相関と因果関係の区別

問題

ある調査で、「アイスクリームの売上」と「水難事故の件数」の月別データを集めたところ、正の相関が見られた。次の問いに答えよ。

$(1)\quad$ 「正の相関がある」とはどういうことか、簡潔に説明せよ。

$(2)\quad$ このデータから「アイスクリームの売上が増えると水難事故が増える」という因果関係があるといえるか。理由とともに答えよ。

$(3)\quad$ この$2$つの変量に正の相関が見られる原因として考えられることを説明せよ。

解説

相関関係と因果関係の違いについて解説します。

相関関係と因果関係って、何が違うんですか？

とても大切な質問だね！

データの分析では、この$2$つを区別することがとても重要なんだ。まずは定義から確認しよう。

相関があれば因果関係もあるんじゃないんですか？

そう思いがちだけど、実はそうとは限らないんだ。

具体的な問題で確認してみよう！

「正の相関がある」とは、$2$つの変量において$\textbf{一方の値が大きいとき、もう一方の値も大きい傾向がある}$ことです。

この問題の場合、アイスクリームの売上が多い月は水難事故の件数も多い、という傾向があるということですね。

イメージとして、散布図を描くと次のようになります。

右上がりの傾向が見られますね。これが「正の相関」です。

ここが一番大切なポイントだよ。

「アイスクリームをたくさん買ったから水難事故が起きた」と言えるかな？

それはおかしいですよね...アイスクリームを食べたから溺れるわけじゃないですし。

その通り！相関関係があるからといって、因果関係があるとはいえないんだ。

答えは$\textbf{因果関係があるとはいえない}$です。

相関関係は$2$つの変量の間の「傾向」を示しているだけであり、一方が他方の「原因」であるかどうかは、相関関係だけからは判断できません。

では、なぜこの$2$つに相関が出るんだろう？

何か共通する原因はないかな？

あ！どちらも「気温」に関係していますよね！

暑いとアイスが売れるし、水遊びする人も増える...

大正解！これを$\textbf{擬似相関}$（ぎじそうかん）というんだよ。

この問題では、「$\textbf{気温}$」が第$3$の変数です。

• 気温が上がる $\rightarrow$ アイスクリームの売上が増える

• 気温が上がる $\rightarrow$ 水遊びをする人が増え、水難事故が増える

このように、気温という共通の原因が両方に影響しているため、アイスクリームの売上と水難事故の件数に正の相関が現れるのです。

なるほど！相関があっても、必ずしも「原因と結果」の関係ではないんですね。

そういうこと！他にも擬似相関の例はたくさんあるよ。

例えば「消防車の出動台数」と「火災の被害額」にも正の相関があるけど、消防車がたくさん来たから被害が大きくなったわけではないよね。

火災の規模が大きいから、消防車もたくさん来るし、被害額も大きくなるんだ。

ここでは相関関係と因果関係の違いについて学習しました。

データ分析において最も重要なことの$1$つは、$\textbf{相関関係があっても因果関係があるとは限らない}$ということです。

第$3$の変数（共通の原因）が存在しないかを常に考える習慣をつけましょう！