跳至正文
杂学书库让好奇心有所归处
简体中文

出色之后为何会回落:向平均数回归(Regression Toward the Mean)

考试成绩远高于平时的学生,下次往往稍有回落;考砸的学生下次又常会稍有回升。受到表扬的员工下个月可能放缓,挨了批评的员工下个月却显得好转——这类情形并不少见。许多人会想到表扬或批评的效果,但往往并不需要特别的原因,这只是一种统计现象。它就是“向平均数回归(Regression Toward the Mean)”。

简单来说,向平均数回归的意思是:一次极端偏高或偏低的数值,再测一次时,更容易落在更接近平均数的位置。测量值里总是既有实力或本有性质,也混着当天的运气和误差;越是极端值,运气朝某一边大幅倾斜的可能性就越高。

本文将依次介绍向平均数回归的含义与高尔顿的发现、极端值为何会向平均数回落、生活中的浅显例子,以及如何避免把回归误当成原因。


向平均数回归如何改变我们读数字的方式

含义与高尔顿的发现

十九世纪研究室书桌上摆着测高杆、豌豆种子和空白纸张的温馨场景

为这一现象命名的是英国科学家弗朗西斯·高尔顿(Francis Galton)。在豌豆种子实验之后,高尔顿于1886年比较了约205对父母与约930名成年子女的身高。结果是:个子很高的父母,子女通常没有父母那么高;个子很矮的父母,子女通常也没有父母那么矮。子女偏离平均身高的程度,大约是父母偏离程度的三分之二。

高尔顿称之为“向平庸回归(Regression Towards Mediocrity)”,今天回归分析中的“回归”一词也由此而来。重要的是,这并不意味着一代代人身高会越来越接近。从极端出发的群体再测时会向平均数靠拢,但整体分布的离散程度仍然保持。

  • 极端值(Extreme Value):大幅偏离平均数的测量值,是回归表现得最明显的起点。
  • 相关系数(Correlation Coefficient):表示两次测量一起变动的程度;越低于1,回归越大。
  • 测量误差(Measurement Error):即使测量同一对象,也会让数值略有不同的偶然波动。

为什么极端会向平均数回落

草地上的射箭靶,箭头大多集中在靶心附近,只有少数散落在边缘

向平均数回归并不是神秘力量,而是来自测量的结构。把任何结果都看成“本有水平”加上“当时的偶然”,就容易理解。

(1) 结果是实力与运气之和
拿到最高分的人实力固然不错,当天运气也可能很好。下一次测量时运气重新抽取,同样的好运很难原样重复。

(2) 两次测量的相关越弱,回落越多
像身高这种亲子相关较强的量,回落较少;像单日销售额或比赛成绩这种偶然成分大的量,回落较多。若两次测量完全同步变动,回归就会消失。

(3) 这是群体倾向,不是个人命运
这并不表示每个优等生下次考试必定下滑。它是一种概率倾向:在极端处选出的群体,其平均数在下次测量时会向总体平均数移动。反过来看也一样:这次考试的最高分者,在上次考试中往往更接近平均数。无论时间朝哪个方向,只要按极端来挑选,就会出现回归。


用生活中的浅显例子理解

晴空下训练机低飞准备降落机场,远处两人背影正在观望

心理学家丹尼尔·卡尼曼(Daniel Kahneman)从以色列空军飞行教官那里听到过著名的反驳:表扬一次出色飞行,下一次就会变差;训斥一次拙劣飞行,下一次就会好转。卡尼曼意识到,这并不是表扬与训斥的效果,而是向平均数回归。出色之后本就容易回落,拙劣之后本就容易回升,所以训斥看起来“有效”。

常见的回归场景
  • 二年级低潮(Sophomore Slump):新秀赛季出彩的球员下一赛季显得平庸,其中很大一部分可用回归解释。
  • 症状最重时的治疗(Treatment at the Peak):人们往往在最难受时就医,因此无论做了什么处置,之后都容易显得“好转了”。
  • 企业业绩收敛(Profit Convergence):1933年霍勒斯·西克里斯特(Horace Secrist)把表现优异的企业变得平庸解读为经营法则,但统计学家哈罗德·霍特林(Harold Hotelling)指出,仅用回归就能解释。

如何避免把回归误当成原因

明亮研究室书桌上并排放着两本相同的空白笔记本,以及笔、秒表和放大镜的对比场景

向平均数回归之所以危险,是因为它会让我们把即使什么都不做也会发生的变化,当成自己所做之事的效果。这叫做回归谬误(Regression Fallacy)。

(1) 一并看比较组
评估新教法或疗法时,也要在相同条件下测量什么都不做的对照组。若两组同样好转,差异很可能只是回归。临床试验设置安慰剂组的原因之一也在这里。

(2) 不要只测一次,要多测几次
不要用同一次测量既做选拔又做评价;用多次测量的平均来判断,偶然所占的份额就会减小。

(3) 极端之后的变化,先推迟解释
紧跟最高或最低纪录之后出现的变化,应先怀疑回归,等过了足够长的时间再追究原因。

向平均数回归是一种统计现象:混在极端结果里的偶然,在下一次测量中消退,数值向平均数靠拢。从高尔顿的身高研究起步的这一认识,能让我们更冷静地看待表扬与训斥、治疗效果和企业业绩。


在看到惊人数字之后的变化、急着找原因之前,先掂量一下偶然回落的那一份——这就是把向平均数回归运用到日常生活中的第一步。