4.4.3 Mechanismy

Pokusy měření toho, co se stalo. Mechanismy vysvětlit, proč a jak se to stalo.

Třetím klíčovým nápadem pro přechod od jednoduchých experimentů jsou mechanismy . Mechanismy nám říkají, proč nebo jak léčba způsobila účinek. Proces vyhledávání mechanizmů je někdy nazýván vyhledáváním intervenčních proměnných nebo zprostředkováním proměnných . I když experimenty jsou dobré pro odhad příčinných jevů, často nejsou navrženy k odhalení mechanismů. Digitální experimenty nám pomáhají identifikovat mechanismy dvěma způsoby: (1) umožňují shromažďovat další procesní data a (2) umožňují testovat mnoho souvisejících postupů.

Vzhledem k tomu, že mechanismy jsou obtížné formálně definovat (Hedström and Ylikoski 2010) , začnu s jednoduchým příkladem: limety a kurděje (Gerber and Green 2012) . V osmnáctém století lékaři měli docela dobrý pocit, že když námořníci jedli limety, nedostali si kurva. Scurvy je strašné onemocnění, takže to byly silné informace. Ale tito doktoři nevěděli, proč limety zabraňovaly skorumpování. Až do roku 1932, téměř o 200 let později, vědci mohli spolehlivě ukázat, že vitamín C je důvodem, proč vápno zabraňovalo skorumpování (Carpenter 1988, 191) . V tomto případě je vitaminem C mechanismus, díky němuž limety zabraňují skorumpování (obrázek 4.10). Samozřejmě, identifikace mechanismu je také velmi důležitá vědecky - spousta vědy je o pochopení, proč se věci dějí. Identifikace mechanismů je také velmi důležitá prakticky. Jakmile pochopíme, proč léčba funguje, můžeme potenciálně vyvinout nové léčebné postupy, které ještě lépe fungují.

Obrázek 4.10: Limety zabraňují skorumpování a mechanismem je vitamin C.

Bohužel izolační mechanismy jsou velmi obtížné. Na rozdíl od vápna a kurděje, v mnoha společenských prostředích, léčba pravděpodobně působí mnoha vzájemně propojenými cestami. V případě sociálních norem a využití energie se však výzkumní pracovníci pokoušejí izolovat mechanismy shromažďováním procesních dat a testováním souvisejících ošetření.

Jedním ze způsobů, jak otestovat možné mechanismy, je sběr procesních údajů o tom, jak léčba ovlivnila možné mechanismy. Připomeňme si například, že společnost Allcott (2011) ukázala, že zprávy o domácí energii způsobily, že lidé snížili spotřebu elektrické energie. Jak však tyto zprávy snižovaly spotřebu elektrické energie? Jaké byly mechanismy? V následné studii Allcott and Rogers (2014) spolupracovali s energetickou společností, která prostřednictvím programu rabat získala informace o tom, kteří spotřebitelé upgradovali své spotřebiče na energeticky úspornější modely. Allcott and Rogers (2014) zjistili, že o něco více lidí, kteří dostávají Home Energy Reports, upgradovali své spotřebiče. Tento rozdíl byl však tak malý, že by to mohlo představovat pouze 2% snížení spotřeby energie v ošetřených domácnostech. Jinými slovy, upgrady spotřebičů nebyly dominantním mechanismem, kterým Zpráva o domácí energii snížila spotřebu elektrické energie.

Druhý způsob, jak studovat mechanismy, je spustit experimenty s mírně odlišnými verzemi léčby. Například v experimentu Schultz et al. (2007) a všechny následné experimenty o energetické zprávě o domově byly účastníkům poskytnuty ošetření, které mělo dvě hlavní části (1) tipy o úsporách energie a (2) informace o jejich spotřebě energie ve srovnání s jejich vrstevníky (obrázek 4.6). Takže je možné, že tipy na úsporu energie způsobily změnu, nikoliv informace pro peer. Aby se zjistilo, že by samy tipy mohly být dostačující, Ferraro, Miranda, and Price (2011) spolupracovali s vodárenskou společností poblíž Atlanty v Gruzii a provozovali související experimenty na ochranu vody zahrnující přibližně 100 000 domácností. Byly to čtyři podmínky:

• skupina, která obdržela tipy na úspory vody
• skupina, která obdržela tipy na záchranu vody a morální přání zachránit vodu
• skupina, která obdržela tipy na záchranu vody a morální přání zachránit vodu a informace o jejich spotřebě vody ve srovnání s jejich vrstevníky
• kontrolní skupinu

Výzkumníci zjistili, že léčba pouze u tipů nemá žádný vliv na spotřebu vody v krátkém (jeden rok), střední (dva roky) a dlouhém (tříletém) období. Tipy a odvolání způsobily, že účastníci snížili spotřebu vody, ale pouze v krátkodobém horizontu. Konečně, doporučení tipů plus odvolání a vzájemné výměny informací způsobily snížené využití v krátkodobém, střednědobém a dlouhodobém horizontu (obrázek 4.11). Tyto druhy experimentů s neúplným ošetřením jsou dobrým způsobem, jak zjistit, která část léčby - nebo které části dohromady - jsou ty, které způsobují účinek (Gerber and Green 2012, sec. 10.6) . Experiment Ferrara a kolegů nám například ukázal, že samotné tipy na úsporu vody nestačí ke snížení spotřeby vody.

Obrázek 4.11: Výsledky Ferraro, Miranda, and Price (2011) . Léčby byly zaslány 21. května 2007 a účinky byly měřeny v létech 2007, 2008 a 2009. Oddělením léčby vědci doufali, že budou mít lepší smysl pro mechanismy. Léčba pouze u tipů měla v podstatě žádný účinek v období krátké (jeden rok), střední (dva roky) a dlouhé (tři roky). Tipy a odvolání způsobily účastníkům snížení spotřeby vody, ale jen krátkodobě. Poradenství plus doporučení a peer-to-information ošetření způsobilo účastníkům snížit spotřebu vody v krátkodobém, střednědobém a dlouhodobém horizontu. Vertikální sloupce jsou odhadované intervaly spolehlivosti. Viz Bernedo, Ferraro, and Price (2014) pro aktuální studijní materiály. Přizpůsoben od Ferraro, Miranda, and Price (2011) , tabulka 1.

V ideálním případě by se člověk přesunul přes vrstvení komponent (tipů, tipů a odvolání, tipů a odvolání plus informací peerů) k úplnému faktoriálnímu návrhu - někdy nazývanému faktoriální konstrukci \(2^k\) - kde každá možná kombinace jsou testovány tři prvky (tabulka 4.1). Testováním všech možných kombinací součástí mohou výzkumníci plně vyhodnotit účinek jednotlivých složek v izolaci a v kombinaci. Experiment Ferrara a kolegů například neumožňuje zjistit, zda srovnání srovnatelné sami by bylo dostatečné, aby vedlo k dlouhodobým změnám chování. V minulosti byly tyto plnohodnotné konstrukce obtížné provozovat, protože vyžadují velké množství účastníků a vyžadují, aby vědci byli schopni přesně řídit a dodat velké množství léčby. V některých situacích však digitální věk odstraňuje tato logistická omezení.

Stručně řečeno, mechanismy - cesty, kterými léčba působí - jsou neuvěřitelně důležité. Experimenty v oblasti digitálního věku mohou výzkumníkům pomoci dozvědět se o mechanismech tím, že (1) shromažďují procesní data a (2) umožňují plnohodnotný vzhled faktorů. Mechanismy navrhované těmito přístupy mohou být testovány přímo experimenty specificky navrženými pro testovací mechanismy (Ludwig, Kling, and Mullainathan 2011; Imai, Tingley, and Yamamoto 2013; Pirlott and MacKinnon 2016) .

Celkově tyto tři pojmy - platnost, heterogenita léčebných účinků a mechanismy - poskytují silný soubor nápadů pro navrhování a interpretaci experimentů. Tyto koncepty pomáhají výzkumníkům přesahovat jednoduché experimenty o tom, co "funguje" na bohatější experimenty, které mají těsnější vazby na teorii, které odhalují, kde a proč fungují léčby, a které mohou dokonce pomoci výzkumníkům navrhnout efektivnější léčbu. Vzhledem k tomuto konceptuálnímu pozadí experimentů se nyní obrátím na to, jak můžete skutečně experimentovat.