[科普中國]-工具變量

工具變量（英語：instrumental variable，簡稱“IV”）也稱為“儀器變量”或“輔助變量”，是經(jīng)濟(jì)學(xué)、計量經(jīng)濟(jì)學(xué)、流行病學(xué)和相關(guān)學(xué)科中無法實現(xiàn)可控實驗的時，用于估計模型因果關(guān)系的方法。

簡介工具變量（英語：instrumental variable，簡稱“IV”）也稱為“儀器變量”或“輔助變量”，是經(jīng)濟(jì)學(xué)、計量經(jīng)濟(jì)學(xué)、流行病學(xué)和相關(guān)學(xué)科中無法實現(xiàn)可控實驗的時，用于估計模型因果關(guān)系的方法。

在回歸模型中，當(dāng)解釋變量與誤差項存在相關(guān)性（內(nèi)生性問題），使用工具變量法能夠得到一致的估計量。內(nèi)生性問題一般產(chǎn)生于被忽略變量問題或者測量誤差問題。當(dāng)內(nèi)生性問題出現(xiàn)時，常見的線性回歸模型會出現(xiàn)不一致的估計量。此時，如果存在工具變量，那么人們?nèi)匀豢梢缘玫揭恢碌墓烙嬃俊８鶕?jù)定義，工具變量應(yīng)該是一個不屬于原解釋方程并且與內(nèi)生解釋變量相關(guān)的變量。在線性模型中，一個有效的工具變量應(yīng)該滿足以下兩點：

此變量和內(nèi)生解釋變量存在相關(guān)性；

此變量和誤差項不相關(guān)，也就是說工具變量嚴(yán)格外生。12

定義工具變量的正式定義由Pearl于2000年運用反證法和圖形評價法提出。2008年，Heckman討論了因果律在計量經(jīng)濟(jì)學(xué)中的表示，以及與工具變量和其他方法之間的關(guān)系。

Philip G. Wright 在他1928年出版的書《The Tariff on Animal and Vegetable Oils》里面第一次提到了工具變量理論。3

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

杜強(qiáng) - 高級工程師 - 中國科學(xué)院工程熱物理研究所