因果推断三种分析框架及其应用综述

摘要

介绍因果推断所涉及的基本概念及其三种分析框架:反事实框架、潜在结果模型和结构因果模型.首先,从反事实框架介绍因果效应的发端;然后,从基于反事实的两个因果推断分析框架:潜在结果模型和结构因果模型,来分别阐述两个分析框架所涉及的关键理论和应用方法.其中,潜在结果模型使用数学和可计算的语言对因果理论进行阐述,是一种将假设、命题和结论清晰化表达的计算模型,其在原因和结果变量已知的前提下定量分析原因变量对结果变量的因果效应,并对缺失的潜在结果进行补齐,使观察性研究的效果接近试验性研究.结构因果模型则是一种基于图论的因果推断方法,它将事件分为观察、干预和反事实三个层级,并通过do运算将干预和反事实层级的因果关系都降维成可以通过统计学手段解决的问题.最后,探讨了现今多领域内因果推断的应用场景,并总结了三种分析框架的异同点.