《實驗》嘅修訂比較

{{ruby-yue|'''實驗'''（[[粵拼]]：{{jpautocore|sat6 jim6}}（ | {{lang-en|'''experiment'''}}）係一種[[研究方法]]，指研究者唔淨只齋靠[[觀察]]研究緊嘅事物，仲做咗啲嘢嚟[[實驗操作|操作]]研究嘅對象。精確啲噉講，做實驗嘅人會操控[[自變數]]（IV）－即係用人工方法改變 IV 嘅值，再睇吓噉做會點影響[[應變數]]（DV）嘅值，從而去支撐或者推翻一句[[假說]]<ref name="ryan2007">Ryan, T. P., & Morgan, J. P. (2007). [http://www.ru.ac.bd/wp-content/uploads/sites/25/2019/03/203_03_00_Ryan-Modern-Experimental-Design-2007.pdf Modern experimental design]{{Deadlink}} (PDF). ''Journal of Statistical Theory and Practice'', 1(3-4), 501-506.</ref><ref>Kirk, R. E. (2012). ''Experimental design: Procedures for the behavioral sciences''. Sage Publications.</ref>。

喺現代[[科學]]上，實驗係種用嚟驗證[[假說]]<ref group="英">hypothesis</ref>（簡化講就係科學上一啲未確定嘅諗法）嘅[[研究方法]]，最。[[定義性]]上，實驗嘅特徵係會用到'''實驗操作'''<ref group="英">experimental manipulation</ref>嚟確立[[因果關係]]。

實驗喺[[自然科學]]同[[社會科學]]上都會用到－「如果我操控咗變數 <math>X</math> 就睇到變數 <math>Y</math> 跟住變，就知 <math>X</math> 可以引致 <math>Y</math>」呢條思路，無論研究對象係普遍嘅[[物質]]（[[化學]]）、[[生物]]（[[生物學]]）定係[[人類行為]]（[[心理學]]）都會成立<ref group="註">喺廿一世紀初，「因果關係嘅[[定義]]係乜」唔係完全冇爭議性仲有人拗緊，所以有啲思考者會唔認同「實驗可以確立因果關係」嘅睇法。</ref>，所以呢啲咁多唔同領域嘅研究者都會用到實驗嚟求知<ref name="hinkelmann2008"/>。

實驗其中一種最簡單嘅做法係將[[樣本]]（sample；<ref group="英">sample</ref>（泛指攞嚟做研究嘅個體）分做[[實驗組同對照組]]兩組：想像家陣有位[[醫學]]研究者，佢想同隻新[[藥]]做[[臨床試驗]]，即係試吓隻藥掂唔掂（醫唔醫到佢想醫嗰隻病），於是佢就搵 <math>n</math> 咁多位有嗰隻病嘅人返嚟，再將啲病人隨機噉分做兩組，兩組人數一樣－

[[數學]]化啲噉睇，實驗組同對照組個諗頭可以用[[獨立樣本 t 測試]]（independent<ref group="英">independent sample t-test）test</ref>嘅方法想像：以下嗰兩幅圖嘅 [[X 軸]]表示個 DV 嘅數值，而 [[Y 軸]]就表示每個 DV 可能值[[概率分佈|出現得幾密]]，藍線表示實驗組嘅分佈，紅線就表示對照組嘅分佈，

[[析因實驗]]（factorial<ref experiment）group="英">factorial experiment</ref>係指場實驗涉及'''多過一個[[自變數]]'''受操作：喺習慣上，一場析因實驗會係 <math>m_{1} \times m_{2} \times ... m_{n}</math> 噉嘅樣，當中每個 <math>m</math> 都表示其中一個自變數「'''有幾多層」'''，而 <math>n</math> 就係自變數嘅數量；舉個具體例子，想像家陣有位[[生物化學]]研究者想研究某一隻[[有機化合物|有機]]物質 {{chem|sub}} 喺'''隨時間會點變化'''呢點上會唔會受'''曝露喺環境當中'''影響，佢可以做場實驗，場實驗會考慮 4 個情況（附圖）：

喺現實嘅科研上仲有所謂嘅[[部份析因設計]]（fractional<ref group="英">fractional factorial design），design</ref>，即係由一場析因實驗入面淨係揀一'''部份'''嘅情況出嚟睇：想像家陣有位醫學嘅研究者做一場 <math>2 \times 2 \times 2</math> 嘅析因實驗，研究者想睇三種唔同療法（嗌呢幾種療法做 a、b 同 c）獨立用嗰陣同結合用嗰陣嘅療效，所以佢就打算做噉嘅安排：

[[重複量數設計]]（repeat<ref group="英">repeat measures design）design</ref>係指場實驗嘅設計涉及分析受試者某啲變數隨時間嘅變化。想像家陣研究者想研究隻新藥，但唔淨只想睇隻新藥對受試者嘅短期影響，仲想睇隻藥對受試者有咩長期影響，於是佢就噉樣做：

喺統計上，重複量數設計會用到[[配對樣本 t 測試]]（paired<ref group="英">paired sample t-test；ttest</ref>（t 測試一種，專門攞嚟應付重複量數設計嘅）同埋[[重複量數變異數分析|重複量數 ANOVA]] 等嘅分析法。技術化啲噉講，呢啲分析同一般嘅 t 測試以及 ANOVA 最大嘅分別在於啲數值之間係咪[[獨立同分佈]]（iid）－想像<ref>Xu, M., Fralick, D., Zheng, J. Z., Wang, B., Tu, X. M., & Feng, C. (2017). The differences and similarities between two-sample t-test and paired t-test. ''Shanghai archives of psychiatry'', 29(3), 184.</ref><ref>Lovie, A. D. (1981). On the early history of ANOVA in the analysis of repeated measure designs in psychology. ''British journal of mathematical and statistical psychology'', 34(1), 1-15.</ref>

喺廿一世紀初嘅[[醫療]]領域上，唔少研究者就開始提倡比較「個人化」嘅實驗方法：人之間有個體差異，例如有啲人[[免疫系統]]勁啲冇咁易病，又有啲人免疫系統冇咁勁比較易病；想像 x 咁多劑量嘅藥，A 君食咗可能會完全好返嗮，但可能 B 君食咗就會因為劑量大得滯而唔舒服；不過傳統嘅實驗好多時都係追求'''一體適用'''（one<ref group="英">one size fits all）－all</ref>－實驗者攞一班受試者試咗隻新藥，班受試者冇唔舒服，實驗者就諗住第時撞到嘅病人冚唪唥都會頂得順隻藥，冇考慮到「病人之間可能會有個體差異」呢條問題；於是有醫學專家開始覺得唔滿意，想諗方法令醫療實驗考慮埋每位病人嘅獨特性質<ref name="Gabler2011">Gabler, N. B., Duan, N., Vohra, S., & Kravitz, R. L. (2011). N-of-1 trials in the medical literature: a systematic review. ''Medical care'', 761-768.</ref>{{rp|p. 1}}。

實驗可以按「'''控制嘅程度」'''嚟分類：

[[File:Two small test tubes held in spring clamps.jpg|thumb|300px|[[再現性]]係廿一世紀科學嘅一個重要概念。想像有位[[化學家]]用兩條[[試管]]做同樣嘅實驗－「兩次都出錯」嘅[[機率]]應該係低過「其中一次出錯」嘅機率。]]

一場實驗一定要有返咁上下'''受控'''（controlled），<ref group="英">controlled</ref>，即係要排除一啲研究者想忽略、但又有可能會左右實驗結果嘅因素：實驗方法其中一個最令人關注嘅問題係所謂嘅[[混淆變數]]（confounding<ref group="英">confounding variable）－variable</ref>－混淆變數指有個變數已知係會對 IV 同 DV 產生影響，但研究者冇控制到嘅；舉例說明，想像家陣有位[[醫學]]研究者想同隻新[[藥]]做場實驗（[[臨床試驗]]），於是佢<ref>Liberman, R. (1964). An experimental study of the placebo response under three different situations of pain. ''Journal of psychiatric research'', 2(4), 233-246.</ref>

{{see also|隨機化實驗|雙盲實驗|再現性}}

*[[隨機化實驗|隨機化]]（randomization）：<ref group="英">randomization</ref>：[[醫學]]同[[社會科學]]等研究[[人]]嘅領域常用嘅技巧，指將實驗入面啲受試者[[隨機]]噉分組－

*[[雙盲實驗|雙盲法]]（double<ref group="英">double-blind）：blind</ref>：醫學同社會科學成日用嘅一種技巧，指做實驗嘅人同受試者喺實驗結束之前都唔知每位受試者屬邊組－想像家陣又有位醫學研究者想做臨床試驗試隻新藥，但佢實驗未做完就話咗俾班實驗組嘅受試者知，佢哋食嘅係新藥唔係[[安慰劑]]，班受試者信隻藥有效而最後因為噉而感覺舒服咗（DV 受影響）；事實上，「諗住自己食咗隻特效藥（但隻藥實際上係冇用嘅安慰劑）會令病人[[主觀]]感覺舒服咗」－所謂嘅[[安慰劑效應]]－呢種現象喺廿世紀嘅醫學上經已廣受人討論<ref>Harrington, A. (Ed.). (1999). ''The placebo effect: An interdisciplinary exploration'' (Vol. 8). Harvard University Press.</ref>；為咗防止安慰劑效應噉嘅現象，廿一世紀初嘅[[人類實驗]]實會用雙盲法－唔俾受試者知邊個入咗實驗組邊個入咗對照組，而且啲研究人員喺實驗結束之前亦都唔會知呢樣[[資訊]]，費事研究人員唔小心或者[[無意識]]噉泄露資訊（兩邊都睇唔到樣資訊，所以叫'''雙盲'''）<ref>Bello, Segun; Moustgaard, Helene; Hróbjartsson, Asbjørn (October 2014). "The risk of unblinding was infrequently and incompletely reported in 300 randomized clinical trial publications". ''Journal of Clinical Epidemiology''. 67 (10): 1059-1069.</ref>。

*[[再現性|再現]]（replication）：<ref group="英">replication</ref>：將場實驗重複噉做幾次－一般嚟講，「嗰幾次實驗冚唪唥都受同一個混淆變數影響」嘅[[機率]]低過「第一次實驗受嗰個混淆變數影響」嘅機率；例如一場化學實驗，研究大可以攞多幾條[[試管]]，設同一樣嘅環境（IV），睇吓場化學反應（DV）係咪真係次次都會發生<ref>Madden, C. S., Easley, R. W., & Dunn, M. G. (1995). How journal editors view replication research. ''Journal of Advertising'', 24(4), 77-87.</ref>；

[[實地實驗]]（field<ref experiment）group="英">field experiment</ref>係指喺實驗室以外嘅環境做實驗，喺經濟學同[[社會學]]等嘅社會科學裏面零舍常用。除咗再現性等嘅因素之外，科學亦都好講求研究嘅結果要可以'''普遍化'''（generalizable）－<ref group="英">generalizable</ref>－做科研嘅人會希望自己嘅[[科學理論|理論]]能夠[[解釋力|解釋到嗮]]研究緊嘅嗰類現象；舉個簡單例子，想像有位[[經濟學家]]想研究廣告（IV）會點左右人喺使錢嗰陣嘅[[決策]]（DV），佢正路會希望建立個理論模型解釋力勁到可以解釋到嗮

[[自然實驗]]（natural<ref experiment）group="英">natural experiment</ref>係指場實驗嘅操作係「自然」發生嘅。正常嚟講，一場實驗嘅操作係由研究者施加嘅，不過想像家陣有位經濟學家想研究「[[天災]]對[[經濟增長]]有咩影響」，佢冇得話「搵成幾百萬人入實驗室，再施加一場天災，睇吓啲人嘅[[生產]]能力會點變化」，於是佢就改變用自然實驗嘅做法，即係搵兩個[[經濟體]]返嚟：

响廿一世紀初嘅科學界，用實驗做研究嘅人要守好多[[道德]]上嘅規定：响[[人類歷史]]上有唔少人都試過做一啲唔合乎人道嘅實驗，例如[[二戰]]期間嘅[[納粹德國]]就試過攞[[波蘭人]]同[[猶太人]]等嘅族裔嚟做[[納粹人體研究|人體研究]]，包括研究「有冇方法可以令[[海水]]飲得」等嘅問題，仲捉咗啲人返嚟做實驗，迫佢哋除咗海水之外咩都唔准飲，期間搞到好多被迫參與呢啲實驗嘅人[[死亡]]或者身體嚴重受損<ref>Cohen, Baruch C. "''[http://www.jlaw.com/Articles/NaziMedEx.html The Ethics of Using Medical Data From Nazi Experiments] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20160313125644/http://www.jlaw.com/Articles/NaziMedEx.html |date=2016年3月13號 }}''". Jewish Law: Articles.</ref>；好似呢啲噉嘅實驗令到西方嘅科學界出咗「想確保實驗參與者嘅權益」噉嘅諗法，於是科學研究者（尤其係好似[[醫學]]同[[社科]]等成日會[[人類研究|攞人做研究]]嘅領域）就制定咗一套套嘅準則，要求做實驗嘅人要守－唔守嘅就輕則冇咗份工，重則俾人罰佢一世都冇得再參與研究工作<ref name="douglas2014">Douglas, Heather (2014). "The Moral Terrain of Science". ''Erkenntnis''. 79 (S5): 961-979.</ref>。

一般嚟講，廿一世紀初嘅人類實驗會受到好多限制<ref group="註">唔同領域喺規則嘅具體細節上會有異。</ref>：呢啲實驗最起碼要做[[知情同意]]（informed<ref consent），group="英">informed consent</ref>，即係假設實驗對象係[[大人]]，研究者要同實驗對象講清楚份研究有啲咩[[風險]]，並且俾份文件佢哋簽，等佢哋表明自己「明白實驗嘅風險，肯接受呢樣風險」－例如係試新藥嘅實驗，研究者就要講明俾<ref group="註">受試者－通常用錢請返嚟嘅</ref>受試者－知佢哋試緊隻新藥，隻新藥可能會造成一啲危險，等受試者諗清諗楚先至決定係咪真係想參與實驗；除此之外，人類實驗仲會有某啲嘢係唔准做嘅，例如想研究[[山埃]]對人體嘅影響，唔准靠人為嘅實驗操作，頂櫳准做自然實驗（研究啲意外俾山埃毒親嘅人），而且實驗操守對於某啲人群－例如係[[細路]]或者[[傷殘人士]]－會保護得零舍嚴<ref name="douglas2014"/>。

「用實驗做科研」最早可以追溯到[[公元]] 10 世紀。當時[[阿拉伯人]]學者[[海什木]]（Ibn<ref group="英">Ibn al-Haytham；Haytham / [[阿拉伯文]]：ابن الهيثم）الهيثم</ref>喺度研究[[光學]]，用咗好似廿一世紀科學噉嘅方法嚟做研究－佢[[文獻綜述|睇咗前人做嘅研究]]，跟住攞[[透鏡]]同[[鏡]]等嘅架生嚟操作[[光線]]嘅行進，從而測試有關「光嘅行為係點」嘅假說，描述咗[[反射]]同[[折射]]等嘅概念，仲喺佢本名著《[[:en:Book of Optics|光學之書]]》入面詳細噉講解佢做嗰啲實驗嘅內容<ref>El-Bizri, Nader (2005). "A Philosophical Perspective on Alhazen's Optics". ''Arabic Sciences and Philosophy (Cambridge University Press)''. 15 (2): 189-218.</ref>。

一般認為，現代科學實驗嘅[[科學哲學|哲學基礎]]係由 16 至 17 世紀嘅[[英格蘭]][[哲學家]][[培根]]（Francis<ref group="英">Francis Bacon</ref>（1561 Bacon；1561- 1626）奠定嘅。佢好似海什木噉拒絕齋靠[[演繹推理]]嚟做科研，主張科學應該係要靠重複噉觀察想研究嘅現象，最好仲要做到能夠操縱周圍嘅環境嚟達致想要嘅效果。佢係噉講嘅<ref>Durant, Will (2012). ''The story of philosophy : the lives and opinions of the great philosophers of the western world'' (2nd ed.). New York: Simon and Schuster. p. 101. 英文原文："There remains simple experience; which, if taken as it comes, is called accident, if sought for, experiment. The true method of experience first lights the candle [hypothesis], and then by means of the candle shows the way [arranges and delimits the experiment]; ... and from it deducing axioms [theories], and from established axioms again new experiments."</ref>：

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*{{en}} [http://plato.stanford.edu/entries/physics-experiment/ Experiment in Physics物理學當中嘅實驗] {{en}}，[[史丹福哲學百科全書]]有篇文講[[物理學]]上嘅實驗。篇文提到嗰啲諗頭，多數係其他[[自然科學]]領域都會用得到著嘅。