使用方法
- 在 数据对 x、y 中每行输入一组数据对:先是 x 值,再是 y 值。
- 检查每一行是否都有两个数,并且至少有三行。
- 阅读 皮尔逊相关系数 r 和 r 的 P 值,然后阅读 斯皮尔曼相关系数 ρ 和 ρ 的 P 值。
- 查看 数据对及其等级 和 计算过程。
皮尔逊 r 与斯皮尔曼 ρ
皮尔逊 r 衡量各点与一条直线的贴合程度:它是 x 与 y 的协方差除以两者标准差的乘积。它的取值从 −1(完全下降的直线),经过0(没有线性关系),到1(完全上升的直线)。
斯皮尔曼 ρ 把每个值替换为它的等级,再计算等级的皮尔逊 r。它衡量任何一致的上升或下降模式,而不只是直线,并且较少受离群值的影响。相同的值共享它们等级的平均值。
r = Σ(x − x̄)(y − ȳ) ÷ √(Σ(x − x̄)² Σ(y − ȳ)²)
ρ = 等级的 r;若没有相同的等级,则 ρ = 1 − 6Σd² ÷ (n(n² − 1))
t = r √((n − 2) ÷ (1 − r²)),自由度为 n − 2
显著性与 P 值
t 检验要回答的问题是:样本中发现的相关性,在总体中是否可能为零。P 值是在真实相关系数为零的前提下,出现与所发现的相关性同样远离零或更远的相关性的概率。P 值小,说明该关系不太可能是偶然造成的;它并不能说明这种关系有多强,或有多重要。
该检验假定各组数据对相互独立。对于斯皮尔曼 ρ,t 检验只是近似,在样本较大时才精确;数据对少于十组左右时,请谨慎看待 P 值。
本计算器不涵盖的内容
- 相关不等于因果:较强的 r 只说明两个量同向变动,并不说明哪一个导致了另一个。
- 回归直线与预测。若要求经过各点的直线,请使用线性回归计算器。
- 三个以上变量的相关性、不独立的数据对分组,或分类数据(而不是测量值)的相关性。
示例:智商与每天看电视的小时数
以下为十个人的智商与看电视小时数(取自 Wikipedia 的示例)。皮尔逊 r 为 −0.0376,双侧 P 值为0.9179;斯皮尔曼 ρ 为 −0.1758,恰好是 −29/165,P 值为0.6272。两个相关系数在5% 水平下都不显著。
| x | y | x 的等级 | y 的等级 | 等级之差 |
|---|---|---|---|---|
| 106 | 7 | 7.0 | 3.0 | 4.0 |
| 86 | 0 | 1.0 | 1.0 | 0.0 |
| 100 | 27 | 4.0 | 7.0 | −3.0 |
常见问题
皮尔逊 r 和斯皮尔曼 ρ 有什么区别?
皮尔逊 r 衡量数值之间的直线关系,因此一条始终上升的曲线也可能得到较低的 r。斯皮尔曼 ρ 基于等级计算,衡量任何稳定上升或下降的关系,并且较少受极端值影响。
相关系数为0是什么意思?
它表示在这些数据中,x 与 y 之间没有线性关系。接近0的相关系数并不排除曲线或其他模式的存在,因此请同时观察各个数据点。
我需要多少组数据对?
计算器至少需要三组。数据对很少时,即使相关系数很大,P 值也可能很大,因此在得出结论之前请收集更多数据。
为什么 P 值有时恰好为0?
当所有点都恰好落在一条直线上时,r 为1或 −1,t 值为无穷大,因此 P 值为0。真实数据很少出现这种情况。
数据对必须按相同的顺序粘贴吗?
是的。每一行都必须把 x 值与同一个个案的 y 值配对。行的先后顺序对结果没有影响,但配对必须正确。
计算器会把我的数据发送到别处吗?
不会。计算完全在您的浏览器中完成,您输入的数据不会被保存,也不会发送到我们的服务器或其他任何地方。
资料来源
- Wikipedia: Spearman's rank correlation coefficient(英文)
- Wikipedia: Pearson correlation coefficient(英文)
- NIST/SEMATECH e-Handbook of Statistical Methods, 1.3.6.7.2: Critical values of the Student's t distribution(英文)
数据和文字最近核对于2026年11月10日星期二。