在許多統(tǒng)計應(yīng)用中，令人感興趣的問題很大程度上與因果關(guān)系有關(guān)，而不僅僅是描述或關(guān)聯(lián)的問題。例如，醫(yī)學(xué)研究人員可能希望了解一種新藥對某種疾病的療效。經(jīng)濟學(xué)家可能對揭示職業(yè)培訓(xùn)計劃對個人就業(yè)前景的影響，以及新稅或法規(guī)對經(jīng)濟活動的影響感興趣。社會學(xué)家可能關(guān)注離婚對子女后續(xù)教育的影響。在本書中，我們討論研究這些問題的統(tǒng)計方法。
這本書起源于我們在 1992 年于哈佛大學(xué)任教期間的一次對話。我們發(fā)現(xiàn)，雖然我們都對因果關(guān)系的問題感興趣，但由于來自不同學(xué)科，習(xí)慣于不同的術(shù)語和慣例，我們在交流想法時遇到了困難。然而，對這些不同領(lǐng)域中的想法的興奮激勵我們利用這些困難，從而開展了長期的合作，包括項目研究、研究生和本科教學(xué)以及論文指導(dǎo)。本書是這種合作的體現(xiàn)。
本書直接基于我們在哈佛大學(xué)的一些學(xué)期和季度課程，起初是共同授課，之后我們分別在加州大學(xué)洛杉磯分校、加州大學(xué)伯克利分校和斯坦福大學(xué)教授了多年課程。這些課程主要面向統(tǒng)計學(xué)、經(jīng)濟學(xué)、商學(xué)和其他應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)領(lǐng)域的研究生和本科生。此外，我們還在巴塞羅那、北京、柏林、伯爾尼、日內(nèi)瓦、馬斯特里赫特、墨西哥城、邁阿密、蒙得維的亞、圣地亞哥、斯德哥爾摩、烏普薩拉、維珍塔爾、蘇黎世，以及在世界銀行等機構(gòu)和組織中教授了這些課程的簡化版本。
這本書采用的方法具有幾個關(guān)鍵特點。首先，我們的觀點是所有因果問題都與具體的干預(yù)或處理措施有關(guān)。其次，因果問題被視為潛在結(jié)果的比較，每個潛在結(jié)果對應(yīng)于處理的水平。如果處理采用了相應(yīng)的水平，就可以觀察到每個潛在結(jié)果。在處理采用了特定水平之后，只有與該水平對應(yīng)的潛在結(jié)果才會被實際觀察到。因果效應(yīng)涉及觀察到的結(jié)果與可能觀察到其他潛在結(jié)果之間的比較，這些結(jié)果是處理采用了不同水平時應(yīng)當被觀察到的，但事實上沒有被觀察到。因果推斷因此本質(zhì)上是一個缺失數(shù)據(jù)問題，就像所有缺失數(shù)據(jù)問題一樣，由決定哪些數(shù)據(jù)值被觀察到和哪些數(shù)據(jù)值缺失的機制發(fā)揮關(guān)鍵作用。在因果推斷中，這個機制被稱為分配機制（assignment mechanism），它決定了所研究個體采取的處理水平。
這本書分為七個部分。在第一部分中，闡述我們在因果推斷方面的基本理念，并描述潛在結(jié)果框架。接下來的三個部分根據(jù)分配機制的假設(shè)進行區(qū)分。在第二部分中，我們假設(shè)分配機制與經(jīng)典隨機實驗相一致。
在第三部分中，我們假設(shè)分配機制在某種明確定義的意義上是正則的，這擴展了隨機實驗的范圍。在本書的這一部分中，討論了我們稱為觀察性研究的設(shè)計階段，我們認為這一階段對于保證結(jié)論的可靠性非常重要。在接下來的第四部分，我們討論具有正則分配機制的研究的數(shù)據(jù)分析。在這里，我們考慮匹配和子分類程序，以及基于模型和加權(quán)的方法。
在第五部分中，我們放松了這種正則性的假設(shè)，并討論更一般的分配機制。首先，我們評估正則性所需的關(guān)鍵假設(shè)，即無混雜性。在本書的這一部分中，我們還探討了放松一些關(guān)鍵特征的敏感性分析。
在本書的第六部分中，我們考慮分配機制是正則的，但分配的執(zhí)行并不完美的情況。因此，接受處理的概率可能取決于個體的可觀察和未觀察特征以及結(jié)果。為了解決這些復(fù)雜性，我們轉(zhuǎn)向工具變量方法。本書的第七部分是結(jié)論。
與所有書籍一樣，我們的書也有局限性。首要的是我們專注于二元處理。盡管許多結(jié)果可以很容易地推廣到多值處理，但我們專注于二元處理的情況，因為在這種情況下已經(jīng)涉及了許多關(guān)鍵的概念問題。其次，在本書的大部分內(nèi)容中，我們做出了穩(wěn)定性假設(shè)，即應(yīng)用于一個個體的處理不會影響其他個體的結(jié)果，并且沒有未被代表的處理版本。以本書中討論的因果關(guān)系概念為基礎(chǔ)的、關(guān)于通過網(wǎng)絡(luò)和同伴效應(yīng)進行相互作用的研究越來越多。最后，盡管我們將本書設(shè)計為理論嚴密且有原則的著作，但我們專注于實際而不是數(shù)學(xué)結(jié)果，本書包括使用真實數(shù)據(jù)集的詳細應(yīng)用，以符合我們的目標讀者，即應(yīng)用領(lǐng)域的研究人員的需要。