Експеримент

Од Википедија — слободната енциклопедија
Прејди на: содржини, барај
Овој научник спроведува експеримент по хемија, со цел да дознае нешто во врска со темата/работата што ја проучува. Експерименти постојат во сите науки, но можноста за експериментирање е различна во секоја.

Оваа статија се однесува на експеримент како научен метод. Во контекстот на теоријата на веројатноста, видете Опит (теорија на веројатноста) и Експеримент (теорија на веројатноста).

Експеримент (од лат. ex- и periri или periculum) или опит — склоп на настани и набљудувања, кои се извршуваат да потврдат или да побијат некоја хипотеза или истражување чија главна тема е некоја појава. Експеримент е намерно контрoлирање на некоја појава со цел истата научно да се истражи и разбере. Научникот со експериментот ја „приморува природата“ да одговори на неговите прашања. Во пошироко значење, експеримент е секое практично испробување на функционирање на некој проект кој ќе се по стекнатите искуства спроведе во поширок обем, или ќе се отфрли ако практичното испробување открие крупни недостатоци. Експериментот е најглавната компонента во емпирискиот приод до знаењето.

Експеримент во пекарството[уреди]

Како едноставен пример, треба да сметаме дека многу пекари имаат забележано дека лебот има степен на воздушност (има повеќе воздух во него) во зависност од колкава е влажноста на воздухот кога тој се прави. Ова може да се формира во хипотеза: „ако сите други работи се сметаат за неменливи, колку поголема е влажноста на воздухот, до толку лебот е повоздушест“. Хипотезата може природно да се создаде ако печеме многу лепчиња и при секој случај истите резултати се добиваат. Експериментот мора прецизно да го подготви лепчето, колку што е можно поидентично, во време на два различни типа на денови: првите со голема влажност и вторите суви. Ако хипотезата е точна тогаш лебот што ќе биде зготвен во текот на влажните денови ќе биде повоздушест.

Повеќе карактеристики од овој експеримент се заеднички за сите експерименти:

  • Мора да ги направиме сите други услови од надворешната средина колку што е можно поеднакви меѓу обидите. Пример, количеството на додадената вода и брашно, температурата на путерот кои што сите можат да имаат ефект на воздушноста на лебот; значи, експериментот мора стриктно да се држи кон одржување на слични надворешни услови, односно да постави контрола на факторите кои можат да имаат ефект врз резултатот од експериментот. Ова ни дава некоја верност во изразот „ако сите други услови се исти...“.
  • И покрај тоа што воздушноста може да се чини како лесно разбирлива идеја, идејата на еден пекар за „воздушест леб“ е различна од идејата за „воздушест леб“ на друг пекар. Експериментот мора да биде базиран на објективни заклучоци и факти - пример „воздушноста се мери како целосниот волумен на еден леб во однос на еден килограм брашно“. Оваа идеја, спарена со точноста на описот како ќе се изврши експериментот, понекогаш се нарекува операционен аспект на експериментот; идејата дека сите акции, количества и набљудувања можат да се утврдат од страна на искусни луѓе.
  • Забележувајќи дека, еднаш во влажен ден, еден испечен леб не е доволен. Експериментот треба да биде повторувачки; Дадено дека експериментот се повторува точно како што бил опишан, треба да се очекуваат истите резултати, без разлика кој го спроведува експериментот ниту пак колку пати бил спроведен.

Повторувањето на експериментот ни помага да елиминираме различни типови на експериментални грешки - може да се мисли дека, на пример, биле одредени сите техники и мерења прецизно во експериментот, но многу други ефекти (како типот на брашното, трагови на други елементи во водата итн.) можат да го менуваат набљудуваниот ефект. Во научниот метод, може да се тврди дека бил направен експеримент со некој добиен резултат, и оттаму тоа е подржано со одговарачка хипотеза. Но, сè додека други научници/експериментатори не го спроведат истиот експеримент под истите услови, и со ист краен резултат, експериментот обично не се смета за „докажан“ резултат.

  • На крај, иако сме испекле сто леба, случајно некој од нив нема да го даде очекуваниот резултат. Објаснувањето би било дека „кујнските богови се незадоволни“. Неопходно е да се напомене дека некои хипотези не може да се потврдат експериментално - бидејќи не можеме да направиме мерења кои ќе ни покажат дали „кујнските богови“ се „задоволни“, не можеме да спроведеме експеримент кој ја потврдува или побива хипотезата „најдобриот леб настанува кога кујнските богови се задоволни“.

Осмислување на експериментите[уреди]

Осмислувањето на експериментите се обидува да одржи рамнотежа меѓу потребите и ограничувањата во полето на науката каде што нешто работи кога експериментот може да обезбеди најдобар заклучок за хипотезите кои се тестираат.

Во некои науки, како на пример физиката или хемијата, релативно лесно е да се обезбедат потребите за сите мерења да се извршат објективно и точно, бидејќи сите услови можат да се држат под контрола низ експерименталните пробувања. Од друга страна пак, во други науки како биологија или медицина, често е тешко да се остварат истите услови докрај на експериментот; а во општествените науки најчесто е тешко дури и да се одреди методот на мерење на резултатите кои се добиваат од експериментот кој ќе биде доволно објективен.

Поради оваа причина, науките како физиката често се назначуваат како „строги науки“ додека другите како социологијата се назначуваат како „меки науки“, со цел да се сфати идејата дека објективните мерења се многу полесни во првите отколку во вторите.

Во продолжение, во меките науки потребата за „контролирана ситуација“ може да работи, всушност, и против хипотезата во погенерални ситуации. Кога желбата е да се испита некоја хипотеза која „генерално“ работи, експериментот може да има големо внатрешно потврдување, бидејќи е валиден во контролираната експериментална средина, додека не е валиден во надворешниот свет кога неговите резултати се пробуваат во ситуации од надворешниот свет. Една причина зошто ова може да се случи е ефектот на Хоторн.

Како резултат на овие заклучоци, осмислувањето на експериментите кај „строгите науки“ се стреми да се насочи кон елиминацијата на неиспитуваните ефекти (тип на брашно, нечистотиите во водата), додека осмислувањето кај „меките науки“ повеќе се фокусира на проблемите од надворешна потврда, често користејќи ги статистичките методи. Повремено појави се случуваат природно од кои може да се извлечат научни заклучоци, а тие се природни експерименти. Во таквите случаи, проблемот на научниците е да го утврдат „природното осмислување“.

Контролирани експерименти[уреди]

Многу хипотези во науките како физика можат да воспостават секојдневност со заклучување дека, додека некоја појава не се случи, ништо не се случува; тогаш кога ќе се случи таа појава, се набљудува втора појава; Но во науката најчесто оваа ситуација тешко се достигнува.

Пример, некој пука со прстите бидејќи пукањето со прсти „ги брка тигрите“, и вели дека „ете, точно е!“. Додека овој „експеримент“ не ја поништува хипотезата „пукање со прсти ги брка тигрите“, не ја ни потврдува бидејќи и кога не пукаме со прстите тигрите бегаат исто така.

За да демонстрираме причинскопоследична хипотеза, експериментот често мора да покаже дека, на пример, појавата се случила откога извесен третман бил даден на набљудуваното, и дека истата не се случува кога овој третман го нема.

Контролираниот експеримент генерално ги споредува резултатите кои се добиваат од експериментален примерок со резултатите добиени од контролен примерок (вистински примерок), кој е практично идентичен со експерименталниот примерок, освен во аспектот на кој ефект се испитува. Во многу лабараториски експерименти добра идеја е да се имаат повеќе тестни примероци, со цел да се има и позитивна и негативна резултатна контрола. На резултатите од тестните примероци често може да се пресмета средна вредност, или ако се добие вредност од некој примерок која многу отстапува од другите резултати, може да се елиминира како неважечка поради експериментална грешка (некој чекор од експерименталната процедура можеби бил пропуштен). Најчесто, тестовите се дуплираат или триплираат. Позитивна контрола е процедура која е многу слична со конкретниот експериментален тест и за која се знае од претходните искуства дека ќе даде позитивен резултат. Негативната контрола дава негативен резултат. Позитивната контрола потврдува дека основните услови на експериментот биле во можност да остварат позитивен резултат, и покрај тоа што, на пример, ни еден од експерименталните примероци не даваат позитивен резултат. Негативната контрола го демонстрира резултатот од основната вредност кој се добива кога тестот дава резултат кој не може да се измери позитивно; најчесто вредноста на негативната контрола се третира како „позадинска“ вредност која се вади од резултатите од тестните примероци.

Контролираните експерименти се особени корисни кога е тешко да се контролираат сите услови на еден експеримент.

Природни експерименти[уреди]

Понекогаш контролираните експерименти тешко можат да се достигнат, па истражувачите се потпираат врз природни експерименти. Природните експерименти имаат предност поради предвидливите природни промени во едноставните системи при мерењето на резултатите на некоја промена од појавата.

Астрономијата начелно зависи од ваквите експерименти. Јасно е дека не е практично кога пробуваме да докажеме дека „сонцата се судрени облаци на водород“, да почнеме со огромни облаци водород, и потоа да го издржиме експериментот со чекање на милиони години да се создаде сонце. Полесно е со набљудување на различни типови на облаци од водород во различни состојби на судирање, и други докази на хипотезата (пример, присутноста на различни спектрални зрачења од светлината на ѕвездите), да собереме експериментални податоци кои ни требаат за поддржување на хипотезата.

Еден ран експеримент од ваков тип беше првиот доказ доставен во 1600 г. дека светлината не патува од место до место во истиот момент, туку дека има измерлива брзина. Набљудувањето на месечините на Јупитер било малку успорено кога Јупитер се наоѓал далеку од Земјата, и оваа појава бил искористен да се докаже дека временските каснења се константни со измерлива брзина на светлината.

Квазиексперименти[уреди]

Квазиекспериментите се слични на контролираните експерименти, само што им фали веројатна еднаквост меѓу групите. Овие групи на експерименти често доаѓаат од областа на медицината каде што, поради етнички причини, не е можно да се создадат вистински контролирани групи. Истражувачите надокнадуваат за ова со сложени статистички методи.