寻找中介变量——原理和实验结果

实验测量发生了什么，原理则解释这是为什么以及如何发生的。

超越简单实验的第三个关键概念是原理。原理能告诉我们一个处理为什么能产生影响或如何产生影响。弄清楚原理的过程有时也被称作寻找中介变量。尽管通过实验可以很好地评估因果效应，但实验设计的初衷往往并不是为了揭示原理。数字实验能以两种方式帮助我们找出原理：（1）使我们能够搜集更多的过程数据，（2）使我们能够测试许多相关的处理。

因为很难正式定义原理（Hedström and Ylikoski 2010），所以我将先从一个简单的示例开始，即青柠和维生素C缺乏病的关系（Gerber and Green 2012）。在18世纪，医生普遍都知道，如果水手们吃青柠的话，他们就不会得维生素C缺乏病。维生素C缺乏病是一种可怕的疾病，所以这是一个非常有用的信息。但医生并不知道青柠为什么能够预防它。直到将近200年后的1932年，科学家才证明了青柠之所以能预防该病是因为含有维生素C（Carpenter 1988）。也就是说，在该示例中，维生素C就是青柠能预防这种病的原理（图4.10）。找出原理具有很重要的科学意义，许多科学都是关于理解事情为什么会发生的。它同时也具有很重要的实践意义，一旦我们理解了一个处理起作用的原理，就有可能开发出效果更好的新处理方案。

图4.10　青柠能够预防维生素C缺乏病，其原理是它含有丰富的维生素C。

不幸的是，找出原理是非常困难的。不同于青柠和维生素C缺乏病，在许多社会情境中，处理很可能是通过多个相互关联的途径产生影响的。但在前面所描述的有关社会规范和用电量的研究中，研究人员就试图通过搜集过程数据并测试相关处理来找出原理。

找出可能原理的一种方法是搜集某一处理如何影响可能原理的过程数据。例如，阿尔科特曾指出，家庭能源报告能够让人们减少用电量。但这些报告是如何减少用电量的呢？原理是什么呢？在一项后续研究中，阿尔科特和罗杰斯与一家电力公司进行了合作。该电力公司通过一项回赠活动了解了有哪些用户将其家用电器升级为更节能的产品。通过这些信息，阿尔科特和罗杰斯发现，收到家庭能源报告且升级了家电的家庭数量仅比未收到报告却也升级了家电的家庭数量稍微多一些，因此升级家电所节约的电量仅占收到报告的家庭所节约的总电量的2%。换句话说，升级家电并不是家庭能源报告降低用电量的主要原理。

找出原理的第二种方法是在实验中设置彼此稍有不同的处理。例如，在舒尔茨等人的实验以及后续所有关于家庭能源报告的实验中，参与者收到的家庭能源报告（即实验处理）主要包括两部分：（1）节能建议，（2）其与邻居的用电量对比信息（图4.6）。因此，引起变化的原因可能是节能建议，而不是与邻居的对比信息。为了验证这一可能性，费拉罗（Ferraro）、米兰达（Miranda）和普赖斯（Price）与佐治亚州亚特兰大附近的一家水务公司合作开展了一项有关节约用水的实验。该实验涉及了约100000户家庭，他们将这些家庭分成了以下4组：

·收到节水建议的一组；

·收到节水建议以及一条呼吁节水的倡议的一组；

·收到节水建议、一条呼吁节水的倡议以及其与邻居在用水量方面的对比信息的一组；(www.xing528.com)

·未收到任何信息的对照组。

研究人员发现，只有节水建议的处理在短期（一年）、中期（两年）和长期（三年）内对参与者的用水量都没有影响；节水建议外加节水倡议的处理能让参与者减少用水量，但仅限于短期内；节水建议、节水倡议以及邻里对比信息的处理则在短期、中期和长期内都能让参与者减少用水量（图4.11）。采取分类处理的这类实验是找出处理的哪一部分或哪些部分是造成影响的原因的一种好方法（Gerber and Green 2012，section 10.6）。例如，费拉罗和同事的实验就表明了只有节水建议是不能让参与者减少用水量的。

理想的情况是，我们能从上述类型的处理分层设计上升到完全析因设计，有时也称为2k析因设计。在该设计中，研究人员会对三个因素所有可能的组合都进行测试（表4.1），这样便能对每个因素单独的效应和组合起来的效应进行全面的评估。例如，费拉罗和同事的实验就没有表明只有邻里对比信息是否能带来行为的长期改变。在过去，开展完全析因实验是很困难的，因为需要大量的参与者，而且需要研究人员能够精确地控制和实施大量的处理。但在某些情形下，数字时代消除了这些组织实施上的限制。

图4.11　费拉罗、米兰达和普赖斯的实验结果。研究人员于2007年5月21日将不同内容的处理信息发出，然后分别于2007年、2008年和2009年的夏天测量了结果。通过采取不同类型的处理，研究人员希望能对原理有更好的理解。竖线代表的是研究人员估计的置信区间。实际研究材料可参见Bernedo，Ferraro，and Price（2014）。改编自Ferraro，Miranda，and Price（2011），表1。

表4.1　三个因素的完全析因设计中的处理示例三个因素分别是建议、倡议和邻里信息

（续表）

综上所述，原理，即一项处理产生效应的途径，是极其重要的。数字时代的实验有助于研究人员通过搜集过程数据和采取完全析因设计了解原理。然后研究人员可以利用专门用于测试原理的实验，直接验证通过这些方法所了解到的原理。

总的来说，效度、处理效应的异质性和原理这三个概念为设计和评价实验提供了一个有力的框架。这些概念有助于研究人员超越只针对“什么能够起作用”的简单实验，进而设计出与理论联系更紧密的、能够揭示处理在何种情境下以及为什么会产生效应的丰富实验，它们甚至能帮助研究人员设计出更有效的处理方案。在这一有关实验的概念背景下，接下来我将介绍如何才能开展实验。