4.4.3 Μηχανισμοί

Πειράματα μετρούν τι συνέβη. Μηχανισμοί εξηγούν γιατί και πώς συνέβη.

Η τρίτη βασική ιδέα για τη μετάβαση από απλά πειράματα είναι μηχανισμοί . Οι μηχανισμοί μας λένε γιατί ή πώς μια θεραπεία προκάλεσε ένα αποτέλεσμα. Η διαδικασία αναζήτησης μηχανισμών ονομάζεται επίσης μερικές φορές αναζήτηση παρεμβαλλόμενων μεταβλητών ή μεσολαβούντων μεταβλητών . Παρόλο που τα πειράματα είναι καλά για τον υπολογισμό των αιτιακών αποτελεσμάτων, συχνά δεν έχουν σχεδιαστεί για να αποκαλύψουν μηχανισμούς. Τα ψηφιακά πειράματα μπορούν να μας βοηθήσουν να εντοπίσουμε τους μηχανισμούς με δύο τρόπους: (1) μας επιτρέπουν να συλλέγουμε περισσότερα δεδομένα διεργασίας και (2) μας επιτρέπουν να δοκιμάζουμε πολλές σχετικές θεραπείες.

Επειδή οι μηχανισμοί είναι δύσκολο να οριστούν επίσημα (Hedström and Ylikoski 2010) , θα ξεκινήσω με ένα απλό παράδειγμα: limes και σκορβούτο (Gerber and Green 2012) . Κατά τον δέκατο όγδοο αιώνα, οι γιατροί είχαν μια αρκετά καλή αίσθηση ότι όταν οι ναυτικοί έφαγαν ασβέστου, δεν πήραν το σκορβούτο. Το Scurvy είναι μια φοβερή ασθένεια, επομένως αυτό ήταν ισχυρή πληροφορία. Αλλά αυτοί οι γιατροί δεν ήξεραν γιατί τα ασβέστου εμπόδισαν το σκορβούτο. Δεν ήταν μέχρι το 1932, σχεδόν 200 χρόνια αργότερα, ότι οι επιστήμονες θα μπορούσαν να αποδείξουν με αξιοπιστία ότι η βιταμίνη C ήταν ο λόγος που ο ασβέστης απέτρεψε το σκορβούτο (Carpenter 1988, 191) . Σε αυτή την περίπτωση, η βιταμίνη C είναι ο μηχανισμός μέσω του οποίου οι ασβέστες αποτρέπουν το σκορβούτο (σχήμα 4.10). Φυσικά, ο εντοπισμός του μηχανισμού είναι επίσης πολύ σημαντικός επιστημονικά - πολλά επιστημονικά στοιχεία είναι για την κατανόηση του γιατί συμβαίνουν τα πράγματα. Ο προσδιορισμός των μηχανισμών είναι επίσης πολύ σημαντικός. Αφού καταλάβουμε γιατί λειτουργεί μια θεραπεία, μπορούμε να αναπτύξουμε νέες θεραπείες που λειτουργούν ακόμα καλύτερα.

Σχήμα 4.10: Οι λεκές αποτρέπουν το σκορβούτο και ο μηχανισμός είναι η βιταμίνη C.

Δυστυχώς, οι μηχανισμοί απομόνωσης είναι πολύ δύσκολοι. Σε αντίθεση με τα ασβέστιο και το σκορβούτο, σε πολλές κοινωνικές ρυθμίσεις, οι θεραπείες πιθανώς λειτουργούν μέσω πολλών αλληλένδετων οδών. Ωστόσο, στην περίπτωση των κοινωνικών κανόνων και της χρήσης ενέργειας, οι ερευνητές προσπάθησαν να απομονώσουν τους μηχανισμούς συλλέγοντας δεδομένα διεργασιών και δοκιμές σχετικές με τη θεραπεία.

Ένας τρόπος για να δοκιμάσετε πιθανούς μηχανισμούς είναι η συλλογή δεδομένων διεργασίας σχετικά με τον τρόπο με τον οποίο η θεραπεία επηρέασε τους πιθανούς μηχανισμούς. Παραδείγματος χάριν, υπενθυμίζουμε ότι η Allcott (2011) έδειξε ότι οι Home Energy Reports προκάλεσαν τους ανθρώπους να μειώσουν τη χρήση ηλεκτρικής ενέργειας. Αλλά πώς οι εκθέσεις αυτές μείωσαν τη χρήση ηλεκτρικής ενέργειας; Ποιοι ήταν οι μηχανισμοί; Σε μια μελέτη παρακολούθησης, οι Allcott and Rogers (2014) συνεργάστηκαν με μια εταιρεία ηλεκτρικής ενέργειας που, μέσω ενός προγράμματος έκπτωσης, είχε αποκτήσει πληροφορίες σχετικά με το ποιοι καταναλωτές αναβαθμίζουν τις συσκευές τους σε πιο ενεργειακά αποδοτικά μοντέλα. Allcott and Rogers (2014) διαπίστωσαν ότι λίγο περισσότεροι άνθρωποι που έλαβαν την Home Energy Reports αναβάθμισαν τις συσκευές τους. Αλλά η διαφορά αυτή ήταν τόσο μικρή που θα μπορούσε να αντιστοιχεί μόνο στο 2% της μείωσης της κατανάλωσης ενέργειας στα νοικοκυριά που υποβλήθηκαν σε θεραπεία. Με άλλα λόγια, οι αναβαθμίσεις των συσκευών δεν ήταν ο κυρίαρχος μηχανισμός μέσω του οποίου η έκθεση για την εσωτερική ενέργεια μειώνει την κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας.

Ένας δεύτερος τρόπος για να μελετήσετε τους μηχανισμούς είναι να εκτελέσετε πειράματα με ελαφρώς διαφορετικές εκδοχές της θεραπείας. Για παράδειγμα, στο πείραμα των Schultz et al. (2007) και όλα τα επακόλουθα πειράματα της Energy Home Report, οι συμμετέχοντες έλαβαν μια θεραπεία που είχε δύο βασικά μέρη (1) συμβουλές σχετικά με την εξοικονόμηση ενέργειας και (2) πληροφορίες σχετικά με τη χρήση ενέργειας σε σχέση με τους συμμαθητές τους (σχήμα 4.6). Έτσι, είναι πιθανό οι συμβουλές εξοικονόμησης ενέργειας να προκαλούσαν την αλλαγή, όχι τις πληροφορίες από τους ομότιμους. Η Ferraro, Miranda, and Price (2011) συνεργάστηκαν με μια εταιρεία ύδρευσης κοντά στην Ατλάντα της Γεωργίας και διεξήγαγαν ένα σχετικό πείραμα για τη διατήρηση των υδάτων με περίπου 100.000 νοικοκυριά. Υπήρχαν τέσσερις προϋποθέσεις:

• μια ομάδα που έλαβε συμβουλές για την εξοικονόμηση νερού
• μια ομάδα που έλαβε συμβουλές για την εξοικονόμηση νερού συν μια ηθική έκκληση για εξοικονόμηση νερού
• μια ομάδα που έλαβε συμβουλές για την εξοικονόμηση νερού συν μια ηθική έκκληση για εξοικονόμηση νερού καθώς και πληροφορίες σχετικά με τη χρήση νερού σε σχέση με τους συνομηλίκους τους
• μια ομάδα ελέγχου

Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι η θεραπεία μόνο για άκρες δεν είχε καμία επίδραση στη χρήση νερού σε σύντομο (ένα έτος), μέτριο (δύο έτη) και μακρύ (τρία έτη). Οι συμβουλές και η περιθωριακή θεραπεία οδήγησαν τους συμμετέχοντες να μειώσουν τη χρήση νερού, αλλά μόνο βραχυπρόθεσμα. Τέλος, οι συμβουλές συν την προσφυγή και την πληροφόρηση από ομοτίμους προκάλεσαν μειωμένη χρήση βραχυπρόθεσμα, μεσοπρόθεσμα και μακροπρόθεσμα (σχήμα 4.11). Αυτά τα είδη πειραμάτων με αδεσμοποίητες θεραπείες είναι ένας καλός τρόπος να καταλάβουμε ποιο μέρος της θεραπείας -ή ποια μέρη μαζί- είναι εκείνα που προκαλούν το αποτέλεσμα (Gerber and Green 2012, sec. 10.6) ενότητα (Gerber and Green 2012, sec. 10.6) . Για παράδειγμα, το πείραμα της Ferraro και των συναδέλφων μας δείχνει ότι μόνο οι συμβουλές εξοικονόμησης νερού δεν αρκούν για να μειώσουν τη χρήση νερού.

Σχήμα 4.11: Αποτελέσματα από Ferraro, Miranda, and Price (2011) . Οι θεραπείες απεστάλησαν στις 21 Μαΐου 2007 και οι επιπτώσεις μετρήθηκαν κατά τα καλοκαίρια του 2007, του 2008 και του 2009. Με τον διαχωρισμό της θεραπείας, οι ερευνητές ελπίζουν να αναπτύξουν μια καλύτερη αίσθηση των μηχανισμών. Η θεραπεία με μόνο άκρες δεν είχε ουσιαστικά καμία επίδραση στη σύντομη (ένα έτος), μεσαία (δύο έτη) και μακρά (τρία έτη) περίοδο. Οι συμβουλές και η περιθωριακή θεραπεία οδήγησαν τους συμμετέχοντες να μειώσουν τη χρήση νερού, αλλά μόνο βραχυπρόθεσμα. Η συμβουλή συν το έπαθλο συν την πληροφόρηση των ομοτίμων οδήγησε τους συμμετέχοντες να μειώσουν τη χρήση νερού βραχυπρόθεσμα, μεσοπρόθεσμα και μακροπρόθεσμα. Οι κάθετες γραμμές υπολογίζονται ως διαστήματα εμπιστοσύνης. Βλ. Bernedo, Ferraro, and Price (2014) για τα πραγματικά υλικά μελέτης. Προσαρμοσμένη από τις Ferraro, Miranda, and Price (2011) , πίνακας 1.

Στην ιδανική περίπτωση, θα μπορούσαμε να προχωρήσουμε πέρα ​​από τη στρωματοποίηση των συστατικών στοιχείων (συμβουλές, συμβουλές συν έκκληση, συμβουλές συν έκκληση και πληροφορίες από ομότιμους) σε έναν πλήρη παράγοντα σχεδιασμό-επίσης μερικές φορές ονομάζεται \(2^k\) factorial σχέδιο-όπου κάθε πιθανός συνδυασμός δοκιμάζονται τρία στοιχεία (πίνακας 4.1). Με τη δοκιμή κάθε πιθανού συνδυασμού συστατικών, οι ερευνητές μπορούν να αξιολογήσουν πλήρως την επίδραση κάθε συστατικού σε απομόνωση και σε συνδυασμό. Για παράδειγμα, το πείραμα του Ferraro και των συναδέλφων του δεν αποκαλύπτει εάν η σύγκριση από ομοτίμους από μόνη της θα ήταν επαρκής για να οδηγήσει σε μακροπρόθεσμες αλλαγές στη συμπεριφορά. Στο παρελθόν, αυτά τα σχέδια με πλήρη παράγοντα ήταν δύσκολο να λειτουργήσουν, επειδή απαιτούν μεγάλο αριθμό συμμετεχόντων και απαιτούν από τους ερευνητές να είναι σε θέση να ελέγχουν με ακρίβεια και να παραδίδουν μεγάλο αριθμό θεραπειών. Ωστόσο, σε ορισμένες περιπτώσεις, η ψηφιακή εποχή καταργεί αυτούς τους περιορισμούς της εφοδιαστικής.

Συνοπτικά, οι μηχανισμοί-οι διαδρομές μέσω των οποίων έχει μια επίδραση-είναι εξαιρετικά σημαντικές. Τα πειράματα ψηφιακής ηλικίας μπορούν να βοηθήσουν τους ερευνητές να μάθουν για τους μηχανισμούς με (1) τη συλλογή δεδομένων διεργασίας και (2) την παροχή δυνατοτήτων πλήρους παραγοντοποίησης. Οι μηχανισμοί που προτείνονται από αυτές τις προσεγγίσεις μπορούν στη συνέχεια να δοκιμαστούν απευθείας με πειράματα ειδικά σχεδιασμένα για μηχανισμούς δοκιμής (Ludwig, Kling, and Mullainathan 2011; Imai, Tingley, and Yamamoto 2013; Pirlott and MacKinnon 2016) .

Συνολικά, αυτές οι τρεις έννοιες - η εγκυρότητα, η ετερογένεια των επιδράσεων της θεραπείας και οι μηχανισμοί - παρέχουν μια ισχυρή δέσμη ιδεών για το σχεδιασμό και την ερμηνεία των πειραμάτων. Αυτές οι έννοιες βοηθούν τους ερευνητές να προχωρήσουν πέρα ​​από τα απλά πειράματα για το τι "δουλεύει" σε πλουσιότερα πειράματα που έχουν στενότερους δεσμούς με τη θεωρία, που αποκαλύπτουν πού και γιατί οι θεραπείες λειτουργούν και που μπορούν ακόμη και να βοηθήσουν τους ερευνητές να σχεδιάσουν πιο αποτελεσματικές θεραπείες. Λαμβάνοντας υπόψη αυτό το εννοιολογικό υπόβαθρο για τα πειράματα, θα στραφώ τώρα στο πώς μπορείτε πραγματικά να κάνετε τα πειράματα σας να συμβούν.