Orsak och samband är termer som ofta förväxlas eller används felaktigt. En korrelation betyder ett samband mellan två eller flera saker: när den ena ökar ökar den andra, eller när den ena ökar minskar den andra. En orsak är något som resulterar i en effekt; till exempel, uppvärmning av vatten till en viss temperatur kommer att få det att koka. Det avgörande är att en korrelation mellan två saker inte nödvändigtvis betyder att det ena orsakar det andra. Om det finns ett samband mellan två fenomen, A och B, kan det vara att A orsakar B, eller så kan det vara att B är ansvarig för A; andra möjligheter är att någon annan faktor är orsaken till både A och B, eller att de har oberoende orsaker som bara råkar löpa parallellt.
Korrelation
Forskare som försöker hitta orsaker till olika saker kommer ofta att använda statistiska metoder för att fastställa korrelationer: detta kan vara det första steget mot att fastställa orsaken. Forskare och statistiker kan använda en formel för att bestämma styrkan i ett samband mellan två fenomen. Detta ger en siffra, känd som kvadraten på korrelationskoefficienten, eller R2, som alltid ligger mellan 0 och 1, med ett värde närmare 1 som indikerar en starkare korrelation.
När R2-värdet är högt kan detta förhållande förtjäna ytterligare undersökning; forskare bör dock akta sig för att dra förhastade slutsatser. Det är möjligt att identifiera alla möjliga starka, men meningslösa, samband. I ett mycket välkänt exempel är R2 för antalet dödade på motorvägar i USA mellan 1996 och 2000, och mängden citroner som importerades från Mexiko under samma period, 0.97 – en mycket stark korrelation – men det är extremt osannolikt att det ena orsakar det andra.
En korrelation, särskilt när den rapporteras i media, beskrivs ofta som en ”länk”, vilket kan vara missvisande, eftersom det kan tolkas som att en av faktorerna orsakar den andra. Till exempel kan en studie som fann att män som dricker fyra koppar grönt te om dagen hade en lägre risk för stroke än de som inte drack det generera rubriken ”Grönt te minskar risken för stroke.” Detta innebär att dricka grönt te direkt kommer att minska risken för stroke, men det bevisas inte av studien. Andra faktorer, som det faktum att studien genomfördes på män i Japan som har andra dieter och träningsvanor än män i västländer, kunde ha påverkat resultaten. Även om det skulle kunna finnas ett mer direkt orsakssamband här, skulle en bredare studie behövas och fler variabler skulle behöva övervägas.
Orsak
Om faktor A är ansvarig för faktor B kommer det att finnas en stark korrelation mellan de två, men det omvända är inte nödvändigtvis fallet. Att bevisa bortom rimligt tvivel att A är ansvarig för B kräver mycket mer än ett högt R2-värde. Efter att ha etablerat en stark relation kommer forskare att behöva komma med idéer om hur A kan påverka B och sedan testa dessa idéer genom experiment. Det är ofta så att mer än en möjlig orsak kan identifieras. I dessa fall är en bra metod att utföra experiment där alla utom en av faktorerna förblir konstanta och sedan avgöra den faktor som är ansvarig för effekten.
Till exempel kan en växt som växer i ett tempererat klimat vara vilande under vintern och börja växa på våren. En teori skulle vara att ökade medeltemperaturer utlöser tillväxt, medan en annan kan vara att längre perioder av dagsljus är orsaken. För att avgöra vad som är fallet kan ett prov av växter utsättas för ökande temperaturer och konstanta timmar av dagsljus, medan ett annat kan uppleva konstant temperatur och ökande dagsljus. Orsaken kunde sedan fastställas från vilken uppsättning växter som börjar växa. Om ingen av uppsättningarna börjar växa, kan ett tredje experiment utföras, där både temperatur och dagsljus ökas; om detta leder till tillväxt kan forskarna dra slutsatsen att en kombination av båda faktorerna krävs.
I vissa fall kommer en given orsak alltid att resultera i en viss effekt; till exempel kommer jordens gravitation alltid att få ett föremål att falla om ingen annan kraft verkar på det. I andra fall är effekten dock inte garanterad. Det är känt att joniserande strålning och vissa kemikalier är orsaker till cancer, men inte alla som utsätts för dessa faktorer kommer att utveckla sjukdomen, eftersom det finns ett inslag av slump. Båda faktorerna kan förändra DNA, och ibland kommer detta att resultera i att en cell blir cancerös, men detta kommer inte att hända varje gång.
Om man däremot skulle plotta nivåer av exponering för dessa faktorer mot förekomsten av cancer i ett stort urval av i övrigt liknande personer, skulle en stark korrelation förväntas.
Även om forskare har kriterier för att eftersträva möjliga orsaker till ett fenomen baserat på styrkan i sambanden, är det inte nödvändigtvis faktorn med det högsta R2-värdet som är ansvarig. Forskare och forskare kommer att förkasta faktorer som visar en svag korrelation, men som nämnts kan helt irrelevanta faktorer ge ett mycket högt R2, liksom faktorer som dyker upp av samma anledning som det som undersöks. Sannolikheten för att A orsakar B är därför inte nödvändigtvis proportionell mot styrkan på korrelationen.
Förvirring av orsak och samband
Mycket förvirring mellan orsak och korrelation är resultatet av hur fynden rapporteras i media. Ett förhållande kan beskrivas som en ”orsak” – det kan rapporteras att våldsamma videospel orsakar våldsamt beteende, när allt som har hittats är till exempel en korrelation. Det kan vara så att aggressiva personer är mer benägna att spela våldsamma spel, så sådana människor skulle bete sig mer aggressivt med eller utan inflytande från spelen.
Forskning har visat att våldsamma spel kan påverka aggression. Den visar också att ett antal andra faktorer kan vara ansvariga för våldsamt beteende, bland annat sämre socioekonomisk status, psykisk ohälsa, missbrukande barndomar och dåligt föräldraskap. Möjligen kan sådana spel öka sannolikheten för våldsamt beteende hos en individ med en predisposition för aggression till följd av andra faktorer, men att påstå att våldsamma videospel orsakar våldsamt beteende är inte motiverat av kända fakta.
Hälsa är ett annat område där förvirring kan uppstå. De som läser eller hör om de många saker som har rapporterats som orsakade eller kopplade till cancer kanske aldrig äter, dricker eller lämnar sina hem igen. En ”orsak” kan bara vara ett samband, och en ”länk” är just det: den identifierar inte en bestämd orsak till cancer. Det pågår en hel del forskning om orsakerna till att cancer utvecklas, och forskare hittar ofta länkar, men när dessa rapporteras i media bör folk titta eller lyssna noga efter kvalificerande ord som ”kan”, ”kan öka” eller ”kan ha en effekt” innan man drar några slutsatser.