社會科學中的許多重大問題都涉及因果關係。比如移民會如何影響工資和就業水平？受過更久的教育會如何影響一個人未來的收入？這些都是很難回答的問題，因為我們沒有可用來作比較的東西。我們無法知道如果移民減少，或者某個人中斷了學習會發生什麼。
建立因果關係的一種方法是使用隨機實驗，即研究人員通過隨機抽籤的方式，將個體分配到試驗組。這種方法常用於新藥物的功效研究，卻不適用於研究許多社會問題——舉例來說，我們無法用隨機實驗來決定誰能上高中，誰不能。
儘管面臨諸多挑戰，但今年的諾貝爾經濟學獎的獲得者們證明了，社會上的許多重大問題是可以得到解答的，解決方案就是使用自然實驗。自然實驗指的是出現在現實生活中的類似於隨機實驗的情況，它們可能是由於自然的隨機變化導致的，也可能是因為制度或政策的變化導致的。
2021年諾貝爾經濟學獎得主。| 圖片來源：nobelprize.org
我們可以用一個具體的例子來說明自然實驗是如何進行的。
一個與社會以及年輕人在思考未來時有關的問題是，如果年輕人選擇受更久的教育，他們能夠多賺多少錢？要回答這個問題，我們可以著手調查人們的收入與教育背景的相關資料。在任何可以想象的情況下，受教育時間越久的人收入越高。例如，對於出生在上世紀30年代的美國男性來說，那些多受了一年教育的人的收入平均高出了7%。
圖片來源：Johan Jarnestad/The Royal Swedish Academy of Sciences
那麼，這是否意味著我們可以說，多出的那一年教育可以增收7%？答案是否定的。選擇受更長期教育的人與選擇短期教育的人在許多方面是不同的。例如，有些人可能在學習和工作方面很有天賦，這些人可能會繼續學習，但即使他們沒有繼續學習，也仍然可能擁有高的收入。有可能是只有那些期望受教育能有所回報的人才會選擇延長受教育的時間。
同樣的問題在我們想要調查收入如何影響壽命時也會遇到。從資料來看，收入越高的人壽命越長。但壽命長真的是因為收入高嗎，還是說是因為這些人的其他特質，使他們既長壽又賺得更多？諸如此類的使我們質疑相關性是否等同於因果關係的例子不勝列舉。
那麼，如何才能用自然實驗來檢驗更長的教育年限是否會影響未來收入呢？
在一篇具有里程碑意義的論文中，Joshua Angrist與他已故的同事Alan Krueger展示瞭如何做到這一點。在美國，青少年在16歲或17歲時可以離開學校，具體情況取決於他們所在的州。因為在某一歷年出生的所有孩子的起始上學日期都是一樣的，所以在這一歷年中更早出生的孩子比在這一歷年中更晚出生的孩子更早離開學校。
Angrist和Krueger比較了一年中的第一季度和第四季度出生的人，他們發現，第一季度的人平均受教育的時間更少；第一季度出生的人的收入也低於第四季度出生的人。因此當他們成年時，他們的受教育程度和收入都低於同年晚些時候出生的人。
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由於一個人的出生時間是隨機決定的，因此Angrist和Krueger能夠利用這個自然實驗建立一個因果關係，表明受教育程度越高，收入越高。他們發現，多一年的教育對收入的影響是9%。令人驚訝的是，從資料來看，這種影響比教育和收入之間的聯繫（7%）更強。如果有抱負又聰明的人同時擁有高的教育程度和高收入，那麼結果應該是反過來的，這種相關性應該比因果關係更強才對。
這一觀察結果對如何解釋自然實驗結果提出了新的問題。這些問題後來由Angrist和Guido Imbens回答了。
在上世紀90年代初的開創性工作中，David Card利用自然實驗分析了勞動力經濟學的一些核心問題——比如最低工資、移民和教育的影響。
在上世紀90年代初，經濟學家的傳統觀點認為，提高最低工資會導致就業減少，因為這會增加企業的工資成本。然而，支持這一結論的證據並不能完全令人信服。為了調查提高最低工資如何影響就業，David Card和Alan Krueger採用了自然實驗。| 圖片來源：Johan Jarnestad/The Royal Swedish Academy of Sciences
這些研究結果挑戰了世俗認知，導致了新的分析和更多的見解。他的研究結果表明，提高最低工資並不一定會導致就業機會的減少。我們現在知道，在一個國家出生的人，其收入可以從新移民中受益，而較早移民的人則有可能受到負面影響。他的結果還讓我們意識到，對於學生在未來勞動力市場上的成功來說，學校的資源遠比之前想象的還重要。
直至今日，Card仍然在這方面繼續作出重要貢獻。總的來說，與30年前相比，我們現在對勞動力市場的運作方式有了更好的理解。
自然實驗與臨床試驗具有一個重要的區別在於，在臨床實驗中，研究人員可以完全控制哪些人接受治療（試驗組），哪些人不接受治療（控制組）；而在自然實驗中，研究人員雖然也能獲得來自試驗組和控制組的資料，但與臨床試驗不同的是，自然實驗中個體可以自己選擇是否想要參與到提供的干預中。這就使得對自然實驗的結果進行解讀變得十分困難。
在1994年的一項創新研究中，Angrist和Imbens展示了在人們不能被迫（也不能被禁止）參與的正在研究的自然實驗中，可以從中得出哪些因果關係結論。他們創建的框架從根本上改變了研究人員利用自然實驗或隨機現場實驗資料處理經驗問題的方式。
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經濟科學獎委員會主席Peter Fredriksson說：「Card對社會核心問題的研究，以及Angrist和Imbens在方法論上的貢獻，表明了自然實驗是一個豐富的知識庫。他們的研究極大地提高了我們回答關鍵因果問題的能力，這為社會帶來了巨大的益處。」
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文：原原
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