【笔墨之林】EJ: 温度与理性 —— 大脑决策也会“中暑”？

文摘其他 2024-10-28 08:15 中国香港

“笔墨之林”的由来

“笔墨之林”出自汉·王充《论衡·对作》，指斯文萃集的地方。本栏目为能源经济与环境管理研究室（E3M）公众号“研究分享”下的子栏目，同步在E3M官网更新。本栏目长期聚焦能源与环境经济学、可持续发展跨学科研究等方向的前沿文章。欢迎大家关注E3M研究室及本公众号，也欢迎向笔墨之林栏目投稿。【笔墨之林】学术推文征稿 

原文信息

作者: Menon Michelle Escobar Carias, David W Johnston, Rachel Knott, and Rohan Sweeney

题目: Temperature’s Toll on Decision-Making

期刊: The Economic Journal

时间: 2024年5月

DOI: 10.1093/ej/ueae036

编者荐语

温度会影响理性决策吗？——为了探究该问题，本研究关注人类的理性行为和决策，利用印度尼西亚的全国性调查数据来评估极端高温的影响和潜在机制，克服了实验室研究的普遍局限性。

研究背景

成年人每天都会面临大量决策，卡尼曼在《思考，快与慢》中依据思维过程的特点将这些决策分为两类—— System 1和System 2。System 1是无意识的、快速的、依据经验的，它们通常自动发生，很难被影响。与System 1相反，System 2需要有逻辑的“深思熟虑”，需要理性和决策能力的效用最大化。有学者提出此类决策可能会受到压力环境的影响，例如贫困、睡眠不足和极端高温。

人类引起的气候变化已经大幅提高了全球极端气温的频率，因此，本文重点关注极端高温对System 2决策的影响。具体来说，本文研究了与风险相关的选择(risk-related choices)、跨期决策(intertemporal decisions)和理性行为(rational behaviour)是否会受到室外温度短期飙升的影响。本研究还进一步评估了温度对睡眠、认知和情绪的影响，进而了解温度如何影响决策的潜在机制。

研究内容

2.1 研究数据

有关决策、认知、睡眠和情绪的数据来自第4轮和第5轮印度尼西亚家庭生活调查(the Indonesia Family Life Survey, IFLS)。本研究选取IFLS的第4轮和第5轮调查(分别于2007年和2015年开展)，涉及印度尼西亚24个省3,800多个行政区的50,000多名受访者。有关天气的数据来自于NASA的Modern-Era Retrospective Analysis for Research and Applications(MERRA-2)数据集。

(1) 决策相关的数据和变量

IFLS的风险规避模块包含一系列的假设选择，受访者可以选择接受特定数量的金钱，或者通过掷硬币来决定金额(比特定金额小c倍或者大x倍)，具体设置可见图1。

违背理性选择(Rational Choice Violation, RCV)：基于首次选择的设置构建二元变量，本文认为选择A的受访者做出了违背理性的选择(A=1, B=0)。

规避风险(Risk Aversion, RA)：抛开首次选择A的35%的受访者，将其余的受访者进一步分为四类以构建二元变量。Category 4中的受访者被本研究视为做出了规避风险的决策(Category 4=1, Category 1&2&3=0)。

图 1：利用IFLS衡量RCV和RA的二元变量

本文构建了一个不耐烦(Impatience)的二元变量来衡量跨期决策，具体设置可见图2。Category 4中的受访者被认为是不耐烦决策(Category 4=1, Category 1&2&3=0)。

图2：利用IFLS衡量Impatience的二元变量

(2) 睡眠、认知和情绪相关的数据和变量

第5轮IFLS中包含一个经过验证的睡眠障碍调查模块。该模块利用10个五分量表问题(7天的参考期)来衡量睡眠质量和睡眠不足的情况；总分范围10到50，分数越高，睡眠障碍越严重。本研究将受访者的得分统一为T-score，并构建二元变量睡眠障碍(Sleep Disturbance, SD)；T-score≥60，则变量赋值1。随后，利用主成分分析法(PCA)进一步构建了两个潜在变量：睡眠质量差(Poor Sleep Quality Z-score, PSQ)和睡眠不足导致白天感觉不好(Feeling Poorly Next Day Z-score, FPND)。

IFLS的认知调查模块测试了受访者4个方面的认知能力，包括流体智力、心理健全、非语言能力和数学技能。本研究分别对每个方面中受访者的得分进行标准化，并利用PCA构建认知变量(Cognition Z-score)。

情绪方面的数据来自积极/消极情绪调查模块中的3个问题，分别询问了受访者的愤怒(Angry)、热情(Enthusiastic)和快乐(Happy)程度，由此构建了3个二元变量(选择程度“相当”&“非常”=1，选择其他程度=0)。

2.2 研究方法

本研究不是比较生活在不同气候区的人们之间的差异，而是利用同质气候区内不同时间的温度差异来确定温度对决策的影响。为了识别同质气候区，本文考虑了海拔、距海平面的距离和城市化水平三个可以决定温度的因素。具体来说，根据24个省级区划、4个海拔组(＜50、50-100、100-500、500+米)、3个离岸距离组(＜30、30-60、60+公里)和城市/农村定位指标，最终构建了285个同质气候区。本研究中温度对决策的影响估计为:

其中，i为受访者个体，a为气候区，t为时间；Yiat 为三种决策变量(违背理性选择，规避风险和不耐烦变量)，是本文核心被解释变量；tempat为本研究基于IFLS中受访者的GPS坐标数据与MERRA-2的气候的匹配数据，构造的三个温度变量(调查开始时的温度、调查当天的最高温度、调查前一天晚上的午夜温度)，是本文关注的解释变量。weatherat为气候区内每个行政区的环境控制变量(每日最大降水量、风速和PM2.5)；latia为行政区的纬度控制变量；Xiat为个人和家庭随时间变化的控制变量(年龄、性别、婚姻、宗教、个人的主要创收活动、最高教育水平、支出的平方、户主的人口统计特征、子女数量、家中成年人数量、星期固定效应、调查开始的时间); τt和φa分别为月份-年份和气候区的固定效应。

2.3 研究结果

表1：温度对决策的线性影响

表1第1列Panel A-D的结果表明，无论何种温度都与规避风险的决策无关。第2列和第3列的结果表明，调查开始时的最高温度对不耐烦决策的影响很小(Panel A)；调查开始时的温度对违背理性选择和不耐烦决策的影响为零(Panel B)。Panel C和D关注了调查前一天晚上的午夜温度，扩展了过往关注高温的实验室研究。结果表明，夜间高温与非理性和不耐烦显著相关；午夜温度每上升1℃会导致违背理性选择和不耐烦决策分别增加1.1个百分点(Panel C)；通过分析前一晚与调查当天的相对重要性(Panel D)，本文发现夜间高温对决策的影响比白天高温更大。

考虑到潜在的非线性影响，本研究使用午夜温度箱(＜21℃、21-22℃、22-23℃、23-24℃、24-25℃、≥26℃)来研究这种关系的形状，结果如图3所示。违背理性选择和不耐烦决策的估计值大致呈线性，支持本研究的线性回归操作。

图3：午夜温度对决策的非线性影响

在补充稳健性和效应异质性检验后，本研究的结果表明，夜间高温是导致受访者决策能力下降的原因。本文从睡眠、认知和情绪三种潜在机制并进行分析，主要结论如下：

a. 夜间高温会降低受访者的睡眠质量。7天的参考期内，单个炎热夜晚会使睡眠障碍的概率增加0.2个百分点；如果所有夜晚都炎热，这种影响会增加到1.7个百分点。

b. 夜间高温会使受访者的认知功能下降。午夜温度每上升1℃，会导致受访者的整体认知能力下降3.2%(IFLS第4轮)，第5轮的数据结果为下降1.1%。

c. 夜间温度对感到愤怒、快乐或热情情绪的可能性没有显著影响。

基于以上分析，本文的关键结论是夜间高温影响决策的核心机制是睡眠障碍增加和认知功能下降。

研究结论与贡献

基于印度尼西亚全国性调查和NASA的数据，本文发现夜间高温显著增加了做出违背理性选择和不耐烦决策的可能性，且这种影响很有可能是通过增加睡眠障碍和降低认知功能来实现的。

本研究发现温度变化对人的决策影响不仅体现在短期，这些短期影响随着时间推移而累积，最终会影响到长期的经济后果。已有的研究虽然发现高温能显著影响经济活动(例如，人均收入、生产力、劳动分配时间、犯罪、消费者行为等)，本文区别于现有研究的贡献主要体现在：(1)从微观视角分析了高温对经济活动的潜在影响机制。(2) 基于国家层面数据，克服了实验室研究的普遍局限性(例如，样本量小、实验对象受限)，得到的结论更具一般性。

本期作者

张琯汝，香港城市大学博士生，研究方向为公共管理。当前重点关注人工智能和数字平台的治理、监管规则的制定和实施。

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能源经济与环境管理研究室（The Laboratory of Energy Economics and Environmental Management，E3M）成立于2017年，是香港地区第一个致力于能源和环境问题经济分析的实验室，探讨了经济、能源和环境之间的相互作用，为全球变化时代下的经济发展制定可持续的智能增长框架铺平道路。

更多信息请见E3M主页：

https://www.cityu.edu.hk/see_eeem/index.html

本期作者：张琯汝，香港城市大学博士生

本期责编：陈立东，香港城市大学博士生

本期主编：王茹婷，香港城市大学博士后

本期统筹：李明来，香港城市大学博士生

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