В поисках эффекта. Планирование экспериментов и причинный вывод в статистике

Ник Хантингтон-Клейн
В поисках эффекта

Nick Huntington-Klein
The Effect
An Introduction to Research Design  
and Causality

Ник Хантингтон-Клейн
В поисках эффекта
Планирование экспериментов  
и причинный вывод в статистике
Москва, 2024

УДК 004.021
ББК 32.973.05
Х19
Хантингтон-Клейн Н.
Х19 
В поисках эффекта / пер. с англ. В. С. Яценкова. – М.: ДМК Пресс, 2024. – 
726 с.: ил. 
ISBN 978-5-93700-245-7
Книга посвящена причинно-следственным выводам, особенно выводам, 
сделанным на основе наблюдений. Первая часть посвящена концепциям 
причинности с точки зрения наблюдаемого эффекта. Во второй части большое 
внимание уделяется процессам генерации данных и причинно-следственным 
диаграммам. Обсуждение идей подкреплено детальными иллюстрациями и 
пояснениями о том, что мы делаем с данными. Подробно раскрыта роль 
контрольных и инструментальных переменных в построении модели причинного 
вывода. Приведены подробные примеры кода на R, Stata и Python.
Издание предназначено студентам, преподавателям, а также специалистам по 
обработке данных и бизнес-аналитикам с небольшим опытом работы в области 
причинного вывода.
УДК 004.021
ББК 32.973.05
All Rights Reserved. Authorised translation from the English language edition published by 
CRC Press, a member of the Taylor & Francis Group LLC
Все права защищены. Любая часть этой книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами без письменного разрешения 
владельцев авторских прав.
ISBN 978-1-032-12745-3 (англ.) 
©  2022 Nick Huntington-Klein
	
©  Перевод, оформление, издание,   
ДМК Пресс, 2024

Прежде всего спасибо Скотту Каннингему за то, что он вдохновил меня на 
написание этой книги. Спасибо Джоан 
за то, что она крепко спит, и я могу спокойно работать в 3 часа ночи. Спасибо 
Спайку за все

Содержание
От издательства........................................................................................................10
Предисловие..................................................................................................................11
Часть I. Схема исследования...............................................................................20
Глава 1. Планирование исследования......................................................................21
1.1. У меня есть вопрос...........................................................................................21
1.2. Эмпирические исследования.........................................................................22
1.3. Почему исследованиям нужна схема............................................................23
1.4. Чему научит эта книга.....................................................................................25
Глава 2. Исследовательские вопросы.......................................................................26
2.1. Что такое исследовательский вопрос?..........................................................26
2.2. Зачем начинать с вопроса?............................................................................30
2.3. Откуда берутся исследовательские вопросы?.............................................34
2.4. Как узнать, хороший ли у вас вопрос?..........................................................35
Глава 3. Описание переменных................................................................................38
3.1. Зачем нам описывать переменные...............................................................38
3.2. Типы переменных...........................................................................................39
3.3. Распределение..................................................................................................42
3.4. Как характеризовать распределение?..........................................................46
3.5. Теоретические распределения......................................................................57
Глава 4. Описание взаимосвязи................................................................................68
4.1. Что такое взаимосвязь?..................................................................................68
4.2. Условные распределения................................................................................71
4.3. Условные средние............................................................................................72
4.4. Подгонка линии регрессии.............................................................................77
4.5. Условно обусловленные средние, или Исключение переменной.............83
4.6. О чем не говорилось в этой главе..................................................................88
4.7. Программирование для поиска взаимосвязей............................................89
Глава 5. Идентификация............................................................................................94
5.1. Процесс генерации данных............................................................................94
5.2. Покажите мне вариацию................................................................................99
5.3. Идентификация.............................................................................................104
5.4. Алкоголь и смертность..................................................................................107
5.5. Контекст и всеведение..................................................................................112

Содержание
Глава 6. Причинно-следственные диаграммы......................................................116
6.1. Причинность...................................................................................................116
6.2. Причинно-следственные диаграммы.........................................................120
6.3. Реальный мир: воздействие бездействия..................................................125
6.4. Исследовательский вопрос в причинно-следственной диаграмме.......128
6.5. Модераторы в причинно-следственных диаграммах..............................130
Глава 7. Построение причинно-следственных диаграмм...................................133
7.1. Наше представление о мире.........................................................................133
7.2. Анализ процесса генерации данных...........................................................134
7.3. Упрощение......................................................................................................139
7.4. Как избежать зацикливания.........................................................................143
7.5. Как смириться с предположениями............................................................145
Глава 8. Причинно-следственные пути – прямые и обходные..........................148
8.1. Следуйте по стрелкам...................................................................................148
8.2. Все пути у ваших ног.....................................................................................150
8.3. Пути хорошие и плохие, прямые и обходные...........................................154
8.4. Открытые и закрытые пути.........................................................................155
8.5. Использование путей для проверки вашей диаграммы..........................160
8.6. Краткий словарь.............................................................................................162
Глава 9. Поиск прямых путей..................................................................................164
9.1. Взгляд, устремленный вперед......................................................................164
9.2. Попробуем разделить воздействие.............................................................166
9.3. Чем нам поможет реальный мир................................................................169
9.4. Это слишком хорошо, чтобы быть правдой?.............................................172
9.5. Метод прямого пути......................................................................................177
Глава 10. Эффекты воздействия..............................................................................180
10.1. Эффект – но для кого?.................................................................................180
10.2. Разные средние эффекты...........................................................................182
10.3. Как мне получить ATE и радоваться жизни?...........................................193
10.4. Почему это для нас важно?.........................................................................196
10.5. Краткий словарь эффектов воздействия..................................................199
Глава 11. Неполные причинно-следственные диаграммы.................................201
11.1. Уверенность..................................................................................................201
11.2. На широких просторах модели..................................................................202
11.3. Да, я заблуждаюсь, но насколько глубоко?...............................................209
Часть II. Инструменты..........................................................................................216
Глава 12. Заглянем в ящик с инструментами........................................................217
12.1. Идея и воплощение.....................................................................................217
12.2. Главы, посвященные инструментам.........................................................218
12.3. Примеры кода...............................................................................................220
Глава 13. Регрессия....................................................................................................222
13.1. Основы регрессии........................................................................................222
13.2. Расширяем познания о регрессии.............................................................248
13.3. Ваши стандартные ошибки могут быть неверны...................................285

Содержание
13.4. Другие проблемы, связанные с регрессией.............................................302
Глава 14. Сопоставление..........................................................................................326
14.1. Еще один способ закрыть обходные пути................................................326
14.2. Средневзвешенные значения....................................................................328
14.3. Общая идея сопоставления и сопоставление с одной  
переменной...........................................................................................................330
14.4. Сопоставление по нескольким переменным..........................................347
14.5. Взвешивание меры склонности с несколькими сопоставляемыми 
переменными........................................................................................................364
14.6. Допущения при сопоставлении.................................................................369
14.7. Оценка с использованием сопоставленных данных..............................382
14.8. Сопоставление и эффект воздействия.....................................................394
Глава 15. Моделирование.........................................................................................399
15.1. Это доказано.................................................................................................399
15.2. Увы, нам придется программировать......................................................404
15.3. Старик и море данных................................................................................423
15.4. Анализ мощности с помощью моделирования.......................................437
15.5. Моделирование с существующими данными по методу  
бутстрэпа................................................................................................................450
Глава 16. Фиксированные эффекты........................................................................463
16.1. Как это работает?.........................................................................................463
16.2. Как это делается?.........................................................................................472
16.3. Как это делают профессионалы.................................................................485
Глава 17. Событийный анализ.................................................................................493
17.1. Как это работает?.........................................................................................493
17.2. Как это делается?..........................................................................................501
17.3. Как это делают профессионалы.................................................................513
Глава 18. Разность различий....................................................................................526
18.1. Как это работает?.........................................................................................526
18.2 Как это делается?..........................................................................................539
18.3. Как это делают профессионалы.................................................................555
Глава 19. Инструментальные переменные............................................................566
19.1. Как это работает?.........................................................................................566
19.2. Как это делается?.........................................................................................579
19.3. Как это делают профессионалы.................................................................598
Глава 20. Разрывная регрессия................................................................................609
20.1. Как это работает?.........................................................................................609
20.2. Как это делается?.........................................................................................620
20.3. Как это делают профессионалы.................................................................650
Глава 21. Таинственные незнакомцы: новые методы.........................................668
21.1. Этому не будет конца..................................................................................668
21.2. Перспективные шаблоны...........................................................................669
21.3. Моделирование гетерогенных эффектов.................................................683
21.4. Последнее, но не менее важное: структурная оценка............................693

Содержание
Глава 22. Притаившись в тени.................................................................................696
22.1. Что общего между вампиром и статистиком? Они оба боятся  
выйти на свет!.......................................................................................................696
22.2. Насколько вы уверены? Неопределенность модели..............................697
22.3. Когда данные – это не совсем данные? Измерение  
и достоверность....................................................................................................699
22.4. Что это было: недостающие данные.........................................................705
22.5. Прячьтесь, сюда идет SUTVA!.....................................................................712
22.6. Мне нечего сказать: несуществующие моменты....................................714
22.7. Тайна воздействия.......................................................................................720
Предметный указатель.............................................................................................722

От издательства
Отзывы и пожелания
Мы всегда рады отзывам наших читателей. Расскажите нам, что вы ду-маете 
об этой книге – что понравилось или, может быть, не понравилось. Отзывы 
важны для нас, чтобы выпускать книги, которые будут для вас максимально 
полезны.
Вы можете написать отзыв на нашем сайте www.dmkpress.com, зайдя на 
страницу книги и оставив комментарий в разделе «Отзывы и рецензии». 
Также можно послать письмо главному редактору по адресу dmkpress@gmail.
com; при этом укажите название книги в теме письма. 
Если вы являетесь экспертом в какой-либо области и заинтересованы в написании новой книги, заполните форму на нашем сайте по адресу http://
dmkpress.com/authors/publish_book/ или напишите в издательство по адресу 
dmkpress@gmail.com.
Список опечаток
Хотя мы приняли все возможные меры для того, чтобы обеспечить высокое качество наших текстов, ошибки все равно случаются. Если вы найдете 
ошибку в одной из наших книг, мы будем очень благодарны, если вы сообщите о ней главному редактору по адресу dmkpress@gmail.com. Сделав это, 
вы избавите других читателей от недопонимания и поможете нам улучшить 
последующие издания этой книги. 
Нарушение авторских прав
Пиратство в интернете по-прежнему остается насущной проблемой. Издательство «ДМК Пресс» очень серьезно относится к вопросам защиты авторских прав 
и лицензирования. Если вы столкнетесь в интернете с незаконной публикацией 
какой-либо из наших книг, пожалуйста, пришлите нам ссылку на интернет-ресурс, чтобы мы могли применить санкции.
Ссылку на подозрительные материалы можно прислать по адресу электронной почты dmkpress@gmail.com.
Мы высоко ценим любую помощь по защите наших авторов, благодаря 
которой мы можем предоставлять вам качественные материалы.