4.4.3 механизми

Експерименти измерват какво се е случило. Механизми обясняват защо и как се е случило.

Третата ключова идея за преминаване отвъд обикновените експерименти е механизмите . Механизмите ни разкриват защо или как едно лечение причинява ефект. Процесът на търсене на механизми се нарича понякога и търсене на интервениращи променливи или посреднически променливи . Въпреки че експериментите са добри за оценка на причинните ефекти, те често не са предназначени да разкриват механизми. Цифровите експерименти могат да ни помогнат да идентифицираме механизмите по два начина: (1) те ни позволяват да събираме повече данни от процеса и (2) те ни позволяват да тестваме много свързани лечения.

Тъй като механизмите са трудни да се дефинират официално (Hedström and Ylikoski 2010) , ще започна с един прост пример: вар и скорбут (Gerber and Green 2012) . През осемнадесети век лекарите имаха доста добро усещане, че когато моряците са изяли лайм, те не са получили скорбут. Скърви е ужасно заболяване, така че това беше мощна информация. Но тези лекари не знаеха защо липовете предотвратяват скорбута. Едва през 1932 г., почти 200 години по-късно, учените могат надеждно да покажат, че витамин С е причината, поради която вар предотвратяваше скорбута (Carpenter 1988, 191) . В този случай витамин С е механизмът, чрез който лимецът предотвратява скорбута (фигура 4.10). Разбира се, идентифицирането на механизма също е много важно научно - много наука е за разбиране защо нещата се случват. Идентификационните механизми също са много важни на практика. Щом разберем защо действа лечението, можем да развием нови лечения, които работят още по-добре.

Фигура 4.10: Лимите предотвратяват скорбута и механизмът е витамин С.

За съжаление изолационните механизми са много трудни. За разлика от вар и скорбут, в много социални условия, леченията вероятно действат чрез много взаимосвързани пътеки. Въпреки това, в случая на социалните норми и използването на енергия, изследователите се опитаха да изолират механизмите чрез събиране на данни за процесите и тестове, свързани с лечението.

Един от начините за тестване на възможните механизми е събирането на данни от процеса относно начина, по който лечението е повлияло на възможните механизми. Например, припомнете си, че Allcott (2011) показа, че Home Energy Reports са причина хората да намалят потреблението на електроенергия. Но как тези доклади понижават потреблението на електроенергия? Какви са механизмите? В последващо проучване Allcott and Rogers (2014) си партнират с енергийна компания, която чрез програма за отстъпки е получила информация за това, кои потребители са надстроили уредите си на по-енергийно ефективни модели. Allcott and Rogers (2014) установиха, че малко повече хора, които получават Докладите за домашна енергия, са подобрили своите уреди. Но тази разлика беше толкова малка, че тя може да представлява само 2% от намаляването на потреблението на енергия в третираните домакинства. С други думи, подобренията на уредите не бяха доминиращият механизъм, чрез който Докладът за енергийната ефективност на домакинствата намали консумацията на електроенергия.

Вторият начин за изследване на механизмите е да се проведат експерименти с леко различни варианти на лечението. Например, в експеримента на Schultz et al. (2007) и всички следващи експерименти в Дома за енергийна ефективност, участниците получиха лечение, което имаше две основни части (1) съвети за енергоспестяване и (2) информация за тяхното енергийно потребление спрямо техните връстници (фигура 4.6). По този начин е възможно съветите за пестене на енергия да са причина за промяната, а не за партньорска информация. За да оцени възможността само тези съвети да са достатъчни, Ferraro, Miranda, and Price (2011) си партнираха с водна компания близо до Атланта, Джорджия и проведоха свързан експеримент за опазване на водите, включващ около 100 000 домакинства. Имаше четири условия:

• група, която получи съвети за спестяване на вода
• група, която получи съвети за спестяване на вода плюс морална привлекателност за пестене на вода
• група, която получи съвети за спестяване на вода плюс морална привлекателност за спестяване на вода плюс информация за тяхното използване на водата спрямо техните връстници
• контролна група

Изследователите установяват, че лечението само за съвети не е имало ефект върху използването на вода за кратко (една година), средно (две години) и дълго (три години) срок. Съветите и обжалваното лечение причиниха на участниците да намалят употребата на вода, но само в краткосрочен план. И накрая, съветите плюс обжалването плюс информацията от партньорската информация причиниха намалена употреба в краткосрочен, средносрочен и дългосрочен план (фигура 4.11). Тези видове експерименти с необвързано лечение са добър начин да разберете коя част от лечението - или кои части заедно - са тези, които причиняват ефекта (Gerber and Green 2012, sec. 10.6) . Например експериментът на Фераро и колегите ни ни показва, че съветите за пестене на вода сами по себе си не са достатъчни, за да намалят употребата на вода.

Фигура 4.11: Резултати от Ferraro, Miranda, and Price (2011) . Обработките бяха изпратени на 21 май 2007 г., а ефектите бяха измерени през лятото на 2007 г., 2008 г. и 2009 г. Чрез отделянето на лечението изследователите се надяваха да развият по-добро усещане за механизмите. Процедурата, използвана само за съвети, по същество не е имала ефект в краткосрочната (една година), средната (две години) и дългосрочната (тригодишна) продължителност. Съветите и обжалваното лечение причиниха на участниците да намалят употребата на вода, но само в краткосрочен план. Консултацията плюс обжалването плюс равностойна информационна обработка накара участниците да намалят употребата на вода в краткосрочен, средносрочен и дългосрочен план. Вертикалните ленти представляват интервали на доверие. Вижте Bernedo, Ferraro, and Price (2014) за действителни учебни материали. Адаптирано от Ferraro, Miranda, and Price (2011) , таблица 1.

В идеалния случай човек може да се движи отвъд наслояването на компонентите (съвети, съвети, плюс обжалване, съвети, плюс обратна връзка, информация за връстниците) до пълен факториален дизайн, наричан понякога фактологичен дизайн \(2^k\) се тестват три елемента (таблица 4.1). Чрез тестване на всяка възможна комбинация от компоненти, изследователите могат напълно да оценят ефекта на всеки компонент в изолация и в комбинация. Например експериментът на Фераро и колегите не разкрива дали сравнението между партньорите сами по себе си би било достатъчно, за да доведе до дългосрочни промени в поведението. В миналото тези пълни факториални проекти са трудни за изпълнение, защото те изискват голям брой участници и изискват изследователите да бъдат в състояние да контролират прецизно и да доставят голям брой лечения. Но в някои ситуации цифровата ера премахва тези логистични ограничения.

В обобщение, механизмите - пътищата, през които лечението има ефект - са невероятно важни. Експериментите в областта на дигиталната възраст могат да помогнат на учените да научат за механизмите чрез (1) събиране на данни от процеса и (2) осигуряване на възможност за цялостен факториален дизайн. Механизмите, предложени от тези подходи, могат да бъдат тествани директно чрез експерименти, специално проектирани за тестови механизми (Ludwig, Kling, and Mullainathan 2011; Imai, Tingley, and Yamamoto 2013; Pirlott and MacKinnon 2016) .

Като цяло, тези три концепции - валидност, хетерогенност на ефектите от лечението и механизми - осигуряват мощен набор от идеи за проектиране и интерпретиране на експерименти. Тези концепции помагат на изследователите да премине отвъд обикновените експерименти за това, което "работи" до по-богати експерименти, които имат по-тесни връзки с теорията, които разкриват къде и защо работят, а това може дори да помогне на изследователите да разработят по-ефективни лечения. Като се има предвид този концептуален фон за експериментите, сега ще се обърна към това как всъщност можете да направите експериментите си да се случват.