結果に影響を与えるさまざまな要因の影響と、制御された環境での影響の範囲を理解するのに役立つ手順.
正確な結果を得るために注意が必要なパラメータが多数ある科学実験を行ったことがありますか?
もしそうなら、私はそれがどのように感じるかを正確に知っています!
ほとんどの場合、完璧な値は得られませんが、ほぼの値が得られます。 正しい。触媒の量、温度、圧力、その他無数のことを処理する必要があるため、非常にイライラすることもあります!
「あれ」を手に入れるには、「これ」が「これ」だけ必要だと誰が知ったのだろうか。時間が経つにつれて、これらのパラメーターがいかに重要であるかがわかりました。これらの値は、実験を行うための制御された環境を設定するのに役立ちます。
そして、多くの人が長い実験をすることを嫌いますが、科学者はこれらのまったく同じ実験を何百万回も行い、予測可能な結果をもたらすパラメータの完璧な組み合わせを見つけました!それが忍耐です!!
なぜ実験する必要があるのですか?
科学者が植物が人間と同じように生きていると推測した時がありました. Jagdish Chandra Boseは、さまざまな刺激に対する植物の反応に注目することで、植物が実際に生き物であることを証明できた科学者でした.彼は、植物の茎の根を毒物である塩化臭素の溶液に浸すという実験を行いました。彼は、植物組織の動きを最大 10,000 倍に拡大できる装置であるクレッコグラフで、植物の脈拍を白い点として観察しました。
この実験は当時としては画期的だったかもしれませんが、彼の結果は、すべての科学者が結論に到達するためにたどる 3 つのステップから導き出されたものです。
- 科学者は、興味を持ったり、好奇心を刺激したりする特定の現象を観察します。
- 仮説を立てます。つまり、現象の「因果関係」を確立しようとします。 1 回の出来事に対して複数の仮説があり、正しい場合と正しくない場合があります。
例:原子モデルは、最新の量子モデルが受け入れられる前に、多くの科学者によって提案されました。簡単に言えば、仮説とは、研究したい効果の考えられる原因です。
- 現在、仮説はしばしば数学的計算または一般的な観察に基づいていますが、それらが反証されるまで、その理論は受け入れられません.
- ここで実験の出番です。仮説を裏付けるさまざまな実験が行われています。特定の理論が実験的裏付けによって裏付けられている場合、その仮説は「科学的理論/発見」になります。
実験のサイクル
どのように実験すべきですか?
効果的な結果を得るには、実験を行って仮説を検証する必要がありますが、ランダムな実験で結果が得られるわけではありません。制御された実験により、明確な結果を分離して研究し、最終的に結論を導き出すことができます。
単一の現象は複数の要因の結果ですが、各要因の独立した効果をどのように知ることができますか?対照実験では、基本的に結果の範囲が制限されます。これは、結果に影響を与える要因が 1 つまたは 2 つしか変化できないためです。他のすべての要因は一定に保たれます。
制御実験の主なパラメータ
さて、実験を行うときは、基本的に 2 つのことを探しています
- 最終結果に影響を与える要因
- 各要素が結果にどの程度貢献しているか
他のすべての要素を一定に保つことで、結果に影響を与える要素を特定できます。定数であるこれらの変数/要因は、制御変数/定数変数として知られています。 .
植物に対する特定の（因子）肥料の影響をテストしたい場合は、成長に影響を与える他のすべての因子が一定に保たれるように、すべての点で同一の2つの植物を使用します。さて、一方の植物には肥料を加え、もう一方の植物には肥料を加えません。したがって、割り当てられた期間の後、肥料が実際に役に立った場合、一方の植物の成長が他方よりも大きいことがわかります.ここで、肥料を与えられた植物が実験グループです 肥料のないものは対照群です .
コントロール グループの用途が何であるか疑問に思っている場合、基本的には、最初に最小限の値を提供します。これにより、通常の成長因子に対する肥料の効果と、肥料が植物の成長を促進した程度を比較できます。制御された実験は、原因と結果の間のリンクを形成しようとします。肥料が植物の成長に与える影響を調べるとすれば、原因は「肥料」であり、その影響は「植物の成長」です。つまり:
- 肥料は独立変数— その効果を研究するために変更および修正される変数。
- 植物の成長が従属変数—になります。 テストされ、その値が独立変数に依存する変数
対照実験の特徴
制御されていない実験のようなものはありますか?
さて、これをすべて読んだ後では、制御された実験がしばしばそのように設定され、自然に発生しないことは明らかです.また、信頼できる的確な結果も得られます!
明らかに、制御変数を持たない実験はあらゆる点で制御されていません。実際、科学者の仮説を生み出した自然現象全体は、制御されていない実験です。これは、制御しなくても結果を得ることができるが、それらの結果は不明確であることを意味します。制御されていない実験から結論を導き出すことはできますが、すべての要因が同時に作用している場合、個々の要因の真の影響を判断するのははるかに困難です.
ただし、制御できない実験もあります。人間でのテストを必要とする実験は、遺伝子構造、代謝、心理学などの要因の影響を受け、それらはすべて人間の制御を超えています。したがって、特定の結果が全体の効果を反映することはできないため、単純に平均化されて使用される結果がしばしばあります。
制御されていない実験では完璧な結果が得られない場合がありますが、科学者がパターンを観察するのに役立つことがよくあります。男性よりも女性の方がうまく行ったタスクは、結果に影響を与えた女性の心理学、ホルモンまたは気質の要素がある可能性があることを特定するのに役立ちます。
制御された実験は、仮説を研究して証明するために使用される最も広く好まれる方法です。自然は知的な実験者であり、複雑で詳細な現象を設計します。私たち人間はまだそれらの詳細を理解しようとしています。そのため、全体像を理解するには、物事を部分に分解する必要があります。これが、制御された実験が私たちを助けるところです。全体として、制御された実験は、快適なペースで物事を理解するのに役立ち、与えられた出来事を研究したい深さを探求する時間を与えてくれます。
