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普通原因与特殊原因

平常的起伏出自系统本身,异常的跳动可能另有原因。

Common vs. Special Cause Variation◷ 约 4 分钟▤ 1 个真实故事换成 AI 也一样在知识地图里看它和谁相连 →

1998 年 3 月 23 日,星期一,哈罗德·希普曼又请海德镇布鲁克诊所的一位医生替他会签一张火化表。布鲁克诊所就在市场街上,正对着他的诊室。调查委员会后来认为,诊所很可能就在那天把数字调了出来:三个月里,他们替独自行医的希普曼签了 16 张这样的表,这还不算死在医院的、土葬的、交给验尸官的。布鲁克诊所自己有五位医生、大约 9500 名病人,同期记录的死亡是 14 或 15 人,连死在医院的也算在内。

他们估计希普曼的病人大约 3000 人。这样算,他的死亡率「至少」看上去是他们的三倍左右。可在这之前的几个月里,每次有人不安,得到的都是寻常的解释:他的老年病人多;他出了名地爱上门看病。

第二天早上,一位合伙人打电话给验尸官,验尸官请警方调查。调查委员会发现,负责的警探对「这些数字和死亡率毫不重视」,4 月 17 日就结束了调查。那年 9 月被捕之前,希普曼又杀了三个病人。调查委员会最终认定,他至少杀害了 215 名病人。其余经过见案例。

波动什么时候意味着出了事

「波动什么时候意味着出了事?」这是沃尔特·休哈特 1931 年一本书里的小节标题。他是贝尔电话实验室的技术人员。他写道,有些波动来自「未知的或偶然的原因」,一个过程仍可以在稳定的范围里上下起伏;如果凭过去的经验,能大致预测它将来会在什么范围里变动,他就说这个过程「受控」。另一些波动来自他所说的「可查明的原因」,他写道,这类原因「可以找到并消除」。

如今这两类波动通常换了名字。按英国国家医疗服务体系(NHS)英格兰的一份指南的说法,普通原因造成的是「正常的波动」,特殊原因则表现为「不寻常的模式」,「不太可能是偶然出现的」。

平常的起伏出自系统本身,异常的跳动可能另有原因。难就难在,眼前这一下到底是哪一种。

想想上班通勤:看红绿灯和路况,单程 25 到 35 分钟。追问周二为什么比周一多花了四分钟,通常问不出什么。哪天花了 70 分钟,就不一样了:多半出了什么事,值得弄清楚。

两种认错

按质量工程师穆斯塔法·施赖姆在戴明研究所网站上的概括,休哈特指出过两种错误。第一种,结果其实来自普通原因,却当成特殊原因去应对,这就是瞎调。第二种反过来,结果其实有特殊原因,却当成平常。

在海德镇,第二种错误有很好的掩护。老年病人多、医生爱上门,都是说得通的解释,也都是在讲系统本身。可数字显示的差距,比这些因素通常能造成的大得多。

统计方法带来的,是反方向的风险:把平常当成有事。后来研究者把统计过程控制里的累积和控制图,用在 1993 到 1999 年间 1009 名全科医生的病人死亡数上,有 33 名医生越过了报警线,希普曼是其中之一。作者认为,数据质量差,加上病人住在养老院或临终关怀机构这类因素,很可能解释了其余大部分警报。2008 年的一项研究指出,希普曼并不是最极端的那个离群值,并得出结论:这类监测充其量只能当「最后一道防线」。图表能告诉你该往哪儿看,却不能告诉你会看到什么。

排名垫底的那个

NHS 英格兰的「让数据说话」(Making data count)指南,讲过医疗系统里两种常见做法的局限:拿这个数据点和上一个比,以及红黄绿灯式的报表。它举了一个例子:「指标上升 2%,达到 79%,但显示的是普通原因波动。」它建议对决策者这样说:「没有显著变化。」说到排名,它问:垫底的那个是需要支援,还是「只是因为总得有人垫底」?

设想一位区域经理,每个月给六家门店里营业额最低的那家打电话。多数月份,这个电话也许落在一家只是手气不好的店头上。等到真有一家店连续三个月掉到自己往常的范围以下,看起来也可能只是又一个糟糕的月份,真正该打的那个电话,反倒可能没打。

记分牌上的噪声

AI 模型也有记分牌。Anthropic 在 2024 年一篇讲评测统计的文章里问:一个模型在某项测试上胜过另一个,「能力差异是真的,还是其中一个模型只是在抽到的题目上运气好?」它建议报告误差范围,并发现在常用的评测上,考虑了题目彼此相关之后,标准误差「可能比简单算出的大三倍以上」。它写道,忽略这一点,「可能让研究者在实际上不存在差异时,误以为测到了模型能力的差别」。这是第一种错误。它也提醒了第二种:题目太少时,「小的差异很可能测不出来」。

它给的办法包括:两个模型逐题配对比较;事先算好,要看出你在意的那么大的差距,需要多少道题。一个团队拿几十个测试用例比较两版提示词,面对的就是缩小版的休哈特之问:这点差距,是平常的散布,还是一个值得去找的原因?

先看几件事

玩一玩

出处

  1. The Shipman Inquiry, Second Report: The Police Investigation of March 1998, Cm 5853, July 2003
  2. Paul Aylin, Nicky Best, Alex Bottle and Clare Marshall, Following Shipman: a pilot system for monitoring mortality rates in primary care, The Lancet 362 (2003): 485–491
  3. Bruce Guthrie et al., Routine mortality monitoring for detecting mass murder in UK general practice: test of effectiveness using modelling, British Journal of General Practice 58 (2008): 311–317
  4. Walter A. Shewhart, Economic Control of Quality of Manufactured Product, 1931 (Internet Archive)
  5. Mustafa Shraim, Impact of Process Tampering on Variation (Experiment), The W. Edwards Deming Institute, January 14, 2019
  6. NHS England and NHS Improvement, Making data count: strengthening your decisions, 2019
  7. Anthropic, A statistical approach to model evaluations, November 19, 2024
  8. Imperial College London, New system developed to monitor deaths in general practice (press release), EurekAlert!, July 2003
  9. Bruce Guthrie, Tom Love, Rebecca Kaye, Margaret MacLeod and Jim Chalmers, Routine mortality monitoring for detecting mass murder in UK general practice: test of effectiveness using modelling, British Journal of General Practice 58 (2008): 311–317