تجربة

الموسوعة الحرة
يؤدي رائد الفضاء ديفيد سكوت اختبار الجاذبية على القمر باستخدام مطرقة وريشة.
حتى الأطفال الصغار جدًا يقومون بإجراء تجارب أولية للتعرف على العالم وكيفية عمل الأشياء.
جزء من سلسلة عن
بحث
كمبيوتر محمول بجوار مواد أرشيفية
تصميم البحث
استراتيجية البحث
المدارس الفلسفية
المنهجية
طُرق
الأدوات والبرمجيات
  • تكنولوجيا الحجة
  • برنامج نظام المعلومات الجغرافية
  • برمجيات المكتبات وعلوم المعلومات
    • القياسات الببليومترية
    • إدارة المراجع
  • برامج العلوم
    • تحليل البيانات النوعية
    • محاكاة
    • إحصائيات
بوابة الفلسفة
  • ف
  • ت
  • هـ

التجربة هي إجراء يتم إجراؤه لدعم أو دحض فرضية ، أو لتحديد فعالية أو احتمالية شيء لم يتم تجربته من قبل. توفر التجارب نظرة ثاقبة للسبب والنتيجة من خلال إظهار النتيجة التي تحدث عند التلاعب بعامل معين. تختلف التجارب بشكل كبير في الهدف والحجم ولكنها تعتمد دائمًا على الإجراء القابل للتكرار والتحليل المنطقي للنتائج. توجد أيضًا دراسات تجريبية طبيعية .

قد يقوم الطفل بإجراء تجارب أساسية لفهم كيفية سقوط الأشياء على الأرض، بينما قد تستغرق فرق العلماء سنوات من التحقيق المنهجي لتطوير فهمهم لظاهرة ما. التجارب وأنواع أخرى من الأنشطة العملية مهمة جدًا لتعلم الطلاب في فصل العلوم. يمكن للتجارب رفع درجات الاختبار ومساعدة الطالب على أن يصبح أكثر انخراطًا واهتمامًا بالمادة التي يتعلمها، خاصة عند استخدامها بمرور الوقت. [1] يمكن أن تتنوع التجارب من المقارنات الطبيعية الشخصية وغير الرسمية (على سبيل المثال تذوق مجموعة من الشوكولاتة للعثور على المفضلة)، إلى الخاضعة لسيطرة شديدة (على سبيل المثال الاختبارات التي تتطلب أجهزة معقدة يشرف عليها العديد من العلماء الذين يأملون في اكتشاف معلومات حول الجسيمات دون الذرية ). تختلف استخدامات التجارب بشكل كبير بين العلوم الطبيعية والإنسانية .

تتضمن التجارب عادةً ضوابط ، وهي مصممة لتقليل تأثيرات المتغيرات الأخرى غير المتغير المستقل الوحيد . وهذا يزيد من موثوقية النتائج، غالبًا من خلال المقارنة بين قياسات التحكم والقياسات الأخرى. الضوابط العلمية هي جزء من الطريقة العلمية . من الناحية المثالية، يتم التحكم في جميع المتغيرات في التجربة (مع مراعاة قياسات التحكم) ولا يوجد أي متغير غير خاضع للرقابة. في مثل هذه التجربة، إذا عملت جميع الضوابط كما هو متوقع، فمن الممكن أن نستنتج أن التجربة تعمل كما هو مقصود، وأن النتائج ترجع إلى تأثير المتغيرات التي تم اختبارها.

ملخص

في الطريقة العلمية ، التجربة هي إجراء تجريبي يحكم على النماذج أو الفرضيات المتنافسة . [2] [3] يستخدم الباحثون أيضًا التجريب لاختبار النظريات الموجودة أو الفرضيات الجديدة لدعمها أو دحضها. [3] [4]

تختبر التجربة عادة فرضية ، وهي توقع حول كيفية عمل عملية أو ظاهرة معينة. ومع ذلك، قد تهدف التجربة أيضًا إلى الإجابة على سؤال "ماذا لو"، دون توقع محدد حول ما تكشفه التجربة، أو لتأكيد النتائج السابقة. إذا أجريت التجربة بعناية، فإن النتائج عادةً ما تدعم الفرضية أو تدحضها. وفقًا لبعض فلسفات العلوم ، لا يمكن للتجربة أبدًا "إثبات" فرضية، بل يمكنها فقط إضافة الدعم. من ناحية أخرى، يمكن للتجربة التي توفر مثالاً مضادًا أن تدحض نظرية أو فرضية، ولكن يمكن دائمًا إنقاذ النظرية من خلال التعديلات المخصصة المناسبة على حساب البساطة.

يجب أن تتحكم التجربة أيضًا في عوامل التشويش المحتملة - أي عوامل من شأنها أن تفسد دقة التجربة أو إمكانية تكرارها أو القدرة على تفسير النتائج. يتم التخلص من عوامل التشويش عادةً من خلال الضوابط العلمية و/أو، في التجارب العشوائية ، من خلال التعيين العشوائي .

في الهندسة والعلوم الفيزيائية ، تُعَد التجارب أحد المكونات الأساسية للمنهج العلمي. وتُستخدم لاختبار النظريات والفرضيات حول كيفية عمل العمليات الفيزيائية في ظل ظروف معينة (على سبيل المثال، ما إذا كانت عملية هندسية معينة قادرة على إنتاج مركب كيميائي مرغوب). وعادةً ما تركز التجارب في هذه المجالات على تكرار الإجراءات المتطابقة على أمل إنتاج نتائج متطابقة في كل تكرار. والتعيين العشوائي غير شائع.

في الطب والعلوم الاجتماعية ، يختلف انتشار البحث التجريبي على نطاق واسع عبر التخصصات. ومع ذلك، عند استخدامه، تتبع التجارب عادةً شكل التجربة السريرية ، حيث يتم تعيين الوحدات التجريبية (عادةً البشر الأفراد) عشوائيًا لحالة علاج أو حالة تحكم حيث يتم تقييم نتيجة واحدة أو أكثر. [5] وعلى النقيض من المعايير في العلوم الفيزيائية، ينصب التركيز عادةً على متوسط ​​تأثير العلاج (الفرق في النتائج بين مجموعات العلاج والتحكم) أو إحصائية اختبار أخرى تنتجها التجربة. [6] لا تنطوي الدراسة الفردية عادةً على تكرار التجربة، ولكن يمكن تجميع الدراسات المنفصلة من خلال المراجعة المنهجية والتحليل التلوي .

هناك اختلافات مختلفة في الممارسة التجريبية في كل فرع من فروع العلوم . على سبيل المثال، يستخدم البحث الزراعي غالبًا التجارب العشوائية (على سبيل المثال، لاختبار الفعالية المقارنة للأسمدة المختلفة)، بينما غالبًا ما ينطوي الاقتصاد التجريبي على اختبارات تجريبية للسلوكيات البشرية النظرية دون الاعتماد على التعيين العشوائي للأفراد لظروف العلاج والتحكم.

تاريخ

أحد أوائل المناهج المنهجية للتجارب بالمعنى الحديث واضح في أعمال عالم الرياضيات والباحث العربي ابن الهيثم . أجرى تجاربه في مجال البصريات - بالعودة إلى المشكلات البصرية والرياضية في أعمال بطليموس - من خلال التحكم في تجاربه بسبب عوامل مثل النقد الذاتي والاعتماد على النتائج المرئية للتجارب بالإضافة إلى النقد من حيث النتائج السابقة. كان من أوائل العلماء الذين استخدموا طريقة استقرائية تجريبية لتحقيق النتائج. [7] في كتابه "البصريات" يصف النهج الجديد تمامًا للمعرفة والبحث بالمعنى التجريبي:

"ينبغي لنا أن نستأنف البحث في مبادئه ومقدماته، فنبدأ بحثنا بفحص الأشياء الموجودة، واستعراض أحوال المبصرات، ونميز بين خواص الجزئيات، ونجمع بالاستقراء ما يتعلق بالعين عند حدوث الإبصار، وما يوجد على طريقة الإحساس من الاتساق، والثبات، والظهور، وعدم الشك. ثم نصعد في البحث والاستدلال، على نحو تدريجي منظم، وننتقد المقدمات، ونحترس في النتائج، ويكون غرضنا في كل ما نخضع له من فحص ومراجعة، استعمال العدل، وعدم اتباع التحيز، والعناية في كل ما نحكم عليه وننتقده، بأن نطلب الحقيقة، ولا نتأثر بالرأي. وبذلك نصل في النهاية إلى الحقيقة التي تسعد القلب، ونصل تدريجيًا وبعناية إلى الغاية التي يظهر عندها اليقين، ونحصل بالنقد والحذر على الحقيقة التي تزيل الخلاف وتحل المسائل المشكوك فيها." ومع ذلك، فإننا لسنا أحرارًا من ذلك التكدر البشري الذي هو في طبيعة الإنسان؛ ولكن يتعين علينا أن نبذل قصارى جهدنا بما نملكه من قوة بشرية. ومن الله نستمد العون في كل شيء. [8]

وبحسب تفسيره، فإن تنفيذ الاختبار بشكل صارم مع مراعاة ذاتية وقابلية النتائج للتأثر بسبب طبيعة الإنسان أمر ضروري. وعلاوة على ذلك، فإن النظرة النقدية إلى النتائج ونتائج العلماء السابقين ضرورية:

ومن ثم فإن من واجب الرجل الذي يدرس كتابات العلماء، إذا كان هدفه هو معرفة الحقيقة، أن يجعل نفسه عدوًا لكل ما يقرأه، وأن يبذل عقله حتى صميم محتواه ويهاجمه من كل جانب. وينبغي له أيضًا أن يشك في نفسه وهو يقوم بفحصه النقدي، حتى يتجنب الوقوع في التحيز أو التساهل. [9]

وبالتالي، فإن المقارنة بين النتائج السابقة والنتائج التجريبية ضرورية لإجراء تجربة موضوعية ـ حيث تكون النتائج المرئية أكثر أهمية. وفي النهاية، قد يعني هذا أن الباحث التجريبي لابد أن يتحلى بالشجاعة الكافية لرفض الآراء أو النتائج التقليدية، وخاصة إذا لم تكن هذه النتائج تجريبية بل كانت نتاجاً لاستنتاج منطقي/ عقلي. وفي هذه العملية من التفكير النقدي، لا ينبغي للإنسان نفسه أن ينسى أنه يميل إلى الآراء الذاتية ـ من خلال "التحيزات" و"التساهل" ـ وبالتالي لابد وأن يكون ناقداً لطريقته الخاصة في بناء الفرضيات. [ بحاجة لمصدر ]

كان فرانسيس بيكون (1561-1626)، الفيلسوف والعالم الإنجليزي الذي نشط في القرن السابع عشر، من المؤيدين المؤثرين للعلوم التجريبية في عصر النهضة الإنجليزية . وقد اختلف مع طريقة الإجابة على الأسئلة العلمية عن طريق الاستنباط - على غرار ابن الهيثم - ووصفها على النحو التالي: "بعد أن يحدد الإنسان السؤال أولاً وفقًا لإرادته، يلجأ بعد ذلك إلى التجربة، ويثنيها لتتوافق مع تفضيلاته، ويقودها مثل الأسير في موكب". [10] أراد بيكون طريقة تعتمد على الملاحظات المتكررة أو التجارب. والجدير بالذكر أنه أمر أولاً بالطريقة العلمية كما نفهمها اليوم.

"إن التجربة البسيطة تبقى؛ والتي إذا ما أخذناها كما هي، فإنها تسمى عرضًا، وإذا ما بحثنا عنها فهي تجربة. والطريقة الحقيقية للتجربة تضيء الشمعة أولاً [الفرضية]، ثم من خلال الشمعة تظهر الطريق [تنظم التجربة وتحددها]؛ فتبدأ بالتجربة المنظمة والمهضومة على النحو اللائق، غير المتعثرة أو غير المنتظمة، والتي تستنتج منها البديهيات [النظريات]، ومن البديهيات الراسخة تجارب جديدة مرة أخرى. [11] : 101" 

في القرون التي تلت ذلك، حقق الأشخاص الذين طبقوا المنهج العلمي في مجالات مختلفة تقدمًا واكتشافات مهمة. على سبيل المثال، قام جاليليو جاليلي (1564-1642) بقياس الوقت بدقة وأجرى تجارب لإجراء قياسات واستنتاجات دقيقة حول سرعة الجسم الساقط. استخدم أنطوان لافوازييه (1743-1794)، الكيميائي الفرنسي، التجربة لوصف مجالات جديدة، مثل الاحتراق والكيمياء الحيوية وتطوير نظرية حفظ الكتلة (المادة). [12] استخدم لويس باستور (1822-1895) المنهج العلمي لدحض النظرية السائدة للتولد التلقائي وتطوير نظرية الجراثيم للأمراض . [13] ونظرًا لأهمية التحكم في المتغيرات المربكة المحتملة، فإن استخدام التجارب المعملية المصممة جيدًا هو المفضل عندما يكون ذلك ممكنًا.

وقد حدث قدر كبير من التقدم في تصميم وتحليل التجارب في أوائل القرن العشرين، مع مساهمات من الإحصائيين مثل رونالد فيشر (1890-1962)، وجيرزي نيمان (1894-1981)، وأوسكار كيمبثورن (1919-2000)، وجيرترود ماري كوكس (1900-1978)، وويليام جيميل كوشران (1909-1980)، من بين آخرين.

أنواع

يمكن تصنيف التجارب وفقًا لعدد من الأبعاد، اعتمادًا على المعايير والمقاييس المهنية في مجالات الدراسة المختلفة.

في بعض التخصصات (مثل علم النفس أو العلوم السياسية )، تُعَد "التجربة الحقيقية" طريقة من طرق البحث الاجتماعي حيث يوجد نوعان من المتغيرات . حيث يتم التلاعب بالمتغير المستقل من قبل المجرب، ويتم قياس المتغير التابع . وتتمثل السمة المميزة للتجربة الحقيقية في أنها تقوم بتخصيص الأشخاص عشوائيًا لتحييد تحيز المجرب ، وتضمن، على مدار عدد كبير من تكرارات التجربة، التحكم في جميع العوامل المربكة. [14]

اعتمادًا على التخصص، يمكن إجراء التجارب لتحقيق أهداف مختلفة ولكنها ليست متبادلة الحصر: [15] اختبار النظريات، والبحث عن الظواهر وتوثيقها، وتطوير النظريات، أو تقديم المشورة لصناع السياسات. ترتبط هذه الأهداف أيضًا بشكل مختلف بمخاوف الصلاحية .

التجارب الخاضعة للرقابة

غالبًا ما تقارن التجربة الخاضعة للرقابة النتائج التي تم الحصول عليها من العينات التجريبية بعينات التحكم ، والتي تكون متطابقة عمليًا مع العينة التجريبية باستثناء الجانب الوحيد الذي يتم اختبار تأثيره (المتغير المستقل ). سيكون أحد الأمثلة الجيدة على ذلك تجربة عقار. ستكون العينة أو المجموعة التي تتلقى العقار هي المجموعة التجريبية ( مجموعة العلاج )؛ وستكون المجموعة التي تتلقى الدواء الوهمي أو العلاج المنتظم هي المجموعة الضابطة . في العديد من التجارب المعملية، من الجيد أن يكون لديك عدة عينات مكررة للاختبار الذي يتم إجراؤه وأن يكون هناك تحكم إيجابي وتحكم سلبي . غالبًا ما يمكن حساب متوسط ​​النتائج من العينات المكررة، أو إذا كانت إحدى التكرارات غير متسقة بشكل واضح مع نتائج العينات الأخرى، فيمكن تجاهلها باعتبارها نتيجة لخطأ تجريبي (ربما تم حذف بعض خطوات إجراء الاختبار عن طريق الخطأ لتلك العينة). في أغلب الأحيان، يتم إجراء الاختبارات في نسختين مكررتين أو ثلاث نسخ. التحكم الإيجابي هو إجراء مشابه للاختبار التجريبي الفعلي ولكن من المعروف من الخبرة السابقة أنه يعطي نتيجة إيجابية. من المعروف أن التحكم السلبي يعطي نتيجة سلبية. يؤكد التحكم الإيجابي أن الظروف الأساسية للتجربة كانت قادرة على إنتاج نتيجة إيجابية، حتى لو لم تنتج أي من العينات التجريبية الفعلية نتيجة إيجابية. يوضح التحكم السلبي النتيجة الأساسية التي تم الحصول عليها عندما لا ينتج الاختبار نتيجة إيجابية قابلة للقياس. في أغلب الأحيان، يتم التعامل مع قيمة التحكم السلبي كقيمة "خلفية" لطرحها من نتائج عينة الاختبار. في بعض الأحيان يأخذ التحكم الإيجابي ربع منحنى قياسي .

من الأمثلة التي تستخدم غالبًا في مختبرات التدريس اختبار البروتين المتحكم فيه . قد يُعطى الطلاب عينة سائل تحتوي على كمية غير معروفة (للطالب) من البروتين. ومن واجبهم إجراء تجربة متحكم فيها بشكل صحيح حيث يحددون تركيز البروتين في عينة السائل (عادةً ما تسمى "العينة غير المعروفة"). سيتم تجهيز مختبر التدريس بمحلول معياري للبروتين بتركيز بروتين معروف. يمكن للطلاب عمل عدة عينات تحكم إيجابية تحتوي على تخفيفات مختلفة من معيار البروتين. تحتوي عينات التحكم السلبية على جميع الكواشف اللازمة لاختبار البروتين ولكن لا تحتوي على بروتين. في هذا المثال، يتم إجراء جميع العينات في نسختين. الاختبار هو اختبار قياس اللون حيث يمكن لمقياس الطيف الضوئي قياس كمية البروتين في العينات من خلال الكشف عن مركب ملون يتكون من تفاعل جزيئات البروتين وجزيئات الصبغة المضافة. في الرسم التوضيحي، يمكن مقارنة نتائج عينات الاختبار المخففة بنتائج المنحنى القياسي (الخط الأزرق في الرسم التوضيحي) لتقدير كمية البروتين في العينة غير المعروفة.

يمكن إجراء التجارب الخاضعة للرقابة عندما يكون من الصعب التحكم بدقة في جميع الظروف في التجربة. في هذه الحالة، تبدأ التجربة بإنشاء مجموعتين أو أكثر من العينات المتكافئة احتماليًا، مما يعني أن قياسات السمات يجب أن تكون متشابهة بين المجموعات وأن المجموعات يجب أن تستجيب بنفس الطريقة إذا أعطيت نفس العلاج. يتم تحديد هذا التكافؤ من خلال الأساليب الإحصائية التي تأخذ في الاعتبار مقدار التباين بين الأفراد وعدد الأفراد في كل مجموعة. في مجالات مثل علم الأحياء الدقيقة والكيمياء ، حيث يكون التباين بين الأفراد ضئيلًا للغاية ويكون حجم المجموعة بسهولة بالملايين، غالبًا ما يتم تجاوز هذه الأساليب الإحصائية ويُفترض ببساطة أن تقسيم الحل إلى أجزاء متساوية ينتج مجموعات عينات متطابقة.

بمجرد تشكيل مجموعات متكافئة، يحاول المجرب التعامل معها بنفس الطريقة باستثناء المتغير الوحيد الذي يرغب في عزله. تتطلب التجارب البشرية ضمانات خاصة ضد المتغيرات الخارجية مثل تأثير الدواء الوهمي . مثل هذه التجارب تكون مزدوجة التعمية بشكل عام ، مما يعني أن المتطوع أو الباحث لا يعرف أي الأفراد في المجموعة الضابطة أو المجموعة التجريبية حتى يتم جمع كل البيانات. وهذا يضمن أن أي تأثيرات على المتطوع ترجع إلى العلاج نفسه وليست استجابة للمعرفة بأنه يخضع للعلاج.

في التجارب التي تجرى على البشر، قد يقدم الباحثون لموضوع (شخص) حافزًا يستجيب له الموضوع. والهدف من التجربة هو قياس الاستجابة للحافز باستخدام طريقة اختبار .

في تصميم التجارب ، يتم تطبيق "معالجتين" أو أكثر لتقدير الفرق بين متوسط ​​الاستجابات للمعالجات. على سبيل المثال، يمكن لتجربة خبز الخبز تقدير الفرق في الاستجابات المرتبطة بالمتغيرات الكمية، مثل نسبة الماء إلى الدقيق، والمتغيرات النوعية، مثل سلالات الخميرة. التجريب هو الخطوة في الطريقة العلمية التي تساعد الناس على الاختيار بين تفسيرين أو أكثر متنافسين - أو فرضيات . تقترح هذه الفرضيات أسبابًا لتفسير ظاهرة أو التنبؤ بنتائج فعل. قد يكون أحد الأمثلة على ذلك الفرضية القائلة بأن "إذا أطلقت هذه الكرة، فسوف تسقط على الأرض": يمكن بعد ذلك اختبار هذا الاقتراح من خلال إجراء تجربة إطلاق الكرة ومراقبة النتائج. رسميًا، تتم مقارنة الفرضية بفرضيتها المعاكسة أو الفرضية الصفرية ("إذا أطلقت هذه الكرة، فلن تسقط على الأرض"). الفرضية الصفرية هي أنه لا يوجد تفسير أو قوة تنبؤية للظاهرة من خلال المنطق الذي يتم التحقيق فيه. بمجرد تحديد الفرضيات، يمكن إجراء تجربة وتحليل النتائج لتأكيد أو دحض أو تحديد دقة الفرضيات.

يمكن أيضًا تصميم التجارب لتقدير تأثيرات التسرب على الوحدات غير المعالجة القريبة.

التجارب الطبيعية

يشير مصطلح "التجربة" عادةً إلى تجربة خاضعة للرقابة، ولكن في بعض الأحيان تكون التجارب الخاضعة للرقابة صعبة للغاية أو مستحيلة أو غير أخلاقية أو غير قانونية. في هذه الحالة يلجأ الباحثون إلى التجارب الطبيعية أو التجارب شبه الخاضعة للرقابة . [16] تعتمد التجارب الطبيعية فقط على ملاحظات متغيرات النظام قيد الدراسة، بدلاً من التلاعب بمتغير واحد أو عدد قليل من المتغيرات كما يحدث في التجارب الخاضعة للرقابة. إلى الحد الممكن، يحاولون جمع البيانات للنظام بطريقة يمكن من خلالها تحديد مساهمة جميع المتغيرات، وحيث تظل تأثيرات التباين في متغيرات معينة ثابتة تقريبًا بحيث يمكن تمييز تأثيرات المتغيرات الأخرى. تعتمد الدرجة التي يكون بها هذا ممكنًا على الارتباط الملحوظ بين المتغيرات التفسيرية في البيانات المرصودة. عندما لا تكون هذه المتغيرات مرتبطة جيدًا، يمكن للتجارب الطبيعية أن تقترب من قوة التجارب الخاضعة للرقابة. ومع ذلك، عادةً ما يكون هناك بعض الارتباط بين هذه المتغيرات، مما يقلل من موثوقية التجارب الطبيعية مقارنة بما يمكن استنتاجه إذا تم إجراء تجربة خاضعة للرقابة. بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لأن التجارب الطبيعية تجري عادةً في بيئات غير خاضعة للرقابة، فإن المتغيرات من مصادر غير مكتشفة لا يتم قياسها ولا يتم الاحتفاظ بها ثابتة، وقد يؤدي ذلك إلى إنتاج ارتباطات وهمية في المتغيرات قيد الدراسة.

تعتمد العديد من الأبحاث في العديد من التخصصات العلمية ، بما في ذلك الاقتصاد والجغرافيا البشرية وعلم الآثار وعلم الاجتماع والأنثروبولوجيا الثقافية والجيولوجيا وعلم الحفريات وعلم البيئة والأرصاد الجوية وعلم الفلك ، على التجارب شبه التجريبية. على سبيل المثال، في علم الفلك، من الواضح أنه من المستحيل، عند اختبار فرضية "النجوم عبارة عن سحب من الهيدروجين المنهارة"، أن نبدأ بسحابة عملاقة من الهيدروجين، ثم نجري تجربة الانتظار لبضعة مليارات من السنين حتى تشكل نجمًا. ومع ذلك، من خلال ملاحظة سحب مختلفة من الهيدروجين في حالات مختلفة من الانهيار، وغيرها من الآثار المترتبة على الفرضية (على سبيل المثال، وجود انبعاثات طيفية مختلفة من ضوء النجوم)، يمكننا جمع البيانات التي نحتاجها لدعم الفرضية. كان أحد الأمثلة المبكرة لهذا النوع من التجارب هو أول تحقق في القرن السابع عشر من أن الضوء لا يسافر من مكان إلى آخر بشكل فوري، بل لديه سرعة قابلة للقياس. تأخرت ملاحظة ظهور أقمار المشتري قليلاً عندما كان المشتري أبعد عن الأرض، على عكس عندما كان المشتري أقرب إلى الأرض؛ وقد استخدمت هذه الظاهرة لإثبات أن الفرق في وقت ظهور الأقمار كان متسقًا مع سرعة قابلة للقياس. [17]

التجارب الميدانية

تُسمى التجارب الميدانية بهذا الاسم لتمييزها عن التجارب المعملية ، التي تفرض الرقابة العلمية من خلال اختبار فرضية ما في بيئة اصطناعية وخاضعة لسيطرة شديدة في المختبر. وكثيراً ما تستخدم التجارب الميدانية في العلوم الاجتماعية، وخاصة في التحليلات الاقتصادية للتدخلات التعليمية والصحية، وهي تتمتع بميزة تتمثل في ملاحظة النتائج في بيئة طبيعية وليس في بيئة مختبرية مصطنعة. ولهذا السبب، يُنظر إلى التجارب الميدانية أحياناً على أنها تتمتع بصلاحية خارجية أعلى من التجارب المعملية. ومع ذلك، مثل التجارب الطبيعية، تعاني التجارب الميدانية من احتمال التلوث: حيث يمكن التحكم في الظروف التجريبية بدقة ويقين أكبر في المختبر. ومع ذلك، لا يمكن بسهولة دراسة بعض الظواهر (على سبيل المثال، نسبة المشاركة في الانتخابات) في المختبر.

الدراسات الرصدية

نموذج الصندوق الأسود للملاحظة (المدخلات والمخرجات هي عناصر قابلة للملاحظة ). عندما تكون هناك تغذية راجعة مع بعض التحكم من قبل المراقب، كما هو موضح، فإن الملاحظة تكون أيضًا تجربة.

تُستخدم الدراسة الرصدية عندما يكون من غير العملي أو غير الأخلاقي أو الباهظ التكلفة (أو غير الفعّال) أن نلائم نظامًا ماديًا أو اجتماعيًا في بيئة معملية، أو أن نتحكم تمامًا في العوامل المربكة، أو أن نطبق التعيين العشوائي. ويمكن استخدامها أيضًا عندما تكون العوامل المربكة محدودة أو معروفة جيدًا بما يكفي لتحليل البيانات في ضوءها (على الرغم من أن هذا قد يكون نادرًا عندما تكون الظواهر الاجتماعية قيد الفحص). ولكي يكون العلم الرصدي صالحًا، يجب أن يعرف المجرب العوامل المربكة ويضعها في الحسبان . وفي هذه المواقف، تكون الدراسات الرصدية ذات قيمة لأنها غالبًا ما تقترح فرضيات يمكن اختبارها بتجارب عشوائية أو عن طريق جمع بيانات جديدة.

ولكن من حيث الأساس، فإن الدراسات الرصدية ليست تجارب. فبحكم التعريف، تفتقر الدراسات الرصدية إلى التلاعب المطلوب للتجارب البيكونية . بالإضافة إلى ذلك، غالبًا ما تنطوي الدراسات الرصدية (على سبيل المثال، في الأنظمة البيولوجية أو الاجتماعية) على متغيرات يصعب قياسها أو التحكم فيها. والدراسات الرصدية محدودة لأنها تفتقر إلى الخصائص الإحصائية للتجارب العشوائية. في التجربة العشوائية، توجه طريقة التوزيع العشوائي المحددة في البروتوكول التجريبي التحليل الإحصائي، والذي عادةً ما يحدده البروتوكول التجريبي أيضًا. [18] وبدون نموذج إحصائي يعكس التوزيع العشوائي الموضوعي، يعتمد التحليل الإحصائي على نموذج ذاتي. [18] والاستنتاجات من النماذج الذاتية غير موثوقة من الناحية النظرية والتطبيقية. [19] في الواقع، هناك العديد من الحالات حيث تعطي الدراسات الرصدية التي أجريت بعناية نتائج خاطئة باستمرار، أي حيث تكون نتائج الدراسات الرصدية غير متسقة وتختلف أيضًا عن نتائج التجارب. على سبيل المثال، تُظهر الدراسات الوبائية لسرطان القولون باستمرار ارتباطات مفيدة باستهلاك البروكلي، بينما لا تجد التجارب أي فائدة. [20]

تتمثل إحدى المشكلات الخاصة بالدراسات الرصدية التي تشمل البشر في الصعوبة الكبيرة في تحقيق مقارنات عادلة بين العلاجات (أو التعرضات)، لأن مثل هذه الدراسات عرضة للتحيز في الاختيار ، وقد تختلف المجموعات التي تتلقى علاجات (تعرضات) مختلفة اختلافًا كبيرًا وفقًا لمتغيراتها المشتركة (العمر، الطول، الوزن، الأدوية، التمارين الرياضية، الحالة الغذائية، العرق، التاريخ الطبي العائلي، إلخ). في المقابل، تعني العشوائية أنه بالنسبة لكل متغير مشترك، من المتوقع أن يكون المتوسط ​​لكل مجموعة هو نفسه. بالنسبة لأي تجربة عشوائية، من المتوقع حدوث بعض التباين عن المتوسط، بالطبع، لكن العشوائية تضمن أن المجموعات التجريبية لها قيم متوسطة متقاربة، بسبب نظرية الحد المركزي وعدم مساواة ماركوف . مع التوزيع العشوائي غير الكافي أو حجم العينة المنخفض، فإن التباين المنهجي في المتغيرات المشتركة بين مجموعات العلاج (أو مجموعات التعرض) يجعل من الصعب فصل تأثير العلاج (التعرض) عن تأثيرات المتغيرات المشتركة الأخرى، والتي لم يتم قياس معظمها. يجب على النماذج الرياضية المستخدمة لتحليل مثل هذه البيانات أن تأخذ في الاعتبار كل متغير مشترك مختلف (إذا تم قياسه)، والنتائج ليست ذات معنى إذا لم يتم اختيار المتغير المشترك عشوائيًا أو تضمينه في النموذج.

لتجنب الظروف التي تجعل التجربة أقل فائدة بكثير، يقوم الأطباء الذين يجرون التجارب الطبية - على سبيل المثال للحصول على موافقة إدارة الغذاء والدواء الأمريكية - بقياس المتغيرات المشتركة التي يمكن تحديدها وتوزيعها عشوائيًا. يحاول الباحثون تقليل تحيزات الدراسات الرصدية من خلال طرق المطابقة مثل مطابقة درجة الميل ، والتي تتطلب أعدادًا كبيرة من الأشخاص ومعلومات واسعة النطاق عن المتغيرات المشتركة. ومع ذلك، لم يعد يُنصح بمطابقة درجة الميل كتقنية لأنها يمكن أن تزيد من التحيز بدلاً من تقليله. [21] يتم أيضًا تحديد النتائج كميًا عندما يكون ذلك ممكنًا (كثافة العظام، وكمية بعض الخلايا أو المواد في الدم، والقوة البدنية أو التحمل، وما إلى ذلك) وليس بناءً على رأي الشخص أو المراقب المحترف. بهذه الطريقة، يمكن لتصميم الدراسة الرصدية أن يجعل النتائج أكثر موضوعية وبالتالي أكثر إقناعًا.

أخلاق مهنية

من خلال وضع توزيع المتغيرات المستقلة تحت سيطرة الباحث، فإن التجربة - وخاصة عندما تتعلق بموضوعات بشرية - تقدم اعتبارات أخلاقية محتملة، مثل موازنة الفائدة والضرر، وتوزيع التدخلات بشكل عادل (على سبيل المثال، علاجات مرض ما)، والموافقة المستنيرة . على سبيل المثال، في علم النفس أو الرعاية الصحية، من غير الأخلاقي تقديم علاج دون المستوى للمرضى. لذلك، من المفترض أن توقف مجالس المراجعة الأخلاقية التجارب السريرية والتجارب الأخرى ما لم يُعتقد أن العلاج الجديد يقدم فوائد جيدة مثل أفضل الممارسات الحالية. [22] كما أنه من غير الأخلاقي عمومًا (وغالبًا ما يكون غير قانوني) إجراء تجارب عشوائية على تأثيرات العلاجات دون المستوى أو الضارة، مثل تأثيرات تناول الزرنيخ على صحة الإنسان. لفهم تأثيرات مثل هذه التعرضات، يستخدم العلماء أحيانًا الدراسات الرصدية لفهم تأثيرات تلك العوامل.

حتى عندما لا تتضمن الأبحاث التجريبية مشاركة بشرية مباشرة، فإنها قد تثير مخاوف أخلاقية. على سبيل المثال، تضمنت تجارب القنبلة النووية التي أجراها مشروع مانهاتن استخدام التفاعلات النووية لإيذاء البشر على الرغم من أن التجارب لم تتضمن مشاركة بشرية مباشرة. [ متنازع عليه - ناقش ]

انظر أيضا

ملحوظات

  1. ^ Stohr-Hunt, Patricia (1996). "تحليل تواتر الخبرة العملية والإنجاز العلمي". مجلة البحوث في تدريس العلوم . 33 (1): 101-109. Bibcode :1996JRScT..33..101S. doi :10.1002/(SICI)1098-2736(199601)33:1<101::AID-TEA6>3.0.CO;2-Z.
  2. ^ كوبرستوك، فريد آي. (2009). ديناميكيات النسبية العامة: توسيع إرث أينشتاين في جميع أنحاء الكون (الطبعة الإلكترونية). سنغافورة: وورلد ساينتيفيك. ص. 12. رقم ISBN 978-981-4271-16-5.
  3. ^ ab Griffith, W. Thomas (2001). فيزياء الظواهر اليومية: مقدمة مفاهيمية للفيزياء (الطبعة الثالثة). بوسطن: ماكجرو هيل. ص 3-4. ISBN 0-07-232837-1.
  4. ^ Wilczek, Frank; Devine, Betsy (2006). Fantastic realitys : 49 mind journeys and a trip to Stockholm . نيوجيرسي: وورلد ساينتيفيك. ص 61-62. ISBN 978-981-256-649-2.
  5. ^ هولاند، بول دبليو. (ديسمبر 1986). "الإحصاءات والاستدلال السببي". مجلة الجمعية الإحصائية الأمريكية . 81 (396): 945-960. doi :10.2307/2289064. JSTOR  2289064.
  6. ^ Druckman, James N. ; Green, Donald P. ; Kuklinski, James H. ; Lupia, Arthur , eds. (2011). Cambridge handbook of experimental political science . Cambridge: Cambridge University Press. ISBN 978-0521174558.
  7. ^ البزري، نادر (2005). "وجهة نظر فلسفية في بصريات ابن الهيثم". العلوم والفلسفة العربية . 15 (2): 189-218. doi :10.1017/S0957423905000172. S2CID  123057532.
  8. ^ ابن الهيثم، أبو علي الحسن. بصريات . ص. 5.
  9. ^ ابن الهيثم، أبو علي الحسن. Dubitationes في بطليموس . ص. 3.
  10. ^ "بعد أن يقرر الإنسان المسألة أولاً وفقاً لإرادته، يلجأ بعد ذلك إلى التجربة، ويخضعها لتتوافق مع رغباته، ويقودها مثل الأسير في موكب." بيكون، فرانسيس. Novum Organum ، i، 63. مقتبس في Durant 2012، ص 170.
  11. ^ ديورانت، ويل (2012). قصة الفلسفة: حياة وآراء الفلاسفة العظماء في العالم الغربي (الطبعة الثانية). نيويورك: سايمون وشوستر. ISBN 978-0-671-69500-2.
  12. ^ بيل، ماديسون سمارت (2005). لافوازييه في عامه الأول: ميلاد علم جديد في عصر الثورة. دبليو دبليو نورتون آند كومباني. رقم ISBN 978-0393051551.
  13. ^ بروك، توماس د، محرر (1988). باستير والعلم الحديث (طبعة مصورة جديدة). سبرينغر. رقم ISBN 978-3540501015.
  14. ^ "أنواع التجارب". قسم علم النفس، جامعة كاليفورنيا ديفيس. مؤرشف من الأصل في 19 ديسمبر 2014.
  15. ^ لين، هاوس؛ فيرنر، كايتلين م؛ إنزليخت، مايكل (2021-02-16). "وعود ومخاطر التجريب: مشكلة الصلاحية الداخلية المتبادلة". وجهات نظر حول العلوم النفسية . 16 (4): 854-863. doi :10.1177/1745691620974773. ISSN  1745-6916. PMID  33593177. S2CID  231877717.
  16. ^ دونينج 2012
  17. ^ "ملف أولي رومر: أول من قام بقياس سرعة الضوء | المتحف الأمريكي للتاريخ الطبيعي".
  18. ^ ab Hinkelmann, Klaus; Kempthorne, Oscar (2008). تصميم وتحليل التجارب، المجلد الأول: مقدمة إلى التصميم التجريبي (الطبعة الثانية). Wiley. ISBN 978-0-471-72756-9.
  19. ^ فريدمان، ديفيد ؛ بيساني، روبرت؛ بورفيس ، روجر (2007). الإحصائيات (الطبعة الرابعة). نيويورك: نورتون. رقم ISBN 978-0-393-92972-0.
  20. ^ فريدمان، ديفيد أ. (2009). النماذج الإحصائية: النظرية والتطبيق (الطبعة المنقحة). كامبريدج: مطبعة جامعة كامبريدج. رقم ISBN 978-0-521-74385-3.
  21. ^ كينج، جاري؛ نيلسن، ريتشارد (أكتوبر 2019). "لماذا لا ينبغي استخدام درجات الميل للمطابقة". التحليل السياسي . 27 (4): 435-454. doi : 10.1017/pan.2019.11 . hdl : 1721.1/128459 . ISSN  1047-1987.
  22. ^ Bailey, RA (2008). تصميم التجارب المقارنة . كامبريدج: مطبعة جامعة كامبريدج. ISBN 978-0521683579.

قراءة إضافية

  • دونينغ، ثاد (2012). التجارب الطبيعية في العلوم الاجتماعية: نهج قائم على التصميم . كامبريدج: مطبعة جامعة كامبريدج. ISBN 978-1107698000.
  • Shadish, William R.; Cook, Thomas D.; Campbell, Donald T. (2002). Experimental and quasi-experimental designs for generalized causal inference (Nachdr. ed.). Boston: Houghton Mifflin. ISBN 0-395-61556-9.(مقتطفات)
  • جيريمي، تيجن (2014). "الأساليب التجريبية في الدراسات العسكرية ودراسات المحاربين القدامى". في سويترز، جوزيف؛ شيلدز، باتريشيا؛ ريتجينس، سيباستيان (المحررون). دليل روتليدج لأساليب البحث في الدراسات العسكرية . نيويورك: روتليدج. ص 228-238.
مصادر المكتبة حول
التجربة
  • الموارد الموجودة في مكتبتك
  • الوسائط المتعلقة بالتجارب في ويكيميديا ​​كومنز
  • دروس في الدوائر الكهربائية – المجلد السادس – تجارب
  • تجربة في الفيزياء من موسوعة ستانفورد للفلسفة
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Experiment&oldid=1247899681"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate