15.13
相関とは、2つ以上の変数(アイスクリームの消費や犯罪など)の間に関係があることを意味しますが、この関係は必ずしも原因と結果を意味するわけではありません。2つの変数が相関している場合、それは単に1つの変数が変化すると、もう1つの変数も変化することを意味します。相関係数と呼ばれる統計を計算することで、相…
時には、研究者は、関心のある行動に介入して操作するのではなく、現象とより受動的に相互作用することを選択する場合があります。
例えば、科学者が植物ベースの食事と睡眠との間に関連性があるかどうかを知りたいとします。この場合、彼女は参加者にその日にどれだけの野菜を消費したか、そして後で何時間眠ったかを報告するように依頼することで、2つの変数を定量的に測定します。
この設計は相関研究として知られており、2 つの変数間に関係が存在するかどうかを調べます。
両方の一連の測定値を収集した後、研究者は各ユニット(この場合は各人)のデータをグラフ(散布図)で視覚化し、変数(毎日の野菜消費量と睡眠量)をいずれかの軸に配置することができます。
統計的には、相関係数 (一般に r) と呼ばれる相関係数 (-1 から 1 までの数値で、関連性の方向、符号、およびその全体的な強度 (ポイントがどれだけ密集しているか) を示す) を計算することによって決定されます。
ここでは、相関関係が正になる可能性があり、これは 2 つの変数が同じ方向に移動することを意味します。つまり、野菜をほとんど摂取しなかった人は睡眠時間が少なかったのに対し、多く食べた人は睡眠時間が長かったのです。
さらに、相関関係が強く、値が 1 に近い場合、データ ポイントが線形にクラスター化され、個々の例外がほとんどないことを示します。
アソシエーションにより多くの例外がある場合、データポイントが広がるにつれて線形パターンが消える可能性があります。絶対値はゼロに近くなり、相関関係は弱いか存在しないと見なされます。
ここで、2つの変数が互いに反対方向に動いた場合、相関は負と見なされます。つまり、野菜を多く消費すればするほど、睡眠時間は少なくなり、その逆も同様です。スキャッターがかなり直線的であることを考えると、強度は比較的強いです。
重要なのは、相関関係は因果関係を意味しないということです。研究者は、ある変数の変化が別の変数の変化をどのように引き起こすかを判断するために、観測結果を追跡調査する必要があります。
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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.