◇◇新语丝(www.xys.org)(xys8.dxiong.com)(xys.ebookdiy.com)◇◇   小议“回归常态”现象   作者:捉鱼小子   当有朋友处于人生低谷、陷入困境的时候,人们常这样安慰朋友:人生总有 起伏,时高时低,不要放弃,只要坚持下去,以后总会好起来的。这一浅显的人 生哲理涉及到一个统计学现象:回归常态(Regression to the mean)。   回归常态是指:如果一个随机变量的当前测量值严重偏离其均值,那么它的 下一个测量值有向其均值回归(即回落或回升)的趋势。回归常态的必要条件是 这一变量需有一定的随机波动性。比如学生的考试成绩不完全是有学识决定的, 还有一部分的运气成分在里面。如果有个平时成绩一向都不好的学生在一次考试 中撞大运考了个好成绩,那么他在下一次的考试成绩很可能会回落。   回归常态这一现象最初是由达尔文的表弟高尔顿指出的。他在遗传学研究中 注意到,身高具有绝对优势的父母,往往不能将其身高优势“完全地”遗传给其 子女。比如,如果父母双方分别比男女平均身高高出20厘米,那么他们子女的身 高优势往往小于20厘米,即更趋近于人群的平均身高。高尔顿将这种现象成为 “回归(Regression)”,并发明了称为线性回归(Linear regression)的统 计方法来定量分析父母与子女身高的相关性。   我们的日常生活中有很多回归常态现象的例子。例如,假设你带女朋友去一 家餐馆吃晚饭,这是你们第一次去这家餐馆。你们在那里享用也一顿美味可口的 大餐,你女朋友觉得非常满意。所以过段时间后你们打算再去那家餐馆,但是这 次你女朋友可能会感到失望,觉得体验没有第一次那么好了。这是因为,在餐馆 的就餐体验是多个因素共同作用的结果。第一次去的时候能有超常的满意度,除 了菜肴可口、服务周到外,可能巧合那天你女朋友升职加薪了,在你们吃晚饭前 你还刚给她买了一条她心仪已久的裙子。第二次再去的时候,虽然菜肴也服务都 差不多,但是升职加薪的好心情已经平复,另外又没收到礼物,所以觉得晚饭也 就一般般吧。另一个很好的例子是奥运冠军,他们在拿到奥运冠军后成绩往往会 下降。这是因为,他们能拿到奥运冠军,除了依靠自身的实力过硬外,当时的运 气也往往都很好。而此后,自身的实力可能并没有下降,但是运气不一定时时都 那么好。   我们很多时候会被回归常态现象误导。比如有些家长在孩子犯了大错或成绩 明显退步的时候就大打一顿,此后孩子的表现或成绩往往会进步,就得出了 “棍棒之下出孝子”的结论。其实孩子偶尔犯了大错或在一次考试中成绩明显退 步,多数情况下只是过失或失误,往后自然是会恢复到常态的,跟棍棒不一定有 太多关系。人们觉得算命“大仙”能转运也是回归常态现象在作怪。假设有个人 最近运气很差,感情、工作、学习、家庭、健康等各方面都出现了一些问题。心 情低落的他在路边遇上一个算命的,就上去算了一挂,说500元跟他买个开光佛 像玉坠戴上半年,可保转运。戴了半年之后,他发现某些方面确实好起来了,以 为真是佩戴玉坠的效果,从而对该“大仙”深信不疑。其实一个像他当时这么惨 的人,半年之后更惨的可能性又有多大呢?更大的可能是会往好的方向发展,即 回归常态,这跟佩戴玉坠一点关系都没有。   有些回归常态现象比如容易被认识和理解,比如玉坠转运的例子;但是有一 些情况,人们会对回归常态现象对我们的误导深信不疑,尤其是涉及到亲身体验 过的疾病治疗时。有些疾病的病程较长,病情是随着人体的各项生理指标、情绪、 疼痛等等都是起伏变化的。我们决定看病吃药的时候往往是身体某方面严重偏离 常态的时候。比如在腰腿痛痛得厉害的时候,如果去找个老中医针灸一段时间, 即使针灸一点远期效果都没有(针灸的近期阵痛效果与人体受刺激后释放内啡肽 有关,与中医所说的经络穴位无任何关系),多数人的疼痛程度还是会因为波动 而回归到平时的水平,从而感觉确实好了很多。很多人会把这个效果归因为针灸 的作用,并坚定地认为这是他们“亲身体验”过的。很多自限性疾病也随着时间 的推移而向常态回归。比如感冒,我们随便向周围的亲戚朋友问问,都可以征集 到上百个经他们“亲身验证有效”的治感冒的中草药偏方。其实不管你吃什么, 在回归常态的作用下,你都会觉得是“有效”的,所以民间感冒偏方那么多也就 不奇怪了。在这些个人体验中,除了回归常态现象的误导,可能还会有误诊、安 慰剂效果、心理暗示等很多干扰因素的影响。所以 “亲身体验”,即个案,是 没法客观评价药物或治疗方式的有效性的。   回归常态现象除了会误导我们的个人感受,还会误导科学研究。为了便于理 解,可以利用一个假想的例子来说明。假设我们想研究看韩剧是否能提高小学生 的英语成绩。我们找500个从未学过英语的中国小学生来考试,让他们做100道英 语的对错判断题。然后选取成绩最低的50个学生,并让他们看2个小时的韩剧, 之后再做100道英语判断题。我们知道,这些学生的英语是零基础,而看韩剧对 学英语应该是不会有什么帮助。可以认为学生在两次考试中的成绩应该是完全靠 运气瞎蒙的。根据统计分布可以算出,在第一次考试中成绩最低的50个学生中, 他们第一次的平均成绩在42分左右,第二次的平均成绩因为回归常态的作用而趋 近于50分,即平均成绩提高了8分左右。如果我们采信了这个研究结果,那么我 们就会得出韩剧有助于提高英语成绩的错误结论。哈佛大学的格兰特幸福试验是 一个回归常态现象的实际例子。该试验选择了268名有强健体魄、阳刚之气和健 美身材哈佛男生,然后追踪70年,以试图寻找幸福人生的公式。可以想象的到, 经过70年这么长的时间跨度,这些人的人生也必将经历各种起伏,回归常态。   在看韩剧提高英语成绩假想试验中,我们只选取了第一次考试成绩最低的50 个学生,这是引入回归常态作用的关键一步。如果我们让500个学生都看韩剧并 参加第二次考试,那么前后两次的平均成绩应该就不会有明显差异。然而,在很 多医学试验中,我们只能选取病人(即某些指标偏离常态的人)来参加试验。比 如,为了评价一个降血脂药的效果,选取的试验对象是在筛查中血脂水平高出正 常范围的人。即使该降血脂药一点效果都没有,但是因为有部分试验对象的血脂 水平会由于波动变化而会在一定时间后向均值回归,等治疗期结束进行第二次测 量时,还是会观察到血脂平均值的降低。这是一个在科研上广泛存在的问题。大 量的中医药类研究论文在没有考虑回归常态作用的情况下得出了有效性结论。甚 至很多保健品的功效就是这样被“验证”出来的。   那医学试验中如何去解决回归常态这个问题呢?我们可以将试验对象随机地 分成两组,一组使用该降血脂药,另一组使用安慰剂。在治疗开始之前,在大样 本量和充分随机的条件下,两组的血脂平均值应该是基本等同的。等治疗期结束 后,两组由于回归常态的作用而导致的血脂降低幅度应该是相当的。将两组血脂 平均值相减时,两组的回归常态作用会相互抵消,从而得到该降血脂药的真实效 果。这个试验方法称为随机对照临床试验(Randomized clinical trial)。随 机对照临床试验不仅能解决回归常态的问题,还克服了其它外部干扰因素,从而 使两组的结果具有可比性。综合而言,在医学研究中,由于某项关键指标偏离正 常范围往往是招募试验对象的必要条件,因而治疗后的该指标测量值必然会受到 回归常态作用的影响。它不仅会出现在现代医学研究中,也同样会出现在中医药 研究中。所以不仅现代医学应该接受随机对照临床试验的检验,中医药的有效性 也同样应该接受随机对照临床试验的检验。   综上所述,回归常态是一个非常有意思的统计学现象。如果我们没有考虑到 它的存在,它会在很多生活观察中误导我们,甚至使科学研究得出错误的结论。 随机对照临床试验是避免回归常态作用的误导的有效方法,它不仅适用于现代医 学研究,同样适用于中医药研究。 ◇◇新语丝(www.xys.org)(xys8.dxiong.com)(xys.ebookdiy.com)◇◇