Deney - Experiment

Astronot David Scott , bir çekiç ve tüy ile ayda bir yerçekimi testi gerçekleştirir.
Çok küçük çocuklar bile dünyayı ve işlerin nasıl yürüdüğünü öğrenmek için ilkel deneyler yaparlar.

Bir deney desteklemek ya da çürütmek için yürütülen bir işlemdir hipotezini . Deneyler, belirli bir faktör manipüle edildiğinde hangi sonucun ortaya çıktığını göstererek neden- sonuç hakkında fikir verir. Deneyler, amaç ve ölçek açısından büyük farklılıklar gösterir, ancak her zaman tekrarlanabilir prosedüre ve sonuçların mantıksal analizine dayanır. Ayrıca doğal deneysel çalışmalar da mevcuttur .

Bir çocuk, şeylerin nasıl yere düştüğünü anlamak için temel deneyler yapabilirken, bilim adamlarından oluşan ekipler, bir fenomeni anlamalarını ilerletmek için yıllarca sistematik araştırma yapabilir. Deneyler ve diğer uygulamalı etkinlikler, öğrencilerin fen sınıfında öğrenmesi için çok önemlidir. Deneyler, özellikle zaman içinde kullanıldığında, test puanlarını yükseltebilir ve bir öğrencinin öğrenmekte olduğu materyalle daha fazla ilgilenmesine ve ilgilenmesine yardımcı olabilir. Deneyler, kişisel ve resmi olmayan doğal karşılaştırmalardan (örneğin bir favori bulmak için bir dizi çikolatayı tatmak), yüksek düzeyde kontrole (örneğin, atom altı parçacıklar hakkında bilgi keşfetmeyi uman birçok bilim adamı tarafından denetlenen karmaşık aygıtlar gerektiren testler) arasında değişebilir. Deneylerin kullanımları, doğa ve insan bilimleri arasında önemli ölçüde farklılık gösterir .

Deneyler tipik olarak , tek bağımsız değişken dışındaki değişkenlerin etkilerini en aza indirecek şekilde tasarlanmış kontrolleri içerir . Bu, genellikle kontrol ölçümleri ve diğer ölçümler arasında bir karşılaştırma yoluyla sonuçların güvenilirliğini artırır . Bilimsel kontroller, bilimsel yöntemin bir parçasıdır . İdeal olarak, bir deneydeki tüm değişkenler kontrol edilir (kontrol ölçümleriyle hesaba katılır) ve hiçbiri kontrolsüz değildir. Böyle bir deneyde, tüm kontroller beklendiği gibi çalışıyorsa, deneyin amaçlandığı gibi çalıştığı ve sonuçların test edilen değişkenlerin etkisinden kaynaklandığı sonucuna varmak mümkündür.

genel bakış

Gelen bilimsel yöntem , bir deney bir olan ampirik hakemlik rakip olduğunu prosedür modellerini veya hipotezler . Araştırmacılar ayrıca, onları desteklemek veya çürütmek için mevcut teorileri veya yeni hipotezleri test etmek için deneyi kullanırlar .

Bir deney genellikle , belirli bir sürecin veya olgunun nasıl çalıştığına dair bir beklenti olan bir hipotezi test eder . Bununla birlikte, bir deney aynı zamanda, deneyin ne ortaya çıkardığına dair belirli bir beklenti olmaksızın bir "eğer" sorusuna cevap vermeyi veya önceki sonuçları doğrulamayı da amaçlayabilir. Bir deney dikkatli bir şekilde yürütülürse, sonuçlar genellikle hipotezi destekler veya çürütür. Bazı bilim felsefelerine göre , bir deney asla bir hipotezi "kanıtlayamaz", yalnızca destek sağlayabilir. Öte yandan, bir karşı örnek sağlayan bir deney, bir teoriyi veya hipotezi çürütebilir, ancak bir teori , basitlik pahasına uygun geçici değişikliklerle her zaman kurtarılabilir .

Bir deney, olası kafa karıştırıcı faktörleri de kontrol etmelidir - deneyin doğruluğunu veya tekrarlanabilirliğini veya sonuçları yorumlama yeteneğini bozacak herhangi bir faktör. Karışıklık, genellikle bilimsel kontroller yoluyla ve/veya rastgele deneylerde rastgele atama yoluyla ortadan kaldırılır .

Olarak mühendislik ve fiziksel bilimler , deneyler, bilimsel yöntemin ana bileşeni vardır. Fiziksel süreçlerin belirli koşullar altında nasıl çalıştığına ilişkin teorileri ve hipotezleri test etmek için kullanılırlar (örneğin, belirli bir mühendislik sürecinin istenen bir kimyasal bileşiği üretip üretemeyeceği). Tipik olarak, bu alanlardaki deneyler , her tekrarda aynı sonuçları üretme umuduyla aynı prosedürlerin tekrarlanmasına odaklanır . Rastgele atama nadirdir.

In tıp ve sosyal bilimler , deneysel araştırmaların yaygınlık disiplinleri arasında büyük farklılıklar gösterir. Bununla birlikte, deneyler kullanıldığında, tipik olarak , deney birimlerinin (genellikle tek tek insanlar) bir veya daha fazla sonucun değerlendirildiği bir tedavi veya kontrol koşuluna rastgele atandığı klinik deney biçimini takip eder . Fizik bilimlerindeki normların aksine, odak noktası tipik olarak ortalama işlem etkisi (tedavi ve kontrol grupları arasındaki sonuçlardaki fark) veya deney tarafından üretilen başka bir test istatistiğidir . Tek bir çalışma tipik olarak deneyin tekrarlarını içermez, ancak sistematik inceleme ve meta-analiz yoluyla ayrı çalışmalar bir araya getirilebilir .

Her bilim dalında deneysel uygulamada çeşitli farklılıklar vardır . Örneğin, tarımsal araştırmalar sıklıkla rastgele deneyler (örneğin, farklı gübrelerin karşılaştırmalı etkinliğini test etmek için) kullanırken, deneysel ekonomi genellikle bireylerin tedavi ve kontrol koşullarına rastgele atanmasına dayanmadan teorik insan davranışlarının deneysel testlerini içerir.

Tarih

Modern anlamda deneylere yönelik ilk metodik yaklaşımlardan biri, Arap matematikçi ve bilgin İbn el-Heysem'in eserlerinde görülebilir . Optik alanındaki deneylerini, Ptolemaios'un eserlerindeki optik ve matematiksel problemlere geri dönerek , özeleştiri, deneylerin görünür sonuçlarına güvenme ve terimler açısından kritiklik gibi faktörlerden dolayı kontrol ederek gerçekleştirdi. önceki sonuçlardan. Sonuçlara ulaşmak için tümevarımsal-deneysel bir yöntem kullanan ilk bilim adamlarından biriydi. Onun içinde Optik Kitabı o deneysel anlamda bilgi ve araştırmaya temelden yeni bir yaklaşım anlatılmaktadır:

"Yani, araştırmamıza var olan şeylerin incelenmesiyle ve görünür nesnelerin koşullarının incelenmesiyle başlayarak, ilkeleri ve öncüllerini yeniden incelemeye başlamalıyız. Tikellerin özelliklerini ayırt etmeli ve tümevarım yoluyla neyin ne olduğunu toplamalıyız. görme gerçekleştiğinde göze ve duyum biçiminde bulunanların tek tip, değişmez, açık ve şüpheye tabi olmayan şeylerle ilgilidir.Ardından araştırma ve akıl yürütmemizde kademeli ve düzenli olarak, öncülleri eleştirerek ve dikkatli davranarak yükselmeliyiz. Sonuçlarla ilgili olarak - teftiş ve incelemeye tabi kıldığımız her şeydeki amacımız, adaleti uygulamak, önyargıya uymamak ve yargıladığımız ve eleştirdiğimiz her şeyde gerçeği aradığımıza ve fikirlere kapılmamaya özen göstermektir. Bu şekilde nihayetinde kalbi tatmin eden gerçeğe ulaşabilir ve yavaş yavaş ve dikkatli bir şekilde kesinliğin ortaya çıktığı sona ulaşabiliriz; oysa eleştiri ve ihtiyat yoluyla bu gerçeği yakalayabiliriz. ihtilafı ortadan kaldıran ve şüpheli meseleleri çözen haktır. Bütün bunlara rağmen, insanın doğasında var olan o insan bulanıklığından kurtulmuş değiliz; ama elimizdeki insan gücüyle elimizden gelenin en iyisini yapmalıyız. Allah'tan her şeyde destek alıyoruz."

Onun açıklamasına göre, insanın doğası gereği sonuçların öznelliğine ve duyarlılığına duyarlı, sıkı kontrollü bir test uygulaması gereklidir. Ayrıca, daha önceki bilim adamlarının sonuçları ve çıktıları hakkında eleştirel bir görüş gereklidir:

"Öyleyse, amacı gerçeği öğrenmekse, bilim adamlarının yazılarını inceleyen kişinin görevi, kendisini okuduğu her şeye düşman yapmak ve zihnini içeriğinin özüne ve kenarlarına uygulayarak saldırıya geçmektir. Önyargıya veya hoşgörüye düşmemek için eleştirel incelemesini yaparken kendisinden de şüphe etmelidir."

Bu nedenle, nesnel bir deney için önceki sonuçların deneysel sonuçlarla karşılaştırılması gereklidir - görünür sonuçlar daha önemlidir. Sonunda bu, deneysel bir araştırmacının, özellikle bu sonuçlar deneysel değil de mantıksal/zihinsel bir türevden kaynaklanıyorsa, geleneksel görüşleri veya sonuçları reddetmek için yeterli cesareti bulması gerektiği anlamına gelebilir. Bu eleştirel düşünce sürecinde, insanın kendisi, "önyargılar" ve "hoşgörü" yoluyla öznel görüşlere meyilli olduğunu unutmamalı ve bu nedenle, kendi hipotezlerini kurma biçimi konusunda eleştirel olmalıdır.

17. yüzyılda aktif olan bir İngiliz filozof ve bilim adamı olan Francis Bacon (1561-1626), İngiliz rönesansında deneysel bilimin etkili bir destekçisi oldu . İbnü'l- Heysem'e benzer şekilde, bilimsel soruları tümdengelim yoluyla cevaplama yöntemine katılmadı ve bunu şöyle tanımladı: "İnsan önce soruyu kendi iradesine göre belirledikten sonra, daha sonra deneyime başvurur ve onu kendi yerlerine uygun hale getirir. , onu bir tören alayı içindeki bir tutsak gibi gezdirir." Bacon, tekrarlanabilir gözlemlere veya deneylere dayanan bir yöntem istedi. Özellikle, bugün anladığımız şekliyle bilimsel yöntemi önce o emretti.

Geriye basit bir deneyim kalıyor; olduğu gibi alınırsa tesadüf, aranırsa deney denir. Gerçek deneyim yöntemi, önce mumu [hipotezi] yakar, sonra mum aracılığıyla yolu gösterir [deneyi düzenler ve sınırlar]; olduğu gibi, beceriksiz veya düzensiz olmayan, usulüne uygun olarak düzenlenmiş ve sindirilmiş deneyimle başlar ve ondan aksiyomlar [teoriler] ve yerleşik aksiyomlardan yeniden yeni deneyler çıkarır.

Sonraki yüzyıllarda bilimsel yöntemi farklı alanlarda uygulayan insanlar önemli ilerlemeler ve keşifler yaptılar. Örneğin, Galileo Galilei (1564-1642) zamanı doğru bir şekilde ölçtü ve düşen bir cismin hızı hakkında doğru ölçümler ve sonuçlar çıkarmak için deneyler yaptı. Fransız kimyager Antoine Lavoisier (1743-1794), yanma ve biyokimya gibi yeni alanları tanımlamak ve kütlenin (maddenin) korunumu teorisini geliştirmek için deneyi kullandı . Louis Pasteur (1822-1895), geçerli spontan nesil teorisini çürütmek ve hastalığın mikrop teorisini geliştirmek için bilimsel yöntemi kullandı . Potansiyel olarak kafa karıştırıcı değişkenleri kontrol etmenin önemi nedeniyle, mümkün olduğunda iyi tasarlanmış laboratuvar deneylerinin kullanılması tercih edilir.

Ronald Fisher (1890–1962), Jerzy Neyman (1894–1981), Oscar Kempthorne (1919–2000), Gertrude gibi istatistikçilerin katkılarıyla, 20. yüzyılın başlarında deneylerin tasarımı ve analizinde önemli miktarda ilerleme kaydedildi. Mary Cox (1900–1978) ve William Gemmell Cochran (1909–1980), diğerleri arasında.

Deney türleri

Deneyler, farklı çalışma alanlarındaki mesleki normlara ve standartlara bağlı olarak bir dizi boyuta göre kategorize edilebilir.

Bazı disiplinlerde (örneğin, psikoloji veya siyaset bilimi ), 'gerçek deney', iki tür değişkenin olduğu bir sosyal araştırma yöntemidir . Bağımsız değişken deneyci tarafından manipüle edilir ve bağımlı değişken olarak ölçülür. Gerçek bir deneyin belirleyici özelliği, denekleri deneyci yanlılığını nötralize etmek için rasgele tahsis etmesi ve deneyin çok sayıda yinelemesinde tüm karıştırıcı faktörleri kontrol etmesini sağlamasıdır.

Disipline bağlı olarak, farklı ama birbirini dışlamayan hedeflere ulaşmak için deneyler yapılabilir: teorileri test edin, fenomenleri araştırın ve belgeleyin, teoriler geliştirin veya politika yapıcılara tavsiyelerde bulunun. Bu hedefler aynı zamanda geçerlilik kaygılarıyla da farklı şekilde ilişkilidir .

kontrollü deneyler

Kontrollü bir deney, genellikle, deney numunelerinden elde edilen sonuçları , etkisi test edilen bir yön ( bağımsız değişken ) dışında deneysel numuneyle pratik olarak aynı olan kontrol numuneleriyle karşılaştırır . İyi bir örnek, bir ilaç denemesi olabilir. İlacı alan örnek veya grup, deney grubu ( tedavi grubu ) olacaktır; ve plasebo veya düzenli tedaviyi alan kişi kontrol olacaktır . Birçok laboratuar deneylerinde birkaç sahip iyi bir uygulamadır çoğaltmak gerçekleştirildiği test için numune ve her ikisine de sahip pozitif kontrol ve negatif kontrol . Tekrarlanan numunelerden elde edilen sonuçların genellikle ortalaması alınabilir veya tekrarlardan biri diğer numunelerin sonuçlarıyla bariz bir şekilde tutarsızsa, deneysel bir hatanın sonucu olarak atılabilir (test prosedürünün bazı adımları yanlışlıkla yapılmış olabilir). bu örnek için atlanmıştır). Çoğu zaman, testler iki veya üç kopya halinde yapılır. Pozitif kontrol, gerçek deneysel teste benzer bir prosedürdür ancak önceki deneyimlerden pozitif sonuç verdiği bilinmektedir. Negatif bir kontrolün negatif sonuç verdiği bilinmektedir. Pozitif kontrol, gerçek deneysel numunelerin hiçbiri pozitif bir sonuç vermese bile, deneyin temel koşullarının pozitif bir sonuç üretebildiğini doğrular. Negatif kontrol, bir test ölçülebilir bir pozitif sonuç vermediğinde elde edilen temel sonucu gösterir. Çoğu zaman, negatif kontrolün değeri, test numunesi sonuçlarından çıkarılacak bir "arka plan" değeri olarak ele alınır. Bazen pozitif kontrol standart bir eğrinin kadranını alır .

Öğretim laboratuvarlarında sıklıkla kullanılan bir örnek, kontrollü bir protein tahlilidir . Öğrencilere (öğrenciye) bilinmeyen miktarda protein içeren bir sıvı numunesi verilebilir. Sıvı numunedeki (genellikle "bilinmeyen numune" olarak adlandırılır) protein konsantrasyonunu belirledikleri kontrollü bir deneyi doğru bir şekilde gerçekleştirmek onların işidir. Öğretim laboratuvarı, bilinen bir protein konsantrasyonuna sahip bir protein standart solüsyonu ile donatılacaktır . Öğrenciler, protein standardının çeşitli dilüsyonlarını içeren birkaç pozitif kontrol numunesi yapabilirler. Negatif kontrol numuneleri, protein tahlili için tüm reaktifleri içerir, ancak protein içermez. Bu örnekte, tüm numuneler iki kopya halinde gerçekleştirilir. Deney a, kolorimetrik bir hangi spektrofotometre protein molekülleri ve eklenen bir boya moleküllerinin etkileşimi ile oluşan bir renkli bir bileşik saptanarak örneklerin protein miktarını ölçer. Çizimde, seyreltilmiş test numunelerinin sonuçları, bilinmeyen numunedeki protein miktarını tahmin etmek için standart eğrinin (resimdeki mavi çizgi) sonuçlarıyla karşılaştırılabilir.

Bir deneydeki tüm koşulları tam olarak kontrol etmenin zor olduğu durumlarda kontrollü deneyler yapılabilir. Bu durumda deney, olasılıksal olarak eşdeğer olan iki veya daha fazla örnek grubu oluşturarak başlar ; bu, özelliklerin ölçümlerinin gruplar arasında benzer olması gerektiği ve aynı muamele verildiğinde grupların aynı şekilde yanıt vermesi gerektiği anlamına gelir. Bu eşdeğerlik, bireyler arasındaki varyasyon miktarını ve her gruptaki birey sayısını dikkate alan istatistiksel yöntemlerle belirlenir . Gibi alanlarda mikrobiyoloji ve kimya bireyler ve grup boyutu milyonlarca kolayca olan arasında çok az farklılık vardır, bu istatistiksel yöntemler genellikle atlanır ve basit bir şekilde eşit parçaya bir çözelti bölme özdeş numune grupları elde etmek için kabul edilir.

Eşdeğer gruplar oluşturulduktan sonra, deneyci izole etmek istediği bir değişken dışında, onları aynı şekilde ele almaya çalışır . İnsan deneyleri , plasebo etkisi gibi dış değişkenlere karşı özel önlemler gerektirir . Bu tür deneyler genellikle çift ​​kördür , yani ne gönüllü ne de araştırmacı hangi bireylerin kontrol grubunda veya deney grubunda olduğunu tüm veriler toplandıktan sonra bilemez. Bu, gönüllü üzerindeki herhangi bir etkinin tedavinin kendisinden kaynaklanmasını ve hastanın tedavi edildiği bilgisine bir yanıt olmamasını sağlar.

İnsan deneylerinde, araştırmacılar bir deneğe (kişiye) , deneğin yanıt verdiği bir uyaran verebilir. Deneyin amacı, bir test yöntemiyle uyarana verilen yanıtı ölçmektir .

Gelen deney tasarımında , iki ya da daha fazla "tedavi" tahmin etmek için uygulanan fark ortalama arasında yanıtları tedaviler için. Örneğin, ekmek pişirme üzerine bir deney, suyun una oranı gibi nicel değişkenlerle ve maya türleri gibi nitel değişkenlerle ilişkili tepkilerdeki farkı tahmin edebilir. Deney, insanların iki veya daha fazla rekabet eden açıklama veya hipotez arasında karar vermelerine yardımcı olan bilimsel yöntemdeki adımdır . Bu hipotezler, bir fenomeni açıklamak veya bir eylemin sonuçlarını tahmin etmek için nedenler önerir. Bir örnek, "bu topu bırakırsam, yere düşecek" hipotezi olabilir: bu öneri, daha sonra, topu bırakma deneyini gerçekleştirerek ve sonuçları gözlemleyerek test edilebilir. Resmi olarak, bir hipotez, karşıt veya sıfır hipoteziyle karşılaştırılır ("bu topu bırakırsam, yere düşmez"). Boş hipotez, araştırılan muhakeme yoluyla fenomenin hiçbir açıklaması veya tahmin gücünün olmadığıdır. Hipotezler tanımlandıktan sonra, bir deney yapılabilir ve hipotezlerin doğruluğunu doğrulamak, çürütmek veya tanımlamak için sonuçlar analiz edilebilir.

Yakınlardaki işlenmemiş birimler üzerindeki yayılma etkilerini tahmin etmek için deneyler de tasarlanabilir .

Doğal deneyler

"Deney" terimi genellikle kontrollü bir deneyi ifade eder, ancak bazen kontrollü deneyler engelleyici derecede zor veya imkansızdır. Bu durumda araştırmacılar doğal deneylere veya yarı deneylere başvururlar . Doğal deneyler , kontrollü deneylerde olduğu gibi sadece bir veya birkaç değişkenin manipülasyonundan ziyade, çalışılan sistemin değişkenlerinin gözlemlerine dayanır . Mümkün olduğu ölçüde, tüm değişkenlerin katkısının belirlenebileceği ve diğer değişkenlerin etkilerinin ayırt edilebilmesi için belirli değişkenlerdeki varyasyon etkilerinin yaklaşık olarak sabit kaldığı bir şekilde sistem için veri toplamaya çalışırlar. Bu mümkün olan derecesi, gözlenen bağlıdır korelasyon arasında açıklayıcı değişkenler gözlenen verileri. Bu değişkenler iyi bir şekilde ilişkili olmadığında , doğal deneyler kontrollü deneylerin gücüne yaklaşabilir. Bununla birlikte, genellikle, bu değişkenler arasında, kontrollü bir deney yapıldığında sonuçlanabilecek sonuçlara göre doğal deneylerin güvenilirliğini azaltan bir miktar korelasyon vardır. Ayrıca, doğal deneyler genellikle kontrolsüz ortamlarda gerçekleştiğinden, tespit edilmeyen kaynaklardan gelen değişkenler ne ölçülür ne de sabit tutulur ve bunlar incelenen değişkenlerde yanıltıcı korelasyonlar üretebilir.

Ekonomi , beşeri coğrafya , arkeoloji , sosyoloji , kültürel antropoloji , jeoloji , paleontoloji , ekoloji , meteoroloji ve astronomi dahil olmak üzere çeşitli bilim disiplinlerinde yapılan araştırmaların çoğu , yarı deneylere dayanır. Örneğin, astronomide, "Yıldızlar çökmüş hidrojen bulutlarıdır" hipotezini test ederken, dev bir hidrojen bulutu ile başlamak ve daha sonra bir yıldız oluşturmak için birkaç milyar yıl bekleme deneyini gerçekleştirmek açıkça imkansızdır. . Bununla birlikte, çeşitli çökme durumlarında çeşitli hidrojen bulutlarını ve hipotezin diğer sonuçlarını (örneğin, yıldızların ışığından çeşitli spektral emisyonların varlığı) gözlemleyerek, hipotezi desteklemek için ihtiyaç duyduğumuz verileri toplayabiliriz. Bu tür deneyin ilk örneği, 17. yüzyılda ışığın bir yerden bir yere anında gitmediğini, bunun yerine ölçülebilir bir hızı olduğunu ilk doğrulamasıydı. Jüpiter'in uydularının görünümünün gözlemlenmesi, Jüpiter Dünya'dan daha uzaktayken, Jüpiter'in Dünya'ya daha yakın olduğu zamanların aksine biraz gecikti; ve bu fenomen, ayların ortaya çıkma zamanındaki farkın ölçülebilir bir hız ile tutarlı olduğunu göstermek için kullanıldı.

saha deneyleri

Saha deneyleri, bir hipotezi bir laboratuvarın yapay ve son derece kontrollü ortamında test ederek bilimsel kontrolü zorlayan laboratuvar deneylerinden ayırt etmek için adlandırılır . Sosyal bilimlerde ve özellikle eğitim ve sağlık müdahalelerinin ekonomik analizlerinde sıklıkla kullanılan saha deneyleri, sonuçların yapay bir laboratuvar ortamından ziyade doğal bir ortamda gözlemlenmesi avantajına sahiptir. Bu nedenle, saha deneylerinin bazen laboratuvar deneylerinden daha yüksek dış geçerliliğe sahip olduğu görülmektedir . Ancak, doğal deneyler gibi, saha deneyleri de kontaminasyon olasılığından muzdariptir: Deneysel koşullar laboratuvarda daha kesin ve kesin bir şekilde kontrol edilebilir. Yine de bazı olgular (örneğin, bir seçimde seçmen katılımı) bir laboratuvarda kolayca incelenemez.

Gözlemsel çalışma ile kontrast

Siyah kutu modeli gözlem için (giriş ve çıkış bulunmaktadır gözlenebilirler ). Gösterildiği gibi, bazı gözlemcilerin kontrolü ile bir geri bildirim olduğunda , gözlem de bir deneydir.

Bir gözlem çalışması bu pratik olduğu zaman kullanılır, etik olmayan, bir maliyeti (veya başka şekilde verimsiz) tamamen karıştırıcı faktörleri kontrol etmek veya rasgele atama uygulamak için, bir laboratuvar ortamında içine fiziksel veya sosyal sistemi uyması için. Ayrıca, karıştırıcı faktörlerin sınırlı olduğu veya verileri bunların ışığında analiz etmek için yeterince iyi bilindiği durumlarda da kullanılabilir (ancak bu, sosyal fenomenler incelenirken nadir olabilir). Gözlemsel bir bilimin geçerli olması için, deneycinin kafa karıştırıcı faktörleri bilmesi ve hesaba katması gerekir . Bu durumlarda, gözlemsel çalışmaların değeri vardır, çünkü genellikle rastgele deneylerle veya yeni veriler toplanarak test edilebilecek hipotezler önerirler.

Ancak temelde gözlemsel çalışmalar deney değildir. Tanım olarak, gözlemsel çalışmalar Bacon deneyleri için gerekli manipülasyondan yoksundur . Ek olarak, gözlemsel çalışmalar (örneğin biyolojik veya sosyal sistemlerde) genellikle nicelenmesi veya kontrol edilmesi zor olan değişkenleri içerir. Rastgele deneylerin istatistiksel özelliklerinden yoksun oldukları için gözlemsel çalışmalar sınırlıdır. Rastgele bir deneyde, deney protokolünde belirtilen rastgeleleştirme yöntemi, genellikle deney protokolü tarafından da belirtilen istatistiksel analize rehberlik eder. Nesnel bir rastgeleleştirmeyi yansıtan istatistiksel bir model olmadan, istatistiksel analiz öznel bir modele dayanır. Sübjektif modellerden çıkarımlar teoride ve pratikte güvenilmezdir. Aslında, dikkatle yürütülen gözlemsel çalışmaların sürekli olarak yanlış sonuçlar verdiği, yani gözlemsel çalışmaların sonuçlarının tutarsız olduğu ve ayrıca deney sonuçlarından farklı olduğu birkaç durum vardır. Örneğin, kolon kanseriyle ilgili epidemiyolojik çalışmalar, brokoli tüketimi ile tutarlı bir şekilde yararlı ilişkiler gösterirken, deneyler hiçbir fayda sağlamamaktadır.

İnsan denekleri içeren gözlemsel çalışmalarla ilgili özel bir sorun, tedaviler (veya maruziyetler) arasında adil karşılaştırmalar elde etmenin büyük zorluğudur, çünkü bu tür çalışmalar seçim yanlılığına eğilimlidir ve farklı tedavileri (maruziyetleri) alan gruplar, ortak değişkenlerine (yaş, maruz kalma) göre büyük ölçüde farklılık gösterebilir. boy, kilo, ilaçlar, egzersiz, beslenme durumu, etnik köken, aile hekimliği geçmişi vb.). Buna karşılık, rastgeleleştirme, her ortak değişken için, her grup için ortalamanın aynı olması beklendiğini ifade eder. Herhangi bir randomize deneme için, elbette ortalamadan bir miktar sapma beklenir, ancak randomizasyon, merkezi limit teoremi ve Markov eşitsizliği nedeniyle deney gruplarının birbirine yakın ortalama değerlere sahip olmasını sağlar . Yetersiz randomizasyon veya düşük örnek boyutu ile, tedavi grupları (veya maruziyet grupları) arasındaki ortak değişkenlerdeki sistematik varyasyon, tedavinin (maruziyetin) etkisini, çoğu ölçülmemiş olan diğer ortak değişkenlerin etkilerinden ayırmayı zorlaştırır. . Bu tür verileri analiz etmek için kullanılan matematiksel modeller, her bir farklı ortak değişkeni (ölçüldüyse) dikkate almalıdır ve bir ortak değişken ne rasgeleleştirilmiş ne de modele dahil edilmişse sonuçlar anlamlı değildir.

Bir deneyi çok daha az kullanışlı hale getiren koşullardan kaçınmak için, tıbbi deneyler yürüten doktorlar - örneğin ABD Gıda ve İlaç İdaresi onayı için - tanımlanabilecek ortak değişkenleri nicelleştirir ve randomize eder. Araştırmacılar , büyük denek popülasyonları ve ortak değişkenler hakkında kapsamlı bilgi gerektiren eğilim puanı eşleştirme gibi eşleştirme yöntemleriyle gözlemsel çalışmaların önyargılarını azaltmaya çalışırlar . Bununla birlikte, eğilim puanı eşleştirmesi, yanlılığı azaltmak yerine artırabileceğinden artık bir teknik olarak önerilmemektedir. Sonuçlar ayrıca mümkün olduğunda nicelleştirilir (kemik yoğunluğu, kandaki bazı hücre veya maddelerin miktarı, fiziksel güç veya dayanıklılık, vb.) ve bir deneğin veya profesyonel bir gözlemcinin görüşüne dayanmaz. Bu şekilde, gözlemsel bir çalışmanın tasarımı, sonuçları daha objektif ve dolayısıyla daha inandırıcı hale getirebilir.

etik

Bağımsız değişken(ler)in dağılımını araştırmacının kontrolü altına alarak, bir deney - özellikle insan denekleri içerdiğinde - fayda ve zararı dengeleme, müdahaleleri adil bir şekilde dağıtma (örneğin, bir hastalık için tedaviler) gibi potansiyel etik hususları ortaya çıkarır. ) ve bilgilendirilmiş onay . Örneğin, psikoloji veya sağlık hizmetlerinde hastalara standartların altında bir tedavi sağlamak etik değildir. Bu nedenle, yeni bir tedavinin mevcut en iyi uygulama kadar iyi fayda sağladığına inanılmadığı sürece, etik inceleme kurullarının klinik deneyleri ve diğer deneyleri durdurması beklenir. Arsenik yutmanın insan sağlığı üzerindeki etkileri gibi standart altı veya zararlı tedavilerin etkileri üzerine rastgele deneyler yapmak da genellikle etik dışıdır (ve çoğu zaman yasa dışıdır). Bu tür maruziyetlerin etkilerini anlamak için bilim adamları bazen bu faktörlerin etkilerini anlamak için gözlemsel çalışmalar kullanırlar.

Deneysel araştırmalar doğrudan insan deneklerini içermese bile, yine de etik kaygılar sunabilir. Örneğin, Manhattan Projesi tarafından yürütülen nükleer bomba deneyleri , deneyler doğrudan herhangi bir insan denek içermemesine rağmen, insanlara zarar vermek için nükleer reaksiyonların kullanımını ima etti.

Ayrıca bakınız

Notlar

daha fazla okuma

  • Dunning, Thad (2012). Sosyal bilimlerde doğal deneyler: tasarım temelli bir yaklaşım . Cambridge: Cambridge University Press. ISBN'si 978-1107698000.
  • Shadish, William R.; Cook, Thomas D.; Campbell, Donald T. (2002). Genelleştirilmiş nedensel çıkarım için deneysel ve yarı deneysel tasarımlar (Nachdr. ed.). Boston: Houghton Mifflin. ISBN'si 0-395-61556-9.( Alıntılar )
  • Jeremy, Teigen (2014). "Askeri ve Gazi Çalışmalarında Deneysel Yöntemler". Soeters'de, Joseph; Kalkanlar, Patricia; Rietjens, Sebastiaan (ed.). Routledge Askeri Çalışmalarda Araştırma Yöntemleri El Kitabı . New York: Routledge. s. 228–238.

Dış bağlantılar