A kísérleti módszereknek a tudósoknak egy hipotézis érvényességét kell tesztelniük , reprodukálva egy jelenséget (gyakran a laboratóriumban) és változtatva egy paramétert. A hipotézis magában foglalja a változó paramétert. A kísérlet eredménye a hipotézist igazolja vagy sem. A kísérleti megközelítést a biológia, a fizika, a kémia, a pszichológia vagy akár a régészet kutatásában alkalmazzák .
Meghatározott a vegyész Michel-Eugène Chevreul 1856, voltak által kifejlesztett Claude Bernard a gyógyászatban és a biológiában . Kiváltságos eszköz a természettudományokban , kísérleti módszereket alkalmaznak a humán és a társadalomtudományokban is .
Egyesek szerint Ibn Al Haytham ( Alhazen ) tudós az elsők között népszerűsítette a kísérleti módszereket.
A kísérleti módszert tehát Michel-Eugène Chevreul vegyész határozta meg 1856-ban: „Egy jelenség érinti az érzékeidet; megfigyeled azzal a szándékkal, hogy felfedezd annak okát, és ehhez feltételezed, hogy az egyiket kísérlet megkezdésével keresed meg. A jelenségek megfigyelésével javasolt érvelés ezért kísérleteket indít (...), és ez az érvelés képezi azt a módszert, amelyet kísérleti jellegűnek nevezek, mert végső soron a tapasztalat a kontroll, az okoskodás pontosságának kritériuma az okok keresésében, ill. az igazság ".
Ez a módszer központi szerepet játszik a XVII . Század óta megvalósuló tudományos forradalomban , amely kísérleti tudományokat eredményez. A kísérleti módszer előfutárai közül érdemes megemlíteni Robert Boyle ír fizikust és vegyészt , aki szintén a természetfilozófia atyja , valamint Claude Bernard orvost .
Georges Canguilhem és Jean Gayon Claude Bernard adósságát emelik Chevreul módszertani téziseivel szemben, amely a "megszakítás nélküli párbeszédhez kapcsolódik a Múzeum két mestere között", amely adósságot a fiziológus ráadásul felismeri fő műve bevezetése óta: " Manapság M. Chevreul minden művében a kísérleti tudomány filozófiájának nagyon fontos szempontjait fejleszti. (…) Egyetlen célunk az, hogy mindig segítsük a kísérleti módszer jól ismert alapelveinek bevezetését az orvostudományban. ".
Claude Bernard egyértelműen megkülönbözteti az empirikus és a kísérleti megközelítéseket: "Az empirizmus egy keskeny és abszurd börtön, ahonnan a bebörtönzött szellem csak egy hipotézis szárnyán menekülhet el". Valójában ragaszkodik a hipotézis fontosságához, és Canguilhem a Kísérleti Orvostudomány Bevezetését úgy írja le, mint "hosszú könyörgést az ötlet kutatásban való felhasználására, azzal a megértéssel, hogy a tudományos ötlet vezérfontosságú és nem rögzített ötlet. ". A kísérleti módszer szakaszait az OHERIC rövidítés foglalta össze , egy nagyon leegyszerűsítő diagram, és javaslatot tettek egy hiteles kísérleti módszerhez közelebb álló modellekre .
A tapasztalatok felhasználásával végzett hipotézisvizsgálati séma a kísérleti tudományban Francis Bacon a XX . Századig maradt érvényben , amikor néhányan megkérdőjelezték ( Pierre Duhem 1906-ban). Valójában Quine Az empirizmus két dogmája című cikke szerint nincs olyan "döntő kísérlet", amely megerősítheti vagy sem egy tudományos állítást. Quine valóban fenntartja a holisztikus álláspontját , amely nem tagadja meg a megtapasztalandó szerepeket, de úgy véli, hogy ez nem egy tudományos állításhoz vagy különösen hipotézishez, hanem a tudományos elmélet egészéhez kapcsolódik . Továbbá, amikor egy kísérlet ellentmondani látszik egyik hipotézisünknek, valójában mindig választhatunk, hogy elhagyjuk-e ezt a hipotézist vagy megtartjuk-e, és ehelyett módosítunk-e egy másik tudományos állításunkat. A kísérlet tehát nem teszi lehetővé egy adott hipotézis érvénytelenítését vagy megerősítését, hanem az elmélet egészének átdolgozását írja elő. Mindig választhatunk, hogy tetszés szerinti kiigazítást hajtunk végre: „Bármely állítás igazságát mindig megőrizheti, a körülményektől függetlenül. Elég drasztikus átállításokat végezni a rendszer más részein. Akár megvető kísérlet esetén is meg lehet őrizni a periféria közelében elhelyezkedő állítás igazságát, hallucinációra hivatkozva , vagy módosítva egyes állításokat, amelyeket logikai törvényeknek nevezünk. Ezzel szemben (…) egyetlen állítás sem örökre mentes a revíziótól. Eljutottunk odáig, hogy a kizárt harmadik logikai törvényének felülvizsgálatát javasoljuk , a kvantummechanika egyszerűsítése érdekében ”.
Wolfgang Köhler megjegyzi, hogy "a fizikusoknak évszázadokba telt, hogy a közvetlen és mindenekelőtt kvalitatív megfigyeléseket fokozatosan másokkal helyettesítsék, közvetettek, de nagyon pontosak". Néhány példát említ, amikor egy ilyen tudós egyedülálló megfigyelést végez, de csak kvalitatív sorrendben, mielőtt ez a tény - miután kiderült - a jelenség kvantitatív értékelésének módszerének alapjául szolgál; ezek a módszerek gyakran egyre kifinomultabb mérőeszközökké alakulnak.
Ezt a történelmi megfigyelést általánosítja azzal, hogy felteszi, hogy minden új tudomány természetesen a „közvetlen és kvalitatív kísérletekről a„ közvetett és kvantitatív kísérletekre ”való fokozatos átmenet révén fejlődik ki, ez utóbbi az egzakt tudományok fő jellemzője . Ragaszkodik a lényegében kvalitatív tapasztalatok szükséges előzetes felhalmozásához; nélkülözhetetlen feltételek a későbbi kvantitatív vizsgálatokhoz.
Ezt a kihívást kínálja a pszichológiának, amelyet "fiatal tudománynak" tart. Így arra hív fel bennünket, hogy álljunk ellen a fizika utánzásának, és ne tegyük az érett tudomány módszereit az önmagára törekvő próbára és hibájára, és ezért mindenekelőtt a jövőbeni szigorú kvantitatív kísérletekhez nélkülözhetetlen előzetes kvalitatív kísérletek növekedését támogassuk.
Felismerve a pszichológia tárgyának összetettségét a fizika által megengedett egyszerűsítésekhez képest, a tesztek kérdésének felidézése után biztosítja, hogy "nem lehet eléggé hangsúlyozni a kvalitatív információ fontosságát, mint a kvantitatív munka szükséges kiegészítőjét". Tipikus példa erre Galilei , aki csillagászati távcsővel megfigyelve fedezte fel a bolygók mozgását .
A kísérleti módszer egy alapelvre épül: magában foglalja a paraméterek halmazának módosítását egy olyan kísérleti eszközzel, amely lehetővé teszi ezen paraméterek ellenőrzését, annak mérése érdekében, és ha lehetséges, modellezés céljából. A legegyszerűbb esetben egyszerre csak egy paramétert próbálunk módosítani, „minden más dolog egyenlő”. Ugyanakkor nem mindig lehetséges vagy kívánatos egyszerre csak egy paraméter megváltoztatása. Tehát a kémia területén, amikor az egyik fázis alkotóelemeit (folyékony, szilárd, gáz vagy plazma formájában) működtetjük, az alkotórészek koncentrációinak összege egyenlő marad; egyikük értékének módosítása elkerülhetetlenül módosítja legalább egy másik alkotóelem koncentrációját. Máskor egyetlen faktoros kísérlet eredménye téves következtetésre vezethet. Így a kívánt eredmény nulla lehet bizonyos rögzített feltételek mellett, és fontosnak bizonyulhat, ha a rögzített feltételek eltérőek. Ez az eset tükrözi a létezését „szinergia” vagy „interakció” tényezők között (Lásd az összehasonlítását csillag síkok és faktoriális tervek, Linder o. 38. ). Ez a kérdés néha döntő fontosságú (a gyógyszerek, a szennyező anyagok stb. Közötti szinergiák esete). Leggyakrabban egy ok-okozati összefüggésre vonatkozó hipotézist próbálunk tesztelni . Az eredmények elemzésében (ennek a kapcsolatnak a minősége) a statisztikák nagyon fontos szerepet játszanak mind az ítélet meghozatalában (a kapott előrejelzési modell pontossága tekintetében), mind pedig a statisztikai kockázatra vonatkozó optimális kísérlet megtervezésében (Linder, 126. o. ). Vizsgáljuk meg a következő példát egyetlen paraméterrel, amelynek célja annak a hipotézisnek a tesztelése, hogy "a fény lehetővé teszi a növény növekedését". A javasolt példában a különböző növényeket különböző megvilágításnak tesszük ki, minden más tényezőnek egyenlőnek kell lennie, különösen a hőmérsékletnek állandónak kell maradnia, és ezért független a világítástól, hogy meg lehessen mérni ennek a paraméternek a növekedésükre gyakorolt hatását.
A kísérlet abból áll, hogy a "növény növekedése" jelenséget kétféleképpen reprodukálja:
Még a megvalósítás előtt meg kell látni a kísérlet eredményeit:
A vizsgálandó paraméteren kívül, amelyet változtatni kell, a beavatkozásra alkalmas egyéb paramétereket szigorúan, ha nem „a lehető legjobban” kell beállítani. Ellenkező esetben ezek a paraméterek származhatnak a kontrollkísérlet és a többi eredmény közötti különbségektől. Például, ha az első készülékben fény nélkül „túl hideg”, vagy ha a légkör nem tartalmaz „elég” szén-dioxidot, akkor a növekedés hiánya ezeknek a tényezőknek köszönhető. Azt is látjuk, hogy a lehető legszélesebb tudományos ismeretekre van szükség a kísérlet megfelelő megtervezéséhez.
Egy kísérlet elvégzése tehát a klasszikus ismeretelméleti értelmezési sémát kétféle előnyhöz juttatja:
Amikor bizonyos természeti jelenségek túl bonyolultak, túl hatalmasak, túl veszélyesek, túl drágák vagy túl hosszúak ahhoz, hogy egy kísérlet során reprodukálni lehessen őket, akkor egyszerűsített eszközt alkalmazunk: a modellt .
Lehet, hogy :
Ebben az esetben megkérdőjelezhető a modell érvényessége. A modellnek a legjobban azt az objektumot kell képviselnie, amelyen a hipotézis alapul. Például a globális felmelegedés emberi eredetének bemutatásához digitális éghajlati modelleket alkalmaznak. A hipotézis kritikusai megkérdőjelezik ezeket a modelleket, amelyek nem veszik kellőképpen figyelembe a felhők hatását .
A kísérleti protokoll tartalmazza a körülmények leírását , valamint egy kísérlet vagy teszt menetét . A leírásnak kellően világosnak kell lennie ahhoz, hogy a kísérlet azonos módon reprodukálható legyen, és kritikus elemzésnek kell alávetni, különösen az esetleges torzítások észlelése érdekében.
Nagyon izolált szempontból az izolált tapasztalat alapvetően három szakaszból áll:
Az utolsó kettő annak az egyszerű csúcspontja, ami eléjük került.
A részben személyre szabható tapasztalatokból álló globális tapasztalatoknak ugyanaz a három pólusa. Ha azonban az elszigetelt tapasztalatok szerint a három fázis annyi időrendben szabályozott stádiumot képez , akkor a globális tapasztalatban három olyan nyilvántartásról van szó, amelyek állandóan kölcsönhatásba lépnek . Így :
Az előkészítés kettős szándék körül zajlik: a kísérlet sikere, vagyis a magatartás a végéig; a kísérlet relevanciája vagy sikere, vagyis a pozitív eredményhez való hozzáférés a kezdeti célkitűzés tekintetében. Az élményt motiváló és szervező szándékok mindegyike megtalálja a határait a bizonytalanság legalább egy formájában: az élmény megvalósulásához kapcsolódó alapvető bizonytalansághoz annyi bizonytalanság kapcsolódik, ahány lehetséges választási lehetőség van a kezdeti feltételekre.
A felkészülés a várakozás kilátásain és működésén alapul ; tapasztalati feltételezések, amelyek csökkenthetik az adott paraméter bizonytalanságát. Az előkészítés tehát hatékonysági tényezők kombinációját eredményezi. A teljes kísérlet során minden fázist nem egyszerűen az előző eredményez, a kezdeti feltételek és az eredmények közötti kapcsolatokat egy olyan komplexitás befolyásolja, amely új bizonytalanságot hoz. Az értékelés olyan kritériumokra vonatkozik, amelyeket a hatékonysági tényezők meghatározásával összefüggésben tisztázni kell.
A tág értelemben vett szántóföldi kísérletek során (szántó, gyümölcsös, erdő stb.), Amelyeket agronómiai kutatások során hajtanak végre, a szomszédos parcellák „blokkjainak” nevezzük a csoportokat, amelyek a különböző kezelések (például különböző trágyák) összehasonlítására szolgálnak. A blokkok akkor mondhatók „teljesnek”, ha a kísérletben résztvevő összes elem (például az összes vizsgált trágya) jelen van. Éppen ellenkezőleg, „hiányosnak” mondják őket, amikor csak ezen elemek egy része van jelen.
A különböző elemek eloszlását véletlenszerűen, a különböző blokkokon belül hajtják végre, egymástól függetlenül, ezért a blokkokat gyakran „véletlenszerűnek” vagy „randomizáltnak” minősítik. A leggyakoribb eset a „teljes véletlenszerű blokkokban” vagy „teljes véletlenszerű blokkokban” végzett kísérletek (vö. Ábra). A latin négyzet és a görög-latin négyzet más kísérleti eszköz, sokkal kevésbé használják, mint a blokkok.
A blokkok (angolul: blocking ) használata előfordul, néha más néven, a terepi kísérletektől és az agronómiai kutatásoktól eltérő területeken (ipari vagy technológiai kutatás, orvosi vagy gyógyszerészeti kutatás stb.). Az orvosi területen például a blokkokat hasonló jellemzőkkel rendelkező betegcsoportok alkothatják.
A mikroszkópos módszereket főleg az anyag- és élettudományokban használják : anyagtudományok , molekuláris biológia , geológia stb., De a vizsgálatokhoz is: kriminalisztika , epidemiológia és orvosi diagnózis (sejttenyészet), környezettanulmányok (higiénia és munkavédelem, szennyezés) .
Ezek a módszerek a kristályok és molekulák szerkezetének meghatározásából állnak . Ezeket a gyógyszereket analitikai kémiában , hogy tanulmányozza a szintézis a molekulák ( szerves szintézis , gyógyszeripar ), a anyagtudomány, stb
Számos területen analitikai kémia alkalmazható .
A mechanikai tesztek feladata annak meghatározása, hogy egy anyag vagy egy összetett szerkezet deformálódik-e (alakítás, megmunkálás , reológia ), elhasználódik-e ( tribológia ) vagy elszakad-e. Ez természetesen az anyagtudományra vonatkozik , de a biomechanikára is .
A kísérleti módszert olyan humán tudományoknak tekintett tudományterületeken alkalmazzák , mint például a szociológia , a pszichológia vagy a régészet .
A Milgram kísérlet egy példa egy pszichológiai kísérlet között végzett 1960 és 1963 az amerikai pszichológus Stanley Milgram . Ennek a kísérletnek az volt a célja, hogy értékelje az egyén engedelmességének mértékét az általa legitimnek tartott hatóság előtt, és elemezze a hatóságnak való alávetettség folyamatát, különösen akkor, ha olyan cselekvéseket indukál, amelyek lelkiismereti problémákat vetnek fel az alany számára.