Mängden faktorer som avgör utfallet – nödvändiga samband och korrelationer

Det vetenskapliga arbetet handlar oftast om att kartlägga och fastställa nödvändig kausalitet mellan eller inom fenomen och processer. Förhoppningen är att man kan hitta entydiga samband och relationer i kausaliteten. I biologin har du kanske undersökt hur fort ditt hjärta slår efter olika fysiska arbeten. Slagfrekvensen har ett starkt samband mellan din hjärtmuskels styrka och mängden kraft som går åt i det arbete som din kropp utför. Du märker till vardags detta på ett mycket konkret sätt, ditt hjärta slår fortare efter ett stenhårt 100-meterslopp än efter en lätt promenad samma 100 meter. Men många av de fenomen och sammanhang som man studerar inom naturvetenskaperna, samhällsvetenskaperna och humanvetenskaperna är mycket mer diffusa och svårfångade än i de relativt enkla exempel du mött ovan, men den vetenskapliga principen är ändå den samma!

I några fall beror ett utfall på att två eller flera faktorer styr utfallet. En funktion av sådant slag har du möjligtvis mött om du läst ekonomi i den klassiska analysmodellen av vilka faktorer som bestämmer priset på en vara/tjänst. Enligt denna modell är priset en funktion av jämvikten mellan utbudet av varan/tjänsten och efterfrågan på den. Således gäller att om jämvikten rubbas, exempelvis genom att efterfrågan ökar så ökar priset; samtidigt minskar priset om efterfrågan sjunker. Även om denna teoretiska analysmodell var den första som du fick lära dig när du läste ekonomi så var nog din lärare ganska snabb med att förklara att verkligheten är mer komplicerad och att det är flera faktorer än utbud och efterfrågan som bestämmer ett pris, exempelvis vilken sorts vara det är. Lyxvaror som exempelvis bilar från Lamborghini har låg efterfrågan men ett enormt pris. Att beräkna och visa på samband av denna mångfaktoriella art kan man göra såväl algebraiskt som grafiskt och mycket av din matematiska träning de senaste åren har handlat att om att träna denna förmåga. Funktionslära och differentialkalkyler har hjälpt dig att förstå och beräkna dessa samband. Med matematiska begrepp kan man uttrycka det så att priset är en funktion av jämvikten mellan utbudet och efterfrågan. Priset är en beroende variabel och beror på de oberoende variablerna utbud och efterfrågan. Precis som värdet på ditt BMI beror på hur lång du är och vad du väger. BMI-värdet är en beroende variabel och beror på just din längd och vikt. Din längd och vikt är oberoende variabler som kan förändra sig fram och tillbaka, och beroende på hur de rör sig så förändras också ditt BMI-värde.

De allra flesta fenomen i vår verklighet har ännu mer komplicerade och svårfångade relationer och samband.  Tänk själv på dina framgångar och misslyckanden i skolan. Det är inte så enkelt att din prestation hänger ihop en enda faktor, såsom exempelvis din motivation för dagen. Istället är det många faktorer i just din situation som ligger till grund för och skapar din framgång. Det kan vara exempelvis dina förkunskaper, dina ambitioner med studierna, dina föräldrars stöd och utbildningsnivå, din lärares kunskaper och engagemang. Att fastställa vilka faktorer (variabler) som påverkar ett objekt eller händelse kan ibland visa sig enormt svårt, eftersom det kan finnas såväl direkta orsaker som bakgrundsfaktorer (indirekta). Ännu en svårighet är att hitta kvantifierbara skalor att bedöma faktorernas värden efter. Hur ska man exempelvis klassificera och kvantifiera en psykologisk sinnesinställning som motivation? Dessutom hur ska man veta att man studera ett faktiskt samband, en kausalitet och inte en samvariation, en korrelation? I fallet med det kokande vattnet kan vi relativt lätt avgöra det nödvändiga sambandet mellan höjd värme och kokande vatten, men ofta är det svårt att bevisa ett nödvändigt samband. Istället får man ägna sig åt att studera samvariation och korrelation mellan olika fenomen och händelser.

Att fastställa vilka faktorer (variabler) som påverkar ett objekt eller händelse kan ibland visa sig enormt svårt, eftersom det kan finnas såväl direkta orsaker som bakgrundsfaktorer (indirekta).

Ta som exempel Marshallförstärkarhypotesen! Om du lägger en spridningsgraf över antalet Marshallförstärkare i världen fördelat på länder och ovanpå den lägger en spridningsgraf över våldskonflikter i världens länder så blir det uppenbart att i länder med högt antal Marshallförstärkare är det fredligare än i länder med lågt antal Marshallförstärkare. Det verkar alltså finnas ett linjärt samband mellan Marshallförstärkare och fred i världen. Utbryter det ett krig skulle det alltså ligga nära till hands att öka importen av Marshallförstärkare till landet för att bygga långvarig fred. Men en sådan slutsats är förhastad. Marshallförstärkare och krig/fred har inget nödvändigt (kausalt) samband. Marshallförstärkare är inte orsak till krig/fred (effekt, verkan). Det enda man egentligen konstaterat är att två skilda fenomen förekommer samtidigt, fenomenen samvarierar alltså. Rimligtvis är det så att förekomsten av Marshallförstärkare är ett tecken på kraften i ett lands ekonomi och privata konsumtion, en ekonomi som i sin tur är beroende av fredliga förhållanden för att vara stabil. Det finns alltså en indirekt relation mellan förstärkare och fred sådan att fred gynnar en ekonomi som i sin tur ger människor nog med ekonomisk styrka för att köpa förstärkare till sina gitarrer.

Att det finns en korrelation mellan två variabler behöver alltså inte med nödvändighet innebära att det finns en relation eller samband mellan dem. Istället får man som vetenskapsman studera korrelationer och samvariation mellan olika variabler för att avgöra om och hur de hänger samman. Det man ofta undersöker är om det finns ett linjärt samband (positivt eller negativt) mellan två eller fler variabler eller om sambandet är icke-linjärt. För att undersöka detta gör man statistiska metoder. Man kan studera styrkan och riktningen på sambandet mellan två variabler med hjälp av korrelationsanalytiska metoder, såsom Pearsons produktmomentkorrelationskoefficient och Spearmans rangkorrelation. En vanlig metod inom alla vetenskaper för korrelationer är olika former av regressionsanalyser.

Försök att identifiera de samband som finns inom det ämne du studerar. Vilka typer av samband är det frågan om; nödvändiga samband, korrelationer, samvariationer …?? Här finns det mycket intressant att utforska om man som både elev och handledare håller på med ”forskning” på gymnasienivå. På gymnasiet har vi inte samma krav på omfång, teoretisk anknytning och metodologisk medvetenhet som vi har på akademisk nivå men vi arbetar i grunden med samma problematik. Vi observerar, upptäcker att saker uppträder samtidigt eller följer på varandra och vill med olika metoder försöka komma fram till förklaringar till och förståelse för varför det är på ett visst sätt. Hur kan vi förklara och förstå det vi ser?