15.13
מתאם פירושו שיש קשר בין שני משתנים או יותר (כגון צריכת גלידה ופשיעה), אך קשר זה אינו מרמז בהכרח על סיבה ותוצאה. כאשר שני משתנים מתואמים, זה פשוט אומר…
לעיתים, חוקרים עשויים לבחור לקיים אינטראקציה פסיבית יותר עם תופעה, במקום להתערב ולתפעל את התנהגויות העניין.
לדוגמה, אולי מדען רוצה לדעת אם יש קשר בין אכילת תזונה צמחית לבין שינה. במקרה זה, היא מודדת כמותית שני משתנים בכך שהיא מבקשת מהמשתתפים לדווח כמה ירקות הם צרכו באותו יום, ולאחר מכן, כמה שעות הם ישנו.
עיצוב זה ידוע כמחקר מתאמי – הבוחן האם קיימים קשרים בין שני משתנים.
לאחר איסוף שתי סדרות המדידות, החוקר יכול לדמיין את הנתונים עבור כל יחידה, במקרה זה כל אדם, על גרף – תרשים פיזור – כאשר המשתנים – צריכת ירקות יומית וכמות שינה – ממוקמים על כל אחד מהצירים.
סטטיסטית, מתאמים נקבעים על ידי חישוב מקדם המתאם, המסומן בדרך כלל כ-r – מספר בין -1 ל-1 המציין את הכיוון, הסימן, של הקשר ואת עוצמתו הכוללת, עד כמה הנקודות צמודות זו לזו.
כאן, המתאם יכול להיות חיובי, כלומר שני המשתנים נעים באותו כיוון. כלומר, אנשים שצרכו מעט מאוד ירקות ישנו פחות, בעוד שאחרים שאכלו יותר, ישנו יותר.
בנוסף, המתאם יכול להיות חזק, עם ערך קרוב ל-1, מה שמצביע על כך שנקודות הנתונים מתקבצות באופן ליניארי, עם מעט מאוד יוצאים מן הכלל בין אנשים.
כאשר לשיוך יש יותר חריגים, התבנית הליניארית יכולה להיעלם כאשר נקודות הנתונים מפוזרות: הערך המוחלט מתקרב לאפס, והמתאם נחשב חלש עד לא קיים.
כעת, אם שני המשתנים נעים בכיוון ההפוך זה לזה, המתאם ייחשב שלילי. כלומר, ככל שאנשים צרכו יותר ירקות, כך הם ישנו פחות ולהיפך. החוזק חזק יחסית, בהתחשב בפיזור ליניארי למדי.
חשוב לציין, מתאם אין פירושו סיבתיות! החוקרים יצטרכו לעקוב אחר תצפיות כדי לקבוע כיצד שינויים במשתנה אחד גורמים לשינויים במשתנה אחר.
View the full transcript and gain access to JoVE Core videos
Q1: What is a correlation coefficient and what does the r value tell us?
A correlation coefficient, denoted as r, is a number between -1 and 1 that indicates both the direction and strength of the relationship between two variables. The sign shows direction: positive means variables move together, negative means they move oppositely. The absolute value's closeness to 1 indicates strength; values near 1 show tight linear relationships, while values near zero indicate weak or nonexistent associations.
Q2: How do positive and negative correlations differ in practice?
In a positive correlation, variables move in the same direction—as one increases, the other increases too. For example, vegetable consumption and sleep hours may correlate positively. In a negative correlation, variables move oppositely; as one increases, the other decreases. The strength of either type is determined by how closely data points cluster linearly around a trend line.
Q3: Why is correlation not the same as causation?
Correlation describes a relationship between variables but does not prove that one causes the other. A third variable may actually drive both observed changes. For instance, wealth correlates with intelligence, but education—a third variable—may be the true cause. Researchers must conduct follow-up studies to establish cause and effect relationships between variables.
Q4: What does it mean when a correlation coefficient is close to zero?
When a correlation coefficient approaches zero, the relationship between two variables is weak or nonexistent. Data points scatter widely rather than clustering along a linear pattern, making it difficult to predict changes in one variable based on the other. For example, hours of sleep and shoe size would likely show a correlation near zero.
Q5: How can researchers use correlations to make predictions?
Correlations have predictive value when they are strong. For example, university admissions committees can correlate current students' college GPA with standardized test scores to predict success of applicants. The stronger the correlation observed in existing data, the more reliably researchers can forecast outcomes for new cases, though prediction accuracy decreases as correlation strength weakens.
Q6: What is a scatterplot and how does it help visualize correlations?
A scatterplot is a graph that displays data points for each unit studied, with two variables placed on separate axes. It allows researchers to visually inspect the relationship between variables. When points cluster tightly along a line, correlation is strong; when scattered widely, correlation is weak. The scatterplot's pattern reveals both direction and strength at a glance.
Q7: How does correlational research differ from experimental research methods?
Correlational research passively measures existing relationships between variables without manipulation, such as surveying vegetable consumption and sleep hours. Experimental research actively intervenes by manipulating variables to test cause and effect. Correlational designs are less invasive and useful for discovering associations, but cannot establish causation like experimental designs can.