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Experimento

Para otras aplicaciones, vea Experimento (desambiguación).

En la investigación científica, experimento (Latino: ex periri, “de (o de) el intentar ") es un método de investigar tipos particulares de preguntas de la investigación o de solucionar tipos particulares de problemas. El experimento es una piedra angular en empírico acercamiento a adquirir más profundo conocimiento sobre el mundo y se utiliza en ambas ciencias naturales así como en ciencias sociales.

Contenido

Diseño de experimentos

Artículo principal: Diseño de experimentos

Un experimento se puede pensar en como tipo específica de método usada en investigaciones científicas, para estudiar generalmente causalidad. El objetivo está a menudo a pruebe una hipótesis: es decir. una explicación tentativa del fenómenos o mecanismo de la causalidad. La esencia de un experimento es introducir un cambio en un sistema (la variable independiente) y estudiar el efecto de este cambio (la variable dependiente). Dos consideraciones fundamentales del diseño experimental son:

  • Que la variable independiente es el único factor que varía sistemáticamente en el experimento; es decir que el experimento es apropiadamente controlado que variables de la confusión se eliminan; y
  • Que la variable dependiente refleja verdad el fenómeno bajo estudio (una cuestión de validez) y ése la variable puede ser medida exactamente (es decir, ese los varios tipos de error experimental, por ejemplo error de medida puede ser eliminado).

En un uso muy terminante del método experimental, las hipótesis se prueban cerca experimentos críticos: unos que pueden falsifique la hipótesis en el caso de un no-resultado (es decir, una demostración del experimento que la variable independiente no afectó la variable dependiente según lo predicho). Tales usos puros son raros, sin embargo, en parte porque un resultado se puede desafiar a veces sobre la base que un experimento no era suficientemente controlado, que la variable dependiente era inválida, o que las varias formas de error comprometieron el experimento. El método científico, consecuentemente, estructuras en la necesidad de reproductibilidad (llamado generalmente réplica) y evidencia convergente (véase también: validez externa). 'El diseño de experimentos procura balancear los requisitos y las limitaciones del campo de la ciencia en el cual una trabaja de modo que el experimento pueda proporcionar la mejor conclusión sobre la hipótesis que es probada. En algunas ciencias, por ejemplo física y química, es relativamente fácil resolver los requisitos que todas las medidas se hagan objetivo, y que se pueden mantener todas las condiciones controlados a través de ensayos experimentales. Por otra parte, en otros casos por ejemplo biología, y medicina, es a menudo duro asegurarse de que las condiciones de un experimento están realizadas constantemente; y en ciencias sociales, puede incluso ser difícil determinar un método para medir los resultados de un experimento de una manera objetiva.

Por esta razón, las ciencias tales como física y varios otros campos de ciencia natural se refieren a veces informal como “ciencias duras”, mientras que ciencias sociales se refieren a veces informal como “ciencias suaves”; en un intento por capturar la idea que las medidas objetivas son a menudo lejos más fáciles en el anterior, y lejos más difícil en el último.

Además, en las ciencias sociales, el requisito para “controló la situación” puede trabajar realmente contra la utilidad de la hipótesis en una situación más general. Cuando el deseo es probar una hipótesis que los trabajos “en general”, un experimento puedan tener mucho validez interna, en el sentido que es válido en una situación altamente controlada, mientras que al mismo tiempo carencia validez externa cuando los resultados del experimento se aplican a una situación del mundo real. Una de las razones por las que ésta puede suceder es Efecto de Hawthorne; otro es ése equilibrio parcial los efectos pueden no persistir adentro equilibrio general.

Como resultado de estas consideraciones, el diseño experimental en las ciencias “duras” tiende para centrarse en la eliminación de efectos extraños, mientras que es experimental diseña en los focos de las ciencias de la “suavidad” más en los problemas de la validez externa, a menudo con el uso de métodos estadísticos. Los acontecimientos ocurren de vez en cuando naturalmente de qué evidencia científica puede ser dibujada, para la cual es la base experimentos naturales. En tales casos el problema del científico es evaluar el “diseño natural”.

Experimentos controlados (del laboratorio)

Artículo principal: Control experimental

Muchas hipótesis en ciencias tales como física pueden establecer causalidad observando que, hasta que ocurre un cierto fenómeno, sucede nada; entonces cuando ocurre el fenómeno, se observa un segundo fenómeno. Pero a menudo en ciencia, esta situación es difícil de obtener.

Por ejemplo, en la vieja broma, alguien demanda que se están encajando a presión los dedos “para mantener los tigres ausentes”; y justifica este comportamiento diciendo “ven - su funcionamiento!” Mientras que este “experimento” no falsifique la hipótesis “dedos que se encajan a presión mantiene los tigres ausentes”, él realmente no apoya la hipótesis - no encajarse a presión los dedos mantiene los tigres ausentes también.

Para demostrar una causa y una hipótesis del efecto, un experimento debe demostrar a menudo que, por ejemplo, ocurre un fenómeno después de que cierto tratamiento se dé a un tema, y que lo hace el fenómeno no ocurra en ausencia del tratamiento. (Véase Método de Baconian.)

A controlado el experimento compara generalmente los resultados obtenidos de una muestra experimental contra a control muestra, que es prácticamente idéntica a la muestra experimental a excepción del un aspecto que se está probando efecto. Un buen ejemplo sería un ensayo de la droga. La muestra o el grupo que recibe la droga sería la experimental; y la una recepción placebo sea el control uno. En muchos experimentos del laboratorio es buena práctica tener varios repliegue las muestras para la prueba que es realizada y tienen a control positivo y a control negativo. Los resultados de repliegan muestras pueden ser hechos un promedio a menudo, o si una de las réplicas es obviamente contraria con los resultados de las otras muestras, puede ser desechado como siendo el resultado de un error experimental (un cierto paso del método de prueba se pudo haber omitido equivocadamente para esa muestra). Lo más a menudo posible, las pruebas se hacen dos veces o triplicado. Un control positivo es un procedimiento que es muy similar a la prueba experimental real pero que se sabe de experiencia anterior para dar un resultado positivo. Un control negativo se sabe para dar un resultado negativo. El control positivo confirma que las condiciones básicas del experimento podían producir un resultado positivo, aunque ninguno del producto experimental real de las muestras un resultado positivo. El control negativo demuestra el resultado de la línea de fondo obtenido cuando una prueba no produce un resultado positivo mensurable; el valor del control negativo se trata a menudo mientras que resulta un valor del “fondo” que se restará de la muestra de la prueba. El control positivo toma a veces el cuadrante de a curva estándar.

Un ejemplo que es de uso frecuente en laboratorios de enseñanza es un controlado proteína análisis. Los estudiantes pudieron ser dados una muestra flúida que contenía (al estudiante) una cantidad desconocida de proteína. Es su trabajo realizar correctamente un experimento controlado en el cual determinen la concentración de la proteína en la muestra flúida (generalmente llamada la “muestra desconocida”). El laboratorio de enseñanza sería equipado de una solución de estándar de la proteína con una concentración sabida de la proteína. Los estudiantes podrían hacer varias muestras de control positivas que contenían las varias dilusiones del estándar de la proteína. Las muestras de control negativas contendrían todos los reactivo para el análisis de la proteína pero ninguna proteína. En este ejemplo, todas las muestras se realizan dos veces. El análisis es un análisis colorimétrico en el cual a espectrofotómetro puede medir la cantidad de proteína en muestras detectando un complejo coloreado formado por la interacción de las moléculas de la proteína y de las moléculas de un tinte agregado. En la ilustración, los resultados para las muestras diluidas de la prueba se pueden comparar a los resultados de la curva estándar (la línea azul en la ilustración) para determinar una estimación de la cantidad de proteína en la muestra desconocida.

Los experimentos controlados pueden ser realizados cuando es difícil controlar exactamente todas las condiciones en un experimento. En este caso, el experimento comienza creando dos o más grupos de la muestra que sean probabilistically equivalente, cuál significa que las medidas de rasgos deben ser similares entre los grupos y que los grupos deben responder de manera semejante si están dados el mismo tratamiento. Esta equivalencia se determina cerca estadístico métodos que consideran la cantidad de variación entre los individuos y número de individuos en cada grupo. En campos por ejemplo microbiología y química, donde hay variación muy pequeña entre los individuos y el tamaño del grupo está fácilmente en millones, estos métodos estadísticos se puentean a menudo y a simplemente que parte solución en piezas iguales se asume para producir grupos idénticos de la muestra.

Una vez que hayan formado a los grupos equivalentes, el experimentador intenta tratarlos idénticamente a excepción de el variable que él o ella desea aislar. Experimentación humana requiere salvaguardias especiales contra variables exteriores tales como efecto del placebo. Tales experimentos están generalmente persiana doble, significando que ni el voluntario ni el investigador sabe qué individuos están en el grupo de control o el grupo experimental hasta que después de que se hayan recogido todos los datos. Esto se asegura de que cualquier efecto sobre el voluntario sea debido al tratamiento sí mismo y no sea una respuesta al conocimiento que lo están tratando.

En experimentos humanos, a tema (persona) puede ser dado a estímulo a cuál él o ella debe responder. La meta del experimento está a medida la respuesta a un estímulo dado por a pruebe el método.

Experimentos naturales

Artículo principal: Experimento natural

El término “experimento” implica generalmente un experimento controlado, pero los experimentos a veces controlados son prohibitivo difíciles o imposibles. En este caso recurso de los investigadores a experimentos naturales, también llamado cuasi-experimentos. Los experimentos naturales confían solamente en observaciones del variables de sistema bajo estudio, más bien que manipulación de apenas una o alguna variables como ocurre en experimentos controlados. Al grado posible, procuran recoger los datos para el sistema de una manera tal que la contribución de todas las variables pueda ser determinada, y donde los efectos de la variación en ciertas variables siguen siendo aproximadamente constantes para poder discernir los efectos de otras variables. El grado a el cual esto es posible depende del observado correlación entre variables explicativas en los datos observados. Cuando son estas variables no el pozo correlacionado, los experimentos naturales puede acercar a la energía de experimentos controlados. , Sin embargo, hay generalmente una cierta correlación entre estas variables, que reduce la confiabilidad de los experimentos naturales en relación con qué podría ser concluida si un experimento controlado fue realizado. También, porque los experimentos naturales ocurren generalmente en ambientes incontrolados, las variables de fuentes desapercibidas ni se miden ni constante llevada a cabo, y éstas pueden producir correlaciones ilusorias en variables bajo estudio.

Mucha investigación en varios importantes ciencia disciplinas, incluyendo economía, ciencia política, geología, paleontología, ecología, meteorología, y astronomía, confía en cuasi-experimentos. Por ejemplo, en astronomía es claramente imposible, al probar la hipótesis “soles es nubes derrumbadas del hidrógeno”, para comenzar hacia fuera con una nube gigante del hidrógeno, y después realiza el experimento de esperar algunos mil millones años él para formar un sol. Sin embargo, por las implicaciones de observación de las varias nubes del hidrógeno en varios estados del derrumbamiento, y otras de la hipótesis (por ejemplo, la presencia de varias emisiones espectrales de la luz de estrellas), podemos recoger datos que requerimos para apoyar la hipótesis. Un ejemplo temprano de este tipo de experimento era la primera verificación en el 1600s que no viaja la luz de un sitio a otro instantáneamente, sino que por el contrario tiene una velocidad mensurable. La observación del aspecto de las lunas de Júpiter fue retrasada levemente cuando Júpiter era más lejano de la tierra, en comparación con cuando Júpiter estaba más cercano a la tierra; y este fenómeno fue utilizado para demostrar que la diferencia en la época del aspecto de las lunas era constante con una velocidad de la luz mensurable.

Estudios de observación

Artículo principal: Estudio de observación

Los estudios de observación son mucho como experimentos controlados salvo que carecen equivalencia probabilistic entre los grupos. Estos tipos de experimentos se presentan a menudo en el área de la medicina donde, por razones éticas, no está posible crear a un grupo verdaderamente controlado. Por ejemplo, uno no desearía negar todas las formas de tratamiento para una enfermedad peligrosa para la vida a partir de un grupo de pacientes para evaluar la eficacia de otro tratamiento en un diverso grupo de pacientes. Los resultados de estudios de observación se consideran mucho menos convencimiento que los de experimentos diseñados, pues son mucho más propensos diagonal de la selección. Los investigadores procuran compensar esto con métodos estadísticos complicados por ejemplo el emparejar de la cuenta de la propensión métodos (véase jerarquía de la evidencia). Vea también métodos cuasi-empíricos

Experimentos de campo

Artículo principal: Experimento de campo

Los experimentos de campo son así que nombrado para dibujar un contraste con experimentos del laboratorio. De uso frecuente en las ciencias sociales, y especialmente en análisis económicos de las intervenciones de la educación y de la salud, experimentos de campo tenga la ventaja que los resultados están observados en un ajuste natural más bien que en un ambiente ideado del laboratorio. Sin embargo, como experimentos naturales, los experimentos de campo sufren de la posibilidad de contaminación: las condiciones experimentales se pueden controlar con más precisión y certeza en el laboratorio.

Ejemplos

Cotizaciones

“Tenemos que aprender otra vez eso ciencia sin contacto con experimentos está una empresa que es probable ir totalmente extraviada en conjetura imaginaria. “- Hannes Alfven
“De hoy científicos han substituido matemáticas para los experimentos, y ellos vague apagado a través ecuación después de la ecuación, y construya eventual a estructura cuál tiene no relación a realidad." — Nikola Tesla

Vea también

Acoplamientos externos

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