Новый метод отличает причинно-следственные связи от ложных корреляций

Определение причин изменений в сложных системах, таких как экосистемы, — сложная задача. Учёные из Института океанографии Скриппса Калифорнийского университета в Сан-Диего и их коллеги разработали новый подход, помогающий экологам отличать истинные причинные взаимодействия от вводящих в заблуждение корреляций.

Метод, описанный в статье "Detecting Causality in Complex Ecosystems" в журнале Science, извлекает "сигнатуру" причин, заложенную в экологических наблюдениях — исторических записях, известных как временные ряды. Этот новый математический подход выводит причины из следствий.

Например, их техника, называемая "convergent cross mapping", была применена к данным о популяциях анчоусов и сардин, чтобы определить, взаимодействуют ли виды и ответственны ли за взлёты и падения численности друг друга. Используя данные Калифорнийского департамента рыболовства и дикой природы и программы CalCOFI, исследователи подтвердили, что, хотя бумы и спады численности сардин и анчоусов движутся синхронно в противоположных направлениях, они не влияют друг на друга (ложная корреляция). Однако инструмент смог выявить, что температура поверхности моря, хотя и не коррелирует ни с одной из популяций рыб, является скрытой силой, управляющей изменениями для обоих запасов.

"Главная новизна этого метода в том, что он основан на динамическом и взаимосвязанном взгляде на природу", — сказал Джордж Сугихара, ведущий автор исследования.

Новый инструмент отличается от методов, разработанных экономистами Клайвом Грэнджером и Робертом Энглом для финансовых и экономических данных, которые принесли им Нобелевскую премию. Метод Сугихары и его коллег разработан специально для анализа сложных экосистем, но его применение может иметь далеко идущие последствия в различных областях науки.

Учёные из Скриппса уже применяют этот инструмент для изучения конкретных океанических явлений, таких как вредоносное цветение водорослей.