有向无环图中的边是否代表因果关系?

机器算法验证 因果关系 图形模型 贝叶斯网络 达格
2022-03-09 18:54:52

我正在学习概率图形模型,这是一本自学的书。向无环图 (DAG)中的边是否代表因果关系?

如果我想构建一个贝叶斯网络,但我不确定其中的箭头方向怎么办?所有数据都会告诉我观察到的相关性,而不是它们之间的相互联系。我知道我问的太多了,因为我确信后面的章节会解决这些问题,但只是我无法停止思考。

4个回答

许多结构学习算法只能对竞争结构进行评分,直到它们的马尔可夫等价,因此不可能仅基于数据为贝叶斯网络 (BN) 学习独特的 DAG,这使得因果关系假设存在问题。斯皮特斯等人。将此问题称为“统计不可区分性”,并在他们的书中对其进行了详细讨论。

我认为 DAG 中的边缘应该主要被解释为概率依赖关系,这也有助于洞察因果关系。这与“因果”贝叶斯网络(包括 Judea Pearl)支持者的观点一致,他们认为 BN 所代表的概率分布具有潜在的因果结构。

带回家的信息是,在这个问题上不存在总体协议。但我想我上面分享的观点是一个更安全的观点。

如果我乐于假设这种关系是因果关系,我只会画一个有向的边缘。这个假设当然不能通过观察数据来验证,但是通过将一组假设的因果关系形式化为 DAG,我可以确定要调整哪些变量,以便对图中的给定关系做出最好的因果推断。从我的角度来看,如果 DAG 为真(大 if,尤其是 acylic 位),那么观察到的变量之间的关系应该看起来是某种方式;但它仍然是一个完整的抽象,如果您添加不反映假设因果关系的箭头,我看不出该抽象的价值。

是的,DAG 中的边代表因果关系。考虑一条从出发的边,这意味着 '导致'ABAB

同样不可能构建一个独特的贝叶斯网络,因为不同的概念可能导致构建不同的图。

可以在此处找到了解更多信息的好资源。

正如朱巴尔布所说,在这个问题上没有总体共识。因此,我将提出另一个尚未涵盖的观点。对于因果 DAG,因果结构通常被认为是由没有箭头编码的。在这个框架下,箭头可能是因果的,也可能不是,但缺失的箭头必须被强烈地相信或知道不是因果的。这可能不适用于贝叶斯网络,但是由于您更普遍地提出了问题,因此我认为值得注意。

此外,如果你想学习一个网络,它无法告诉你箭头的方向,因为关联沿着箭头双向流动。您必须对方向性做出一些假设或强加一些有关时间顺序的信息。