← Математичні задачі

Регресія до середнього Після похвали гірше, після критики краще. Слова тут ні до чого.

Будь-який результат складається з умінь і везіння. Хто став найкращим, тому зазвичай пощастило, і наступного разу він опуститься ближче до середнього. Хто став найгіршим, той піде вгору. Так буває з похвалою, з критикою і взагалі без них. Перевірте це в грі, на симуляції і через п'ять пояснень.

84%із 10% найкращих наступного разу гірші
½шляху назад до середнього, коли везіння важить половину
Умова задачі

Уявіть: ви тренуєте команду

Назву явищу дав Френсіс Гальтон у статті 1886 року про зріст батьків і дітей. Парадокс ховається у висновках, які ми робимо: ми бачимо причину там, де працює випадок.

  1. 1

    Гравці

    Кожен гравець має приховане вміння. Воно не змінюється від раунду до раунду. Його ніхто не бачить, навіть тренер.

  2. 2

    Раунд

    Результат у раунді дорівнює вмінню плюс везіння. Везіння щоразу нове: у когось удалий день, у когось ні.

  3. 3

    Відгук

    Після раунду 1 тренер хвалить найкращих і сварить найгірших. Або мовчить.

  4. 4

    Питання

    Що станеться в раунді 2 з найкращими і з найгіршими? І чи доводить це щось про похвалу та критику?

Інтуїція підказує

«Похвалені розслабилися, а насварені зібралися. Отже, критика працює краще»

Насправді найкращі опускаються, а найгірші піднімаються навіть тоді, коли тренер мовчить. Найкращими в раунді 1 стали ті, кому пощастило. У раунді 2 везіння нове, і їхній результат повертається ближче до їхнього справжнього рівня.

Припущення моделі

  • Результат = вміння + везіння.
  • Вміння в обох раундах однакове.
  • Везіння в раундах незалежне, у середньому нуль.
  • Похвала і критика не впливають ні на що.

Результати мають середнє 50 і стандартне відхилення 10. Скільки в них везіння, ви зможете змінити в раунді 3.

Раунд 1 · Вгадайте

Чи працює крик інструктора?

Інструктор льотної школи хвалить курсантів за вдалі посадки і сварить за невдалі. Він помітив: після похвали наступна посадка зазвичай гірша, а після прочухана краща. Він робить висновок, що критика працює, а похвала шкодить. Що скажете ви?

Ваша відповідь

Оберіть відповідь. Тут з'явиться симуляція 5 000 курсантів, яким ніхто нічого не казав.

Раунд 2 · Гра

Похваліть, насваріть або промовчіть

30 гравців уже зіграли раунд 1. Малинові лінії позначають п'ятьох найкращих, чорні п'ятьох найгірших. Оберіть, що скажете команді, і подивіться на раунд 2. Зіграйте кілька груп з відгуком і без нього: таблиця праворуч порівнює їх.

Середня зміна від раунду 1 до раунду 2

Груп5 найкращих5 найгірших

Теорія: у середньому п'ятірка найкращих з 30 має 64,5 бала в раунді 1 і 57,2 у раунді 2. Найгірші мають 35,5 і 42,8. У цій грі вміння і везіння важать порівну.

Раунд 3 · Симуляція

3 000 гравців і повзунок везіння

Кожна точка є гравцем: по горизонталі його раунд 1, по вертикалі раунд 2. Якби результат залежав лише від умінь, точки лягли б на пунктирну діагональ. Що більше везіння, то пологіша лінія: її нахил дорівнює кореляції між раундами.

гравці теорія: 50 + r·(x − 50) середній раунд 2 у кожному стовпчику 10% найкращих у раунді 1
Нахил лінії (кореляція)
–
10% найкращих: раунд 1 → раунд 2
–
З них у раунді 2 гірші, ніж у раунді 1
–

Нахил r за різної частки везіння:

Раунд 4 · П'ять пояснень

Чому крайнощі повертаються до середини

Ключ у тому, що ми відбираємо людей за результатом, а результат змішує вміння з везінням. Ось п'ять способів це побачити. Числа в перших двох картках беруться із симуляції раунду 3.

Відбір за крайнощами

Нагору потрапляють ті, кому пощастило

Середнє везіння 10% найкращих у раунді 1–
Везіння тих самих гравців у раунді 2–

Назад у часі

Регресія працює і в зворотний бік

10% найкращих у раунді 2–
Ті самі гравці в раунді 1–

Візьміть найкращих у раунді 2 і подивіться, як вони грали раніше. Вони теж були гіршими. Час тут не важливий, і ніхто не «втомився від успіху». Будь-який відбір за одним виміром показує регресію в іншому.

Контрольна група

Ефект видно і без жодного втручання

Найкращі з похвалою−7,2
Найкращі без похвали−7,2

Щоб дізнатися, чи діє похвала, треба порівняти дві схожі групи: одну хвалять, іншу ні. Ефект похвали дорівнює різниці між змінами в групах. Тут вона нуль. Без контрольної групи падіння на 7 балів легко списати на похвалу.

Не «закон рівноваги»

Везіння не повертає борг

Регресія не означає, що після удачі мусить бути невдача. Везіння в раунді 2 у середньому нульове. Найкращі опускаються до свого справжнього рівня, і нижче вони в середньому не падають. Їхній раунд 2 у середньому все одно вищий за загальне середнє.

І розкид не зменшується: у раунді 2 з'являються нові лідери і нові аутсайдери, яким пощастило або не пощастило вже цього разу.

Для тих, хто любить формули

Вміння, везіння і кореляція

X1 = μ + S + E1,   X2 = μ + S + E2
r = Var(S) / (Var(S) + Var(E)) = 1 − частка везіння
E[X2 | X1] = μ + r · (X1 − μ)  →  μ = 50, r = 0,5, X1 = 70: 50 + 0,5 · 20 = 60
E[E1 | X1] = (1 − r) · (X1 − μ)  →  0,5 · 20 = 10 балів везіння
10% найкращих: μ + σ · φ(z)/0,1 = 50 + 10 · 1,755 = 67,5  →  50 + 0,5 · 17,5 = 58,8

Очікуваний результат у раунді 2 віддаляється від середнього лише на частку r від того, наскільки далеко був раунд 1. Решта відхилення була везінням. Коли везіння немає (r = 1), регресії немає. Коли є лише везіння (r = 0), раунд 2 у середньому дорівнює загальному середньому, хоч би яким був раунд 1.

Раунд 5 · Ускладнюємо

Ліки, обкладинки, другий сезон і зріст

Регресія з'являється всюди, де людей відбирають за одним крайнім виміром, а потім вимірюють ще раз. Оберіть приклад або налаштуйте частку везіння і розмір відібраної групи. Параметри прикладів умовні, вони лише ілюструють механізм.

усі відібрані, перший вимір ті самі, другий вимір

Бонус · Цікаві факти

Що розповісти друзям

1886

Гальтон і зріст

Френсіс Гальтон порівняв зріст дорослих дітей і їхніх батьків. Діти дуже високих батьків у середньому теж були високими, але нижчими за батьків, а діти низьких батьків вищими за них. У статті 1886 року він назвав це «регресією до посередності».

y = a + bx

Звідки назва «регресія»

Лінійна регресія, один із головних інструментів статистики, отримала назву саме від роботи Гальтона про зріст. Слово прижилося, хоча більшість регресійних моделей не має жодного стосунку до повернення до середнього.

2011

Канеман і льотні інструктори

У книзі «Мислення швидке й повільне» (2011) Деніел Канеман розповідає, як пояснював інструкторам ізраїльських ВПС, що похвала навчає краще за покарання. Один інструктор заперечив: після похвали курсанти літають гірше, а після крику краще. Канеман зрозумів, що той бачить регресію до середнього.

SI

Прокляття обкладинки

У США говорять про «прокляття обкладинки Sports Illustrated»: після появи на обкладинці журналу спортсмен часто грає гірше. На обкладинку потрапляють після виняткової серії, у якій везіння теж було на боці спортсмена. Наступна серія ближча до його звичайного рівня.

1933

«Тріумф посередності в бізнесі»

Економіст Горацій Секріст у книзі 1933 року помітив, що найуспішніші компанії з часом стають звичайнішими, а найслабші кращими, і вирішив, що бізнес тяжіє до посередності. Статистик Гарольд Готеллінг у рецензії пояснив, що це регресія до середнього.

1948

Навіщо ліками потрібна контрольна група

Дослідження стрептоміцину проти туберкульозу, опубліковане британською Радою медичних досліджень у 1948 році, вважають одним із перших рандомізованих контрольованих досліджень. Порівняння з контрольною групою відділяє дію ліків від регресії до середнього та ефекту плацебо.

Обговорення

Що ви думаєте?

Поділіться своїм поясненням, запереченням чи варіантом задачі. Для коментаря потрібен акаунт GitHub.

Розсилка

Нові задачі, пояснення й обговорення

Я поступово додаю нові задачі, інші способи їх пояснити й розбори дискусій. Залиште email, і я напишу, коли з'явиться щось нове. Без спаму, відписатися можна в один клік.

Форма підписки з'явиться тут найближчим часом.