シンプソンのパラドックス
トランプの例では、汚れの有無 (C) は絵札か否か (A) とカードの色 (B) の共通の結果、すなわち合流点である。
A → C ← B {\displaystyle A\rightarrow C\leftarrow B}
治療の例では、性別 (C) は治療の有無 (A) と生死 (B) の共通の原因、すなわち交絡因子である。
A ← C → B {\displaystyle A\leftarrow C\rightarrow B}
トランプの例では、合流点による選択バイアスを避けるためにカード全体を見渡すべきだし、治療の例では、交絡を避けるために性別で層別化して考えるべきだ。ただし、CがAと関係せずにBの原因となるとき、例えば無作為割付がなされた場合には、層別化する必要はない。因果関係の方向性に基づいて解析手法を検討するが、因果関係の方向についてはそのテーマに関する因果構造の知識が必要である。 トランプのカードが汚れたから(C)といって絵札になったり(A)赤のカードになったり(B)することはないし、治療したから(A)とか生存したから(B)といって男性になる(C)ようなことはない。
そして、次のように結論づけている。
同じデータであっても異なる因果構造に起因するものであれば異なる解析が必要である。
実りのある因果推論を行うためには、統計学だけではなく、主題に関する因果関係の知識が必要だ。
A君とB君が1回目と2回目で合わせて110問を解くというテストを受けた。1回目のテストでは、A君は100問を解き60問正解で、B君は10問中9問が正解であった。2回目のテストでは、A君は10問中1問、B君は100問中30問が正解だった。A君とB君のどちらが優れているだろうか?
正解率と優劣の一覧表(優劣を不等号 <、> で表示)
上記の表から次のことが言える。
1回目のテストでは、B君の方が正解率が高かった。
2回目のテストでも、B君の方が正解率が高かった。
ところが2つのテストを合わせた合計(総得点)でみると、A君の方が正解率が高いという結果になった。
1回目でA君 < B君であり、2回目でもA君 < B君であれば、1回目と2回目を合わせてもA君 < B君に違いない、と思いこみがちである。しかし、実際にはA君 > B君となってしまう。この点で、この例は「シンプソンのパラドックス」の一例である。
もちろんこれはA君とB君が「まったく同じ内容の110問テストを受けていた」という仮定においてのみ有効である。例えば110人の顧客対応に対するリピート率や顧客満足アンケートへの回答の集計など現実的な統計処理においては、A君の顧客110名とB君の顧客110名とは同一の顧客ではないのが普通であるから、上記のような単純な評価は難しくなる。
総得点に基づくとA君の方が上だと考えられる。しかし、次の例のようにB君の方が上であるかのように話を持って行くことは可能である。
上の話では、A君とB君の状況を先ほどのテストの話から何も改変していない。これらの問題は近年の文献でシンプソンのパラドックスとして議論された問題である。