Experiment

Bei wissenschaftlichen experimentellen Methoden wird die Gültigkeit einer Hypothese getestet, indem ein Phänomen (oft im Labor) reproduziert und ein Parameter variiert wird. Der Parameter, den man variiert, ist an der Hypothese beteiligt. Das Ergebnis des Experiments bestätigt oder widerlegt die Hypothese. Der experimentelle Ansatz wird bei der Forschung in Wissenschaften wie z. B. Biologie, Physik, Chemie, Informatik, Psychologie oder Archäologie angewandt.

Experimentelle Methoden werden nicht nur in den Naturwissenschaften, sondern auch in den Geistes- und Sozialwissenschaften eingesetzt.

Ein Kind kann einfache Experimente durchführen, um zu verstehen, wie Dinge zu Boden fallen, während Wissenschaftlerteams jahrelang systematische Untersuchungen durchführen können, um ihr Verständnis eines Phänomens zu verbessern. Experimente und andere Arten von praktischen Aktivitäten sind sehr wichtig für das Lernen der Schüler im naturwissenschaftlichen Unterricht. Experimente können zu besseren Testergebnissen führen und dazu beitragen, dass sich die Schülerinnen und Schüler mehr für den Lernstoff engagieren und interessieren, vor allem, wenn sie über einen längeren Zeitraum durchgeführt werden.

Experimente können von persönlichen und informellen natürlichen Vergleichen (z. B. Verkostung einer Reihe von Pralinen, um eine Lieblingssorte zu finden) bis hin zu hochgradig kontrollierten Versuchen (z. B. Tests, die komplexe Geräte erfordern und von vielen Wissenschaftlern beaufsichtigt werden, die hoffen, Informationen über subatomare Teilchen zu entdecken) reichen.

Experimente umfassen in der Regel Kontrollen, die dazu dienen, die Auswirkungen anderer Variablen als der einzigen unabhängigen Variablen zu minimieren. Dies erhöht die Zuverlässigkeit der Ergebnisse, oft durch einen Vergleich zwischen Kontrollmessungen und den anderen Messungen. Wissenschaftliche Kontrollen sind ein Teil der wissenschaftlichen Methode. Im Idealfall werden alle Variablen in einem Experiment kontrolliert (durch die Kontrollmessungen berücksichtigt) und keine ist unkontrolliert. Wenn in einem solchen Experiment alle Kontrollen wie erwartet funktionieren, kann man daraus schließen, dass das Experiment wie beabsichtigt funktioniert und dass die Ergebnisse auf die Wirkung der getesteten Variablen zurückzuführen sind.

Arten

Experimente können nach einer Reihe von Dimensionen kategorisiert werden, je nach den professionellen Normen und Standards in verschiedenen Studienbereichen.

In einigen Disziplinen (z. B. Psychologie oder Politikwissenschaft) ist ein „echtes Experiment“ eine Methode der Sozialforschung, bei der es zwei Arten von Variablen gibt. Die unabhängige Variable wird vom Experimentator manipuliert, und die abhängige Variable wird gemessen. Ein echtes Experiment zeichnet sich dadurch aus, dass die Versuchspersonen nach dem Zufallsprinzip zugewiesen werden, um eine Verzerrung durch den Experimentator auszuschließen, und dass über eine große Anzahl von Wiederholungen des Experiments sichergestellt wird, dass alle Störfaktoren kontrolliert werden.

Je nach Fachgebiet können Experimente durchgeführt werden, um verschiedene, aber sich nicht gegenseitig ausschließende Ziele zu erreichen: Theorien zu testen, nach Phänomenen zu suchen und diese zu dokumentieren, Theorien zu entwickeln oder politische Entscheidungsträger zu beraten. Diese Ziele stehen auch in unterschiedlichem Zusammenhang mit der Frage der Validität.

Ethik

Da die Verteilung der unabhängigen Variable(n) unter der Kontrolle des Forschers steht, ergeben sich bei einem Experiment - insbesondere, wenn es sich um menschliche Versuchspersonen handelt - potenzielle ethische Erwägungen, wie die Abwägung von Nutzen und Schaden, die gerechte Verteilung von Interventionen (z. B. Behandlungen für eine Krankheit) und die Einwilligung nach Aufklärung. In der Psychologie oder im Gesundheitswesen ist es zum Beispiel unethisch, Patienten eine minderwertige Behandlung zukommen zu lassen. Daher sollen Ethikkommissionen klinische Versuche und andere Experimente stoppen, wenn eine neue Behandlung nicht so gut ist wie die derzeit beste Praxis.

Es ist auch generell unethisch (und oft illegal), randomisierte Experimente zu den Auswirkungen minderwertiger oder schädlicher Behandlungen durchzuführen, wie z. B. zu den Auswirkungen der Einnahme von Arsen auf die menschliche Gesundheit. Um die Auswirkungen solcher Expositionen zu verstehen, verwenden Wissenschaftler manchmal Beobachtungsstudien, um die Auswirkungen dieser Faktoren zu ermitteln.

Auch wenn die experimentelle Forschung nicht direkt mit menschlichen Versuchspersonen durchgeführt wird, kann sie dennoch ethische Bedenken aufwerfen. Bei den Atombombenexperimenten des Manhattan-Projekts wurde beispielsweise davon ausgegangen, dass nukleare Reaktionen den Menschen schaden können, obwohl die Experimente nicht direkt an Menschen durchgeführt wurden.