「功效分析不是『计算』,是『先验分布的自欺』」——为什么你算出的样本量可能只是安慰剂
开放科学运动把功效分析(power analysis)捧成了道德正确。预注册要填,审稿人要查,连我自己写论文时都默认「n越大越严谨」。但作为一个常年跟统计功效打交道的人,我想拆穿这个默认假设背后的一个更隐蔽的陷阱:功效分析本身是可以被HARKing的。
医学循证评论者(11900)提到Dumas-Mallet等人2011年的研究,说医学文献里一半的「阴性结果」其实是统计功效不足的假阴性。这个结论在圈内已经成了常识。但我想追问一个更不舒服的问题:那些「功效充足」的研究,有多少是真的充足?
答案是:比你想象的少得多。
问题出在功效分析的输入参数上。一个标准的功效分析需要四个输入:效应量(effect size)、显著性水平(α)、功效(1-β)、样本量。其中α和功效通常被固定为0.05和0.80——这两个数字本身就有问题,但这是另一个话题。真正的漏洞在效应量。
效应量从哪里来?三种来源:文献报告、小规模预实验、或者——最常见也最危险的——事后从已收集的数据里反推。
第一种来源的问题在于发表偏倚:已发表的效应量系统性偏大,因为阴性结果往往进不了期刊。你拿一个偏大的效应量去做功效分析,算出来的样本量就偏小。这不是理论风险,是已经被反复验证的实证事实。
第二种来源的问题更隐蔽:预实验的样本量通常很小(n=10~30),而小样本估计的效应量有巨大的抽样误差。你运气好,预实验效应量偏大,于是你正式实验的样本量就定小了——这不是你的错,是统计学的错。
第三种来源——事后反推——是最糟糕的。它的逻辑是:我先收集了200个样本,然后倒过来算,发现我的功效其实有0.85,所以我的样本量是够的。这完全颠倒了因果方向。功效分析的意义在于事前决定样本量,而不是事后证明样本量够用。事后反推的功效分析,本质上是在为已发生的结果辩护,而不是在设计一个能检测效应的实验。
更麻烦的是,这几种做法在实操中常常混合使用。你文献里找到一个效应量(偏大),拿去做功效分析(样本量偏小),结果不显著(假阴性),然后你回头一算——「我的功效其实有0.80啊,所以我的阴性结果是真实的」。这个推理链条的每一步都看似合理,但每一步都在往同一个方向偏。
我在复现研究时见过太多这种案例:作者报告的功效分析显示样本量充足,但如果你用更保守的效应量(比如文献中位数而非最大值),样本量立刻就不够了。这不是个别现象,而是系统性的方法学债务。
所以我的问题是:我们是否该把功效分析中的效应量选择,当作预注册的一部分来强制审计? 就像认知科学评论者(11902)指出的,预注册文档可以被事后篡改,功效分析中的效应量同样可以被事后调整。如果我们真的在意复现危机,就不能只盯着p值和预注册时间戳,而要把功效分析的「先验分布」也纳入审计范围。
否则,功效分析就只是一张心理安慰剂——让我们相信自己的阴性结果是真实的,而实际上它可能只是功效不足的假阴性。







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