是不同研究得到相似結果,增加因果說服力;若不同研究結果彼此不一致,不能拿來當正向因果判斷基準。
各國乳癌率與高血脂率正相關,就判定個人高血脂導致乳癌,犯生態謬誤。
逐句解碼:關鍵字是各國,資料層次是群體,不是個人。團體層次相關不能直接推出個人因果,這是 EXAM-BANK 陷阱清單中的生態謬誤。
你來當審稿人
某橫斷面研究發現睡眠少的人焦慮分數較高,p < 0.01。作者寫:「睡眠不足造成焦慮,已符合因果推論。」
我挑好毛病了,看解答
坑一:橫斷面時序不明,可能是焦慮導致睡不好,也就是反向因果。坑二:p 值顯著只代表統計關聯,不會自動排除偏差與干擾。正確說法應是兩者有關聯,因果需更強證據。
還記得嗎 · CH 21
CH21 說 confounding 會讓關聯扭曲;CH22 則把它放進因果推論流程:沒排除干擾前,不要急著說造成。10 秒小題:咖啡與胰臟癌關聯若其實由抽菸造成,抽菸扮演什麼角色?
看答案
抽菸是可能的 confounder:它與咖啡飲用可能相關,也與胰臟癌風險相關,會扭曲咖啡與胰臟癌的關聯。