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Experimento

Un experimento es un procedimiento llevado a cabo para apoyar, refutar, o validar una hipótesis. Los experimentos proporcionan idea sobre causa-y-efecto por la demostración del resultado, que ocurre cuándo un factor particular es manipulado. Los experimentos varían mucho en objetivo y escala, pero se apoyan en la repetición de procedimientos y análisis lógico de los resultados. Allí también existen estudios experimentales naturales.

Incluso los niños muy pequeños realizan experimentos rudimentarios para aprender sobre el mundo y cómo funcionan las cosas.

Un niño puede realizar experimentos básicos para comprender el efecto de la gravedad, mientras que los equipos de científicos pueden tomar años de investigación sistemática para avanzar en su comprensión de un fenómeno. Los experimentos y otros tipos de actividades prácticas son muy importantes para el aprendizaje de los alumnos en el aula de ciencias. Los experimentos pueden elevar los puntajes de las evaluaciones y ayudar a un estudiante a involucrarse más e interesarse en el material que está aprendiendo, especialmente cuando se usa con frecuencia. [1]​ Los experimentos pueden variar desde comparación personal e informal natural (por ejemplo, probar una variedad de chocolates para encontrar uno favorito), hasta aquellos que son altamente controlados (por ejemplo, pruebas que requieren aparatos complejos que sean supervisados por muchos científicos que esperan descubrir información sobre partículas subatómicas). Los usos de los experimentos varían considerablemente entre las ciencias naturales y humanas.

Aquellos experimentos que típicamente incluyen controles, diseñados para reducir los efectos de variables distintas de la variable independiente única. Esto aumenta la fiabilidad de los resultados, a menudo a través de una comparación entre las mediciones de control y las otras mediciones. Los controles científicos son parte del método científico . Es ideal que, todas las variables en un experimento estén controladas (tomadas en cuenta por las mediciones de control) y ninguna está fuera de control. En tal experimento, si todos los controles funcionan como se espera, es posible concluir que el experimento funciona según lo previsto, y que los resultados se deben al efecto de la variable probada.

Visión general

En el método científico, un experimento es un procedimiento empírico que arbitra modelos o hipótesis en competencia. [2][3]​ Los investigadores también usan los experimentos para evaluar teorías existentes o nuevas hipótesis para apoyarlas o refutarlas. [4]

Un experimento, generalmente evalúa una hipótesis, que es una expectativa sobre cómo funciona un proceso o fenómeno en particular. Sin embargo, un experimento también puede tener como objetivo el responder a una pregunta de "qué si", sin una expectativa específica sobre lo que revela el experimento, o para confirmar resultados previos. Si en el experimento se llevan a cabo los cuidados necesarios, los resultados generalmente respaldan o refutan la hipótesis. Según algunas filosofías de la ciencia, un experimento nunca puede "probar" una hipótesis, solo puede añadir apoyo. Por otro lado, un experimento que proporciona un contraejemplo puede refutar una teoría o hipótesis, pero una teoría siempre puede salvarse mediante modificaciones ad hoc apropiadas a expensas de la simplicidad. Un experimento también debe controlar los posibles factores de confusión, cualquier factor que estropee la precisión o la repetición del experimento o la capacidad de interpretar los resultados. La confusión se elimina comúnmente mediante controles científicos y/o, en experimentos aleatorios, mediante una asignación aleatoria .

En ingeniería y ciencias físicas, los experimentos son un componente primario del método científico. Se utilizan para probar teorías e hipótesis sobre cómo funcionan los procesos físicos bajo condiciones particulares (por ejemplo, si un proceso de ingeniería en forma particular puede producir un compuesto químico deseado). Típicamente, los experimentos en estos campos se enfocan en la replicación de procedimientos idénticos con la esperanza de producir resultados idénticos en cada réplica. La asignación aleatoria es poco común.

En medicina y las ciencias sociales, la prevalencia de la investigación experimental varía ampliamente entre las disciplinas. Sin embargo, cuando se usan, los experimentos suelen seguir la forma del ensayo clínico, donde las unidades experimentales (generalmente seres humanos individuales) se asignan aleatoriamente a un tratamiento o control de condición, donde se evalúan uno o más resultados. [5]​ En contraste con las normas de las ciencias físicas, el enfoque generalmente está en el efecto promedio del tratamiento (la diferencia en los resultados entre los grupos de tratamiento y control) u otra prueba estadística producida por el experimento. [6]​ Por lo general, un solo estudio no implica replicaciones del experimento, pero se pueden agregar estudios separados mediante una revisión sistemática y un metanálisis .

Existen varias diferencias en la práctica experimental en cada una de las ramas de la ciencia . Por ejemplo, la investigación agrícola con frecuencia utiliza experimentos aleatorios (por ejemplo, para evaluar la efectividad comparativa de diferentes fertilizantes), mientras que la economía experimental confrecuencia implica pruebas experimentales de comportamientos humanos teorizados sin depender de la asignación aleatoria de individuos a condiciones de tratamiento y control.

Historia

Uno de los primeros enfoques metódicos de los experimentos en el sentido moderno es visible en los trabajos del matemático y erudito árabe Ibn al-Haytham . El condujo sus experimentos en el campo de la óptica, retomando los problemas ópticos y matemáticos en los trabajos de Ptolomeo, controlando sus experimentos debido a factores como la autocrítica, la confianza en los resultados visibles de los experimentos, así como una crítica en términos de resultados anteriores. El cuenta como uno de los primeros académicos que utiliza un método inductivo-experimental para lograr resultados. [7]​ En su libro "Óptica" describe el enfoque fundamentalmente nuevo del conocimiento y la investigación en un sentido experimental:

We should, that is, recommence the inquiry into its principles and premisses, beginning our investigation with an inspection of the things that exist and a survey of the conditions of visible objects. We should distinguish the properties of particulars, and gather by induction what pertains to the eye when vision takes place and what is found in the manner of sensation to be uniform, unchanging, manifest and not subject to doubt. After which we should ascend in our inquiry and reasonings, gradually and orderly, criticizing premisses and exercising caution in regard to conclusions—our aim in all that we make subject to inspection and review being to employ justice, not to follow prejudice, and to take care in all that we judge and criticize that we seek the truth and not to be swayed by opinion. We may in this way eventually come to the truth that gratifies the heart and gradually and carefully reach the end at which certainty appears; while through criticism and caution we may seize the truth that dispels disagreement and resolves doubtful matters. For all that, we are not free from that human turbidity which is in the nature of man; but we must do our best with what we possess of human power. From God we derive support in all things.[8]

De acuerdo a su explicación, es necesaria una ejecución de prueba estrictamente controlada con sensibilidad para la subjetividad y susceptibilidad de los resultados debido a la naturaleza del hombre. Además, es necesaria una visión crítica en los resultados y aquellos resultados de los estudiosos anteriores:

It is thus the duty of the man who studies the writings of scientists, if learning the truth is his goal, to make himself an enemy of all that he reads, and, applying his mind to the core and margins of its content, attack it from every side. He should also suspect himself as he performs his critical examination of it, so that he may avoid falling into either prejudice or leniency.[9]

Por tanto, una comparación de los resultados de estudiosos anteriores con los resultados experimentales es necesaria para un experimento objetivo; los resultados visibles son más importantes. Al final, esto puede significar que un investigador experimental debe encontrar el coraje suficiente para descartar opiniones o resultados tradicionales, especialmente si estos resultados no son experimentales, sino que resultan de una derivación lógica/mental. En este proceso de consideración crítica, el hombre mismo no debe olvidar que tiende a opiniones subjetivas, a través de "prejuicios" y "clemencia", y por lo tanto tiene que ser crítico sobre su propia forma de construir hipótesis. [ <span title="This claim needs references to reliable sources. (December 2018)">cita requerida</span> ]Francis Bacon (1561–1626), un filósofo Inglés y científico activo en el siglo XVII, se convirtió en un defensor influyente de la ciencia experimental en el Renacimiento Inglés. No estuvo de acuerdo con el método de responder preguntas científicas por deducción—similar a Ibn al-Haytham—y lo describe como sigue: "Having first determined the question according to his will, man then resorts to experience, and bending her to conformity with his placets, leads her about like a captive in a procession."[10]​ Bacon quería un método que se basara en observaciones repetibles o experimentos. Notablemente, primero ordenó el método científico tal como lo entendemos hoy.

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]; commencing as it does with experience duly ordered and digested, not bungling or erratic, and from it deducing axioms [theories], and from established axioms again new experiments.[11]:101

En los siglos siguientes, las personas que aplicaron el método científico en diferentes áreas hicieron importantes avances y descubrimientos. Por ejemplo, Galileo Galilei (1564–1642) midió con precisión el tiempo y experimentó para hacer mediciones y conclusiones precisas sobre la velocidad de una caída del cuerpo. Antoine Lavoisier (1743-1794), un químico francés, uso experimentos para describir nuevas áreas, como la combustión y la bioquímica, y para desarrollar la teoría de la conservación de la masa (materia). [12]Louis Pasteur (1822-1895) utilizó el método científico para refutar la teoría predominante de la generación espontánea y para desarrollar la teoría de los gérmenes de la enfermedad . [13]​ Debido a la importancia de controlar las variables potencialmente confusas, se prefiere el uso de experimentos de laboratorio bien diseñados cuando sea posible.

A principios del siglo XX se produjo un progreso considerable en el diseño y análisis de experimentos, con contribuciones de estadísticos como Ronald Fisher (1890–1962), Jerzy Neyman (1894–1981), Oscar Kempthorne (1919–2000), Gertrude Mary Cox (1900-1978) y William Gemmell Cochran (1909-1980), entre otros.

Tipos de experimento

Los experimentos pueden clasificarse según una serie de dimensiones, dependiendo de las normas y estándares profesionales en diferentes campos de estudio. En algunas disciplinas (por ejemplo, psicología o ciencias políticas ), un "experimento verdadero" es un método de investigación social en el que existen dos tipos de variables . El experimentador manipula la variable independiente y se mide la variable dependiente . La característica significante de un verdadero experimento es que asigna aleatoriamente a los sujetos para neutralizar el sesgo del experimentador y asegura, durante un gran número de iteraciones del experimento, que controla todos los factores de confusión . [14]

Experimentos controlados

 
Experimento en laboratorio de fotónica biomédica, en el que se intenta controlar las variables al máximo.

Un experimento controlado a menudo compara los resultados obtenidos de muestras experimentales con muestras de control, que son prácticamente idénticas a la muestra experimental, excepto por el aspecto cuyo efecto se está probando (la variable independiente ). Un buen ejemplo sería un ensayo de drogas. La muestra o grupo que recibe el medicamento sería el grupo experimental ( grupo de tratamiento ); y el que recibe el placebo o el tratamiento regular sería el control . En muchos experimentos de laboratorio, es una buena práctica tener varias muestras replicadas para la prueba que se realiza y tener tanto un control positivo como un control negativo . Los resultados de las muestras replicadas a menudo se pueden promediar, o si una de las réplicas es obviamente inconsistente con los resultados de las otras muestras, se puede descartar como resultado de un error experimental (algún paso del procedimiento de prueba puede haber sido erróneamente omitido para esa muestra). Muy a menudo, las pruebas se realizan por duplicado o por triplicado. Un control positivo es un procedimiento similar a la prueba experimental real, pero se sabe por experiencia previa que da un resultado positivo. Se sabe que un control negativo da un resultado negativo. El control positivo confirma que las condiciones básicas del experimento fueron capaces de producir un resultado positivo, incluso si ninguna de las muestras experimentales reales produce un resultado positivo. El control negativo demuestra el resultado de la línea de base obtenido cuando una prueba no produce un resultado positivo medible. Muy a menudo, el valor del control negativo se trata como un valor de "fondo" para restar de los resultados de la muestra de prueba. Algunas veces el control positivo toma el cuadrante de una curva estándar .

Un ejemplo que se usa a menudo en los laboratorios de enseñanza es un ensayo controlado de proteínas . Los estudiantes pueden recibir una muestra de líquido que contiene una cantidad desconocida (para el estudiante) de proteína. Es su trabajo realizar correctamente un experimento controlado en el que determinan la concentración de proteína en la muestra de fluido (generalmente llamada "muestra desconocida"). El laboratorio de enseñanza estaría equipado con una solución estándar de proteína con una concentración de proteína conocida. Los estudiantes pueden hacer varias muestras de control positivo que contienen varias diluciones del estándar de proteína. Las muestras de control negativo contendrían todos los reactivos para el análisis de proteínas pero no proteínas. En este ejemplo, todas las muestras se realizan por duplicado. El ensayo es un ensayo colorimétrico en el que un espectrofotómetro puede medir la cantidad de proteína en las muestras mediante la detección de un complejo coloreado formado por la interacción de las moléculas de proteína y las moléculas de un tinte agregado. En la ilustración, los resultados de las muestras de prueba diluidas se pueden comparar con los resultados de la curva estándar (la línea azul en la ilustración) para estimar la cantidad de proteína en la muestra desconocida.

Se pueden realizar experimentos controlados cuando es difícil controlar exactamente todas las condiciones en un experimento. En este caso, el experimento comienza creando dos o más grupos de muestra que son probabilísticamente equivalentes, lo que significa que las mediciones de los rasgos deberían ser similares entre los grupos y que los grupos deberían responder de la misma manera si se les da el mismo tratamiento. Esta equivalencia se determina mediante métodos estadísticos que tienen en cuenta la cantidad de variación entre individuos y el número de individuos en cada grupo. En campos como la microbiología y la química, donde hay muy poca variación entre los individuos y el tamaño del grupo es fácilmente de millones, estos métodos estadísticos a menudo se omiten y simplemente se supone que dividir una solución en partes iguales produce grupos de muestra idénticos.

Una vez que se han formado grupos equivalentes, el experimentador trata de tratarlos de manera idéntica, excepto por la única variable que desea aislar. La experimentación en humanos requiere salvaguardas especiales contra variables externas como el efecto placebo . Tales experimentos son generalmente ciego doble, lo que significa que ni el voluntario ni el investigador saben qué individuos están en el grupo de control o en el grupo experimental hasta que se hayan recopilado todos los datos. Esto asegura que cualquier efecto sobre el voluntario se deba al tratamiento en sí mismo y no sea una respuesta al conocimiento de que está siendo tratado.

En experimentos en humanos, los investigadores pueden dar a un sujeto (persona) una estimulación a la que responde el sujeto. El objetivo del experimento es medir la respuesta al estímulo mediante un método de prueba .

 
Mapa original de John Snow que muestra los grupos de casos de cólera en la epidemia de Londres de 1854

En el diseño de experimentos, se aplican dos o más "tratamientos" para estimar la diferencia entre las respuestas medias para los tratamientos. Por ejemplo, un experimento para hornear pan podría estimar la diferencia en las respuestas asociadas con variables cuantitativas, como la relación de agua a harina, y con variables cualitativas, como las cepas de levadura. La experimentación es el paso en el método científico que ayuda a las personas a decidir entre dos o más explicaciones o hipótesis en competencia. Estas hipótesis sugieren razones para explicar un fenómeno o predecir los resultados de una acción. Un ejemplo podría ser la hipótesis de que "si suelto esta pelota, se caerá al suelo": esta sugerencia puede probarse llevando a cabo el experimento de soltar la pelota y observando los resultados. Formalmente, una hipótesis se compara con su hipótesis opuesta o nula ("si libero esta bola, no caerá al suelo"). La hipótesis nula es que no hay explicación o poder predictivo del fenómeno a través del razonamiento que se está investigando. Una vez que se definen las hipótesis, se puede realizar un experimento y analizar los resultados para confirmar, refutar o definir la precisión de las hipótesis.

Los experimentos también pueden diseñarse para estimar los efectos indirectos en las unidades cercanas no tratadas.

Experimentos naturales

El término "experimento" generalmente implica un experimento controlado, pero a veces los experimentos controlados son prohibitivamente difíciles o imposibles. En este caso, los investigadores recurren a experimentos naturales o cuasi-experimentos . [15]​ Los experimentos naturales se basan únicamente en observaciones de las variables del sistema en estudio, en lugar de la manipulación de una o algunas variables como ocurre en los experimentos controlados. En la medida de lo posible, intentan recopilar datos para el sistema de tal manera que se pueda determinar la contribución de todas las variables, y donde los efectos de la variación en ciertas variables permanezcan aproximadamente constantes para que se puedan discernir los efectos de otras variables. El grado en que esto es posible depende de la correlación observada entre las variables explicativas en los datos observados. Cuando estas variables no están bien correlacionadas, los experimentos naturales pueden acercarse al poder de los experimentos controlados. Por lo general, sin embargo, existe cierta correlación entre estas variables, lo que reduce la confiabilidad de los experimentos naturales en relación con lo que podría concluirse si se realizara un experimento controlado. Además, debido a que los experimentos naturales generalmente tienen lugar en entornos no controlados, las variables de fuentes no detectadas no se miden ni se mantienen constantes, y esto puede producir correlaciones ilusorias en las variables en estudio.

Gran parte de la investigación en varias disciplinas científicas, incluyendo economía, ciencias políticas, geología, paleontología, ecología, meteorología y astronomía, se basa en cuasi-experimentos. Por ejemplo, en astronomía es claramente imposible, al probar la hipótesis "Las estrellas son nubes de hidrógeno colapsadas", comenzar con una nube gigante de hidrógeno, y luego realizar el experimento de esperar unos miles de millones de años para que forme una estrella. . Sin embargo, al observar varias nubes de hidrógeno en varios estados de colapso y otras implicaciones de la hipótesis (por ejemplo, la presencia de varias emisiones espectrales de la luz de las estrellas), podemos recopilar los datos que necesitamos para respaldar la hipótesis. Un primer ejemplo de este tipo de experimento fue la primera verificación en el siglo XVII de que la luz no viaja instantáneamente de un lugar a otro, sino que tiene una velocidad medible. La observación de la aparición de las lunas de Júpiter se retrasó ligeramente cuando Júpiter estaba más lejos de la Tierra, a diferencia de cuando Júpiter estaba más cerca de la Tierra; y este fenómeno se usó para demostrar que la diferencia en el tiempo de aparición de las lunas era consistente con una velocidad medible.

Experimentos de campo

Los experimentos de campo se denominan así para distinguirlos de los experimentos de laboratorio, que imponen el control científico al probar una hipótesis en el entorno artificial y altamente controlado de un laboratorio. A menudo utilizados en las ciencias sociales, y especialmente en los análisis económicos de las intervenciones educativas y de salud, los experimentos de campo tienen la ventaja de que los resultados se observan en un entorno natural y no en un entorno de laboratorio artificial. Por esta razón, los experimentos de campo a veces se consideran de mayor validez externa que los experimentos de laboratorio. Sin embargo, al igual que los experimentos naturales, los experimentos de campo tienen la posibilidad de contaminación: las condiciones experimentales se pueden controlar con más precisión y certeza en el laboratorio. Sin embargo, algunos fenómenos (por ejemplo, la participación electoral en una elección) no pueden estudiarse fácilmente en un laboratorio.

Contraste con estudio observacional

 
El modelo de caja negra para observación (entrada y salida son observables ). Cuando hay una retroalimentación con el control de algún observador, como se ilustra, la observación también es un experimento.

Se utiliza un estudio observacional cuando no es práctico, poco ético, tiene un costo prohibitivo (o de otro modo ineficiente) ajustar un sistema físico o social en un entorno de laboratorio, controlar completamente los factores de confusión o aplicar una asignación aleatoria. También se puede usar cuando los factores de confusión son limitados o se conocen lo suficiente como para analizar los datos a la luz de ellos (aunque esto puede ser raro cuando se examinan los fenómenos sociales). Para que una ciencia observacional sea válida, el experimentador debe conocer y considerar los factores de confusión . En estas situaciones, los estudios observacionales tienen valor porque a menudo sugieren hipótesis que se pueden probar con experimentos aleatorios o mediante la recopilación de datos nuevos.

Fundamentalmente, sin embargo, los estudios observacionales no son experimentos. Por definición, los estudios observacionales carecen de la manipulación requerida para los experimentos baconianos . Además, los estudios de observación (por ejemplo, en sistemas biológicos o sociales) a menudo involucran variables que son difíciles de cuantificar o controlar. Los estudios de observación son limitados porque carecen de las propiedades estadísticas de los experimentos aleatorios. En un experimento aleatorizado, el método de aleatorización especificado en el protocolo experimental guía el análisis estadístico, que generalmente también se especifica mediante el protocolo experimental. [16]​ Sin un modelo estadístico que refleje una aleatorización objetiva, el análisis estadístico se basa en un modelo subjetivo. Las inferencias de modelos subjetivos no son confiables en teoría y práctica. [17]​ De hecho, hay varios casos en los que los estudios observacionales cuidadosamente realizados dan resultados incorrectos consistentemente, es decir, los resultados de los estudios observacionales son inconsistentes y también difieren de los resultados de los experimentos. Por ejemplo, los estudios epidemiológicos del cáncer de colon muestran consistentemente correlaciones beneficiosas con el consumo de brócoli, mientras que los experimentos no encuentran ningún beneficio. [18]

Un problema particular con los estudios observacionales que involucran sujetos humanos es la gran dificultad para lograr comparaciones justas entre los tratamientos (o exposiciones), porque tales estudios son propensos al sesgo de selección, y los grupos que reciben diferentes tratamientos (exposiciones) pueden diferir mucho según sus covariables (edad, altura, peso, medicamentos, ejercicio, estado nutricional, etnia, historial médico familiar, etc. ) En contraste, la aleatorización implica que para cada covariable, se espera que la media para cada grupo sea la misma. Para cualquier ensayo aleatorizado, se espera alguna variación de la media, por supuesto, pero la aleatorización garantiza que los grupos experimentales tengan valores medios cercanos, debido al teorema del límite central y la desigualdad de Markov . Con una aleatorización inadecuada o un tamaño de muestra bajo, la variación sistemática en las covariables entre los grupos de tratamiento (o grupos de exposición) dificulta la separación del efecto del tratamiento (exposición) de los efectos de las otras covariables, la mayoría de los cuales no se han medido. . Los modelos matemáticos utilizados para analizar dichos datos deben considerar cada covariable diferente (si se mide), y los resultados no son significativos si una covariable no se aleatoriza ni se incluye en el modelo.

Para evitar condiciones que hacen que un experimento sea mucho menos útil, los médicos que realizan ensayos médicos, digamos para la aprobación de la Administración de Drogas y Alimentos de los Estados Unidos, cuantifican y aleatorizan las covariables que se pueden identificar. Los investigadores intentan reducir los sesgos de los estudios observacionales con métodos estadísticos complicados, como los métodos de correspondencia de puntaje de propensión, que requieren grandes poblaciones de sujetos e información extensa sobre las covariables. Los resultados también se cuantifican cuando es posible (densidad ósea, la cantidad de alguna célula o sustancia en la sangre, fuerza física o resistencia, etc.) y no se basan en la opinión de un sujeto o de un observador profesional. De esta manera, el diseño de un estudio observacional puede hacer que los resultados sean más objetivos y, por lo tanto, más convincentes.

Ética

Al colocar la distribución de la (s) variable (s) independiente (s) bajo el control del investigador, un experimento, particularmente cuando involucra sujetos humanos, introduce posibles consideraciones éticas, como equilibrar el beneficio y el daño, distribuyendo de manera justa las intervenciones (por ejemplo, tratamientos para una enfermedad ), y consentimiento informado . Por ejemplo, en psicología o atención médica, no es ético proporcionar un tratamiento deficiente a los pacientes. Por lo tanto, se supone que las juntas de revisión ética suspenderán los ensayos clínicos y otros experimentos a menos que se cree que un nuevo tratamiento ofrezca beneficios tan buenos como las mejores prácticas actuales. [19]​ También es generalmente poco ético (y a menudo ilegal) realizar experimentos aleatorios sobre los efectos de tratamientos deficientes o de calidad inferior, como los efectos de ingerir arsénico en la salud humana. Para comprender los efectos de tales exposiciones, los científicos a veces usan estudios observacionales para comprender los efectos de esos factores.

Aun cuando la investigación experimental no involucra directamente a seres humanos, puede presentar preocupaciones éticas. Por ejemplo, los experimentos con bombas nucleares realizados por el Proyecto Manhattan implicaron el uso de reacciones nucleares para dañar a los seres humanos, incluso aunque los experimentos no involucraron directamente a ningún sujeto humano.

Método experimental en derecho

El método experimental puede ser útil para resolver problemas jurídicos. [20]

Véase también

Referencias

  1. Stohr-Hunt, Patricia (1996). «An Analysis of Frequency of Hands-on Experience and Science Achievement». Journal of Research in Science Teaching 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. Cooperstock, Fred I. (2009). General relativistic dynamics : extending Einstein's legacy throughout the universe (Online-Ausg. edición). Singapore: World Scientific. p. 12. ISBN 978-981-4271-16-5. 
  3. Griffith, W. Thomas (2001). The physics of everyday phenomena : a conceptual introduction to physics (3rd edición). Boston: McGraw-Hill. pp. 3–4. ISBN 0-07-232837-1. 
  4. Wilczek, Frank; Devine, Betsy (2006). Fantastic realities : 49 mind journeys and a trip to Stockholm. New Jersey: World Scientific. pp. 61–62. ISBN 978-981-256-649-2. 
  5. Holland, Paul W. (December 1986). «Statistics and Causal Inference». Journal of the American Statistical Association 81 (396): 945-960. doi:10.2307/2289064. 
  6. Druckman; Greene, Arthur, eds. (2011). Cambridge handbook of experimental political science. Cambridge: Cambridge University Press. ISBN 978-0521174558.  |editor-last1= y |editor= redundantes (ayuda)
  7. El-Bizri, Nader (2005). «A Philosophical Perspective on Alhazen's Optics». Arabic Sciences and Philosophy (Cambridge University Press) 15 (2): 189-218. doi:10.1017/S0957423905000172. 
  8. Ibn al-Haytham, Abu Ali Al-Hasan. Optics. p. 5. 
  9. Ibn al-Haytham, Abi Ali Al-Hasan. Dubitationes in Ptolemaeum. p. 3. 
  10. "Having first determined the question according to his will, man then resorts to experience, and bending her to conformity with his placets, leads her about like a captive in a procession." Bacon, Francis. Novum Organum, i, 63. Quoted in Durant, 2012, p. 170.
  11. Durant, Will (2012). The story of philosophy : the lives and opinions of the great philosophers of the western world (2nd edición). New York: Simon and Schuster. ISBN 978-0-671-69500-2. 
  12. Bell, Madison Smartt (2005). Lavoisier in the Year One: The Birth of a New Science in an Age of Revolution. W.W. Norton & Company. ISBN 978-0393051551. 
  13. Brock, ed. (1988). Pasteur and Modern Science (New illustrated edición). Springer. ISBN 978-3540501015. 
  14. . Department of Psychology, University of California Davis. Archivado desde el original el 19 de diciembre de 2014. 
  15. Dunning, 2012
  16. Hinkelmann, Klaus and Kempthorne, Oscar (2008). Design and Analysis of Experiments, Volume I: Introduction to Experimental Design (Second edición). Wiley. ISBN 978-0-471-72756-9. 
  17. Freedman, David; Pisani, Robert; Purves, Roger (2007). Statistics (4th edición). New York: Norton. ISBN 978-0-393-92972-0. 
  18. Freedman, David A. (2009). Statistical models : theory and practice (Revised edición). Cambridge: Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-74385-3. 
  19. Bailey, R.A. (2008). Design of comparative experiments. Cambridge: Cambridge University Press. ISBN 978-0521683579. 
  20. Zippelius, von Reinhold (1991). Die experimentierende Methode im Recht. Stuttgart: Steiner. ISBN 978-3515059015. 

Otras lecturas

  • Dunning, Thad (2012). Natural experiments in the social sciences : a design-based approach. Cambridge: Cambridge University Press. ISBN 978-1107698000. 
  • Shadish, William R.; Cook, Thomas D.; Campbell, Donald T. (2002). Experimental and quasi-experimental designs for generalized causal inference (Nachdr. edición). Boston: Houghton Mifflin. ISBN 0-395-61556-9.  ()
  • Jeremy, Teigen (2014). «Experimental Methods in Military and Veteran Studies». En Soeters; Shields, eds. Routledge Handbook of Research Methods in Military Studies. New York: Routledge. pp. 228-238. 

Enlaces externos


  •   Datos: Q101965
  •   Multimedia: Experiments

experimento, experimento, procedimiento, llevado, cabo, para, apoyar, refutar, validar, hipótesis, experimentos, proporcionan, idea, sobre, causa, efecto, demostración, resultado, ocurre, cuándo, factor, particular, manipulado, experimentos, varían, mucho, obj. Un experimento es un procedimiento llevado a cabo para apoyar refutar o validar una hipotesis Los experimentos proporcionan idea sobre causa y efecto por la demostracion del resultado que ocurre cuando un factor particular es manipulado Los experimentos varian mucho en objetivo y escala pero se apoyan en la repeticion de procedimientos y analisis logico de los resultados Alli tambien existen estudios experimentales naturales Incluso los ninos muy pequenos realizan experimentos rudimentarios para aprender sobre el mundo y como funcionan las cosas Un nino puede realizar experimentos basicos para comprender el efecto de la gravedad mientras que los equipos de cientificos pueden tomar anos de investigacion sistematica para avanzar en su comprension de un fenomeno Los experimentos y otros tipos de actividades practicas son muy importantes para el aprendizaje de los alumnos en el aula de ciencias Los experimentos pueden elevar los puntajes de las evaluaciones y ayudar a un estudiante a involucrarse mas e interesarse en el material que esta aprendiendo especialmente cuando se usa con frecuencia 1 Los experimentos pueden variar desde comparacion personal e informal natural por ejemplo probar una variedad de chocolates para encontrar uno favorito hasta aquellos que son altamente controlados por ejemplo pruebas que requieren aparatos complejos que sean supervisados por muchos cientificos que esperan descubrir informacion sobre particulas subatomicas Los usos de los experimentos varian considerablemente entre las ciencias naturales y humanas Aquellos experimentos que tipicamente incluyen controles disenados para reducir los efectos de variables distintas de la variable independiente unica Esto aumenta la fiabilidad de los resultados a menudo a traves de una comparacion entre las mediciones de control y las otras mediciones Los controles cientificos son parte del metodo cientifico Es ideal que todas las variables en un experimento esten controladas tomadas en cuenta por las mediciones de control y ninguna esta fuera de control En tal experimento si todos los controles funcionan como se espera es posible concluir que el experimento funciona segun lo previsto y que los resultados se deben al efecto de la variable probada Indice 1 Vision general 2 Historia 3 Tipos de experimento 3 1 Experimentos controlados 3 2 Experimentos naturales 3 3 Experimentos de campo 4 Contraste con estudio observacional 5 Etica 6 Metodo experimental en derecho 7 Vease tambien 8 Referencias 9 Otras lecturas 10 Enlaces externosVision general EditarEn el metodo cientifico un experimento es un procedimiento empirico que arbitra modelos o hipotesis en competencia 2 3 Los investigadores tambien usan los experimentos para evaluar teorias existentes o nuevas hipotesis para apoyarlas o refutarlas 4 Un experimento generalmente evalua una hipotesis que es una expectativa sobre como funciona un proceso o fenomeno en particular Sin embargo un experimento tambien puede tener como objetivo el responder a una pregunta de que si sin una expectativa especifica sobre lo que revela el experimento o para confirmar resultados previos Si en el experimento se llevan a cabo los cuidados necesarios los resultados generalmente respaldan o refutan la hipotesis Segun algunas filosofias de la ciencia un experimento nunca puede probar una hipotesis solo puede anadir apoyo Por otro lado un experimento que proporciona un contraejemplo puede refutar una teoria o hipotesis pero una teoria siempre puede salvarse mediante modificaciones ad hoc apropiadas a expensas de la simplicidad Un experimento tambien debe controlar los posibles factores de confusion cualquier factor que estropee la precision o la repeticion del experimento o la capacidad de interpretar los resultados La confusion se elimina comunmente mediante controles cientificos y o en experimentos aleatorios mediante una asignacion aleatoria En ingenieria y ciencias fisicas los experimentos son un componente primario del metodo cientifico Se utilizan para probar teorias e hipotesis sobre como funcionan los procesos fisicos bajo condiciones particulares por ejemplo si un proceso de ingenieria en forma particular puede producir un compuesto quimico deseado Tipicamente los experimentos en estos campos se enfocan en la replicacion de procedimientos identicos con la esperanza de producir resultados identicos en cada replica La asignacion aleatoria es poco comun En medicina y las ciencias sociales la prevalencia de la investigacion experimental varia ampliamente entre las disciplinas Sin embargo cuando se usan los experimentos suelen seguir la forma del ensayo clinico donde las unidades experimentales generalmente seres humanos individuales se asignan aleatoriamente a un tratamiento o control de condicion donde se evaluan uno o mas resultados 5 En contraste con las normas de las ciencias fisicas el enfoque generalmente esta en el efecto promedio del tratamiento la diferencia en los resultados entre los grupos de tratamiento y control u otra prueba estadistica producida por el experimento 6 Por lo general un solo estudio no implica replicaciones del experimento pero se pueden agregar estudios separados mediante una revision sistematica y un metanalisis Existen varias diferencias en la practica experimental en cada una de las ramas de la ciencia Por ejemplo la investigacion agricola con frecuencia utiliza experimentos aleatorios por ejemplo para evaluar la efectividad comparativa de diferentes fertilizantes mientras que la economia experimental confrecuencia implica pruebas experimentales de comportamientos humanos teorizados sin depender de la asignacion aleatoria de individuos a condiciones de tratamiento y control Historia EditarUno de los primeros enfoques metodicos de los experimentos en el sentido moderno es visible en los trabajos del matematico y erudito arabe Ibn al Haytham El condujo sus experimentos en el campo de la optica retomando los problemas opticos y matematicos en los trabajos de Ptolomeo controlando sus experimentos debido a factores como la autocritica la confianza en los resultados visibles de los experimentos asi como una critica en terminos de resultados anteriores El cuenta como uno de los primeros academicos que utiliza un metodo inductivo experimental para lograr resultados 7 En su libro optica describe el enfoque fundamentalmente nuevo del conocimiento y la investigacion en un sentido experimental We should that is recommence the inquiry into its principles and premisses beginning our investigation with an inspection of the things that exist and a survey of the conditions of visible objects We should distinguish the properties of particulars and gather by induction what pertains to the eye when vision takes place and what is found in the manner of sensation to be uniform unchanging manifest and not subject to doubt After which we should ascend in our inquiry and reasonings gradually and orderly criticizing premisses and exercising caution in regard to conclusions our aim in all that we make subject to inspection and review being to employ justice not to follow prejudice and to take care in all that we judge and criticize that we seek the truth and not to be swayed by opinion We may in this way eventually come to the truth that gratifies the heart and gradually and carefully reach the end at which certainty appears while through criticism and caution we may seize the truth that dispels disagreement and resolves doubtful matters For all that we are not free from that human turbidity which is in the nature of man but we must do our best with what we possess of human power From God we derive support in all things 8 De acuerdo a su explicacion es necesaria una ejecucion de prueba estrictamente controlada con sensibilidad para la subjetividad y susceptibilidad de los resultados debido a la naturaleza del hombre Ademas es necesaria una vision critica en los resultados y aquellos resultados de los estudiosos anteriores It is thus the duty of the man who studies the writings of scientists if learning the truth is his goal to make himself an enemy of all that he reads and applying his mind to the core and margins of its content attack it from every side He should also suspect himself as he performs his critical examination of it so that he may avoid falling into either prejudice or leniency 9 Por tanto una comparacion de los resultados de estudiosos anteriores con los resultados experimentales es necesaria para un experimento objetivo los resultados visibles son mas importantes Al final esto puede significar que un investigador experimental debe encontrar el coraje suficiente para descartar opiniones o resultados tradicionales especialmente si estos resultados no son experimentales sino que resultan de una derivacion logica mental En este proceso de consideracion critica el hombre mismo no debe olvidar que tiende a opiniones subjetivas a traves de prejuicios y clemencia y por lo tanto tiene que ser critico sobre su propia forma de construir hipotesis lt span title This claim needs references to reliable sources December 2018 gt cita requerida lt span gt Francis Bacon 1561 1626 un filosofo Ingles y cientifico activo en el siglo XVII se convirtio en un defensor influyente de la ciencia experimental en el Renacimiento Ingles No estuvo de acuerdo con el metodo de responder preguntas cientificas por deduccion similar a Ibn al Haytham y lo describe como sigue Having first determined the question according to his will man then resorts to experience and bending her to conformity with his placets leads her about like a captive in a procession 10 Bacon queria un metodo que se basara en observaciones repetibles o experimentos Notablemente primero ordeno el metodo cientifico tal como lo entendemos hoy 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 commencing as it does with experience duly ordered and digested not bungling or erratic and from it deducing axioms theories and from established axioms again new experiments 11 101 En los siglos siguientes las personas que aplicaron el metodo cientifico en diferentes areas hicieron importantes avances y descubrimientos Por ejemplo Galileo Galilei 1564 1642 midio con precision el tiempo y experimento para hacer mediciones y conclusiones precisas sobre la velocidad de una caida del cuerpo Antoine Lavoisier 1743 1794 un quimico frances uso experimentos para describir nuevas areas como la combustion y la bioquimica y para desarrollar la teoria de la conservacion de la masa materia 12 Louis Pasteur 1822 1895 utilizo el metodo cientifico para refutar la teoria predominante de la generacion espontanea y para desarrollar la teoria de los germenes de la enfermedad 13 Debido a la importancia de controlar las variables potencialmente confusas se prefiere el uso de experimentos de laboratorio bien disenados cuando sea posible A principios del siglo XX se produjo un progreso considerable en el diseno y analisis de experimentos con contribuciones de estadisticos como Ronald Fisher 1890 1962 Jerzy Neyman 1894 1981 Oscar Kempthorne 1919 2000 Gertrude Mary Cox 1900 1978 y William Gemmell Cochran 1909 1980 entre otros Tipos de experimento EditarLos experimentos pueden clasificarse segun una serie de dimensiones dependiendo de las normas y estandares profesionales en diferentes campos de estudio En algunas disciplinas por ejemplo psicologia o ciencias politicas un experimento verdadero es un metodo de investigacion social en el que existen dos tipos de variables El experimentador manipula la variable independiente y se mide la variable dependiente La caracteristica significante de un verdadero experimento es que asigna aleatoriamente a los sujetos para neutralizar el sesgo del experimentador y asegura durante un gran numero de iteraciones del experimento que controla todos los factores de confusion 14 Experimentos controlados Editar Experimento en laboratorio de fotonica biomedica en el que se intenta controlar las variables al maximo Un experimento controlado a menudo compara los resultados obtenidos de muestras experimentales con muestras de control que son practicamente identicas a la muestra experimental excepto por el aspecto cuyo efecto se esta probando la variable independiente Un buen ejemplo seria un ensayo de drogas La muestra o grupo que recibe el medicamento seria el grupo experimental grupo de tratamiento y el que recibe el placebo o el tratamiento regular seria el control En muchos experimentos de laboratorio es una buena practica tener varias muestras replicadas para la prueba que se realiza y tener tanto un control positivo como un control negativo Los resultados de las muestras replicadas a menudo se pueden promediar o si una de las replicas es obviamente inconsistente con los resultados de las otras muestras se puede descartar como resultado de un error experimental algun paso del procedimiento de prueba puede haber sido erroneamente omitido para esa muestra Muy a menudo las pruebas se realizan por duplicado o por triplicado Un control positivo es un procedimiento similar a la prueba experimental real pero se sabe por experiencia previa que da un resultado positivo Se sabe que un control negativo da un resultado negativo El control positivo confirma que las condiciones basicas del experimento fueron capaces de producir un resultado positivo incluso si ninguna de las muestras experimentales reales produce un resultado positivo El control negativo demuestra el resultado de la linea de base obtenido cuando una prueba no produce un resultado positivo medible Muy a menudo el valor del control negativo se trata como un valor de fondo para restar de los resultados de la muestra de prueba Algunas veces el control positivo toma el cuadrante de una curva estandar Un ejemplo que se usa a menudo en los laboratorios de ensenanza es un ensayo controlado de proteinas Los estudiantes pueden recibir una muestra de liquido que contiene una cantidad desconocida para el estudiante de proteina Es su trabajo realizar correctamente un experimento controlado en el que determinan la concentracion de proteina en la muestra de fluido generalmente llamada muestra desconocida El laboratorio de ensenanza estaria equipado con una solucion estandar de proteina con una concentracion de proteina conocida Los estudiantes pueden hacer varias muestras de control positivo que contienen varias diluciones del estandar de proteina Las muestras de control negativo contendrian todos los reactivos para el analisis de proteinas pero no proteinas En este ejemplo todas las muestras se realizan por duplicado El ensayo es un ensayo colorimetrico en el que un espectrofotometro puede medir la cantidad de proteina en las muestras mediante la deteccion de un complejo coloreado formado por la interaccion de las moleculas de proteina y las moleculas de un tinte agregado En la ilustracion los resultados de las muestras de prueba diluidas se pueden comparar con los resultados de la curva estandar la linea azul en la ilustracion para estimar la cantidad de proteina en la muestra desconocida Se pueden realizar experimentos controlados cuando es dificil controlar exactamente todas las condiciones en un experimento En este caso el experimento comienza creando dos o mas grupos de muestra que son probabilisticamente equivalentes lo que significa que las mediciones de los rasgos deberian ser similares entre los grupos y que los grupos deberian responder de la misma manera si se les da el mismo tratamiento Esta equivalencia se determina mediante metodos estadisticos que tienen en cuenta la cantidad de variacion entre individuos y el numero de individuos en cada grupo En campos como la microbiologia y la quimica donde hay muy poca variacion entre los individuos y el tamano del grupo es facilmente de millones estos metodos estadisticos a menudo se omiten y simplemente se supone que dividir una solucion en partes iguales produce grupos de muestra identicos Una vez que se han formado grupos equivalentes el experimentador trata de tratarlos de manera identica excepto por la unica variable que desea aislar La experimentacion en humanos requiere salvaguardas especiales contra variables externas como el efecto placebo Tales experimentos son generalmente ciego doble lo que significa que ni el voluntario ni el investigador saben que individuos estan en el grupo de control o en el grupo experimental hasta que se hayan recopilado todos los datos Esto asegura que cualquier efecto sobre el voluntario se deba al tratamiento en si mismo y no sea una respuesta al conocimiento de que esta siendo tratado En experimentos en humanos los investigadores pueden dar a un sujeto persona una estimulacion a la que responde el sujeto El objetivo del experimento es medir la respuesta al estimulo mediante un metodo de prueba Mapa original de John Snow que muestra los grupos de casos de colera en la epidemia de Londres de 1854 En el diseno de experimentos se aplican dos o mas tratamientos para estimar la diferencia entre las respuestas medias para los tratamientos Por ejemplo un experimento para hornear pan podria estimar la diferencia en las respuestas asociadas con variables cuantitativas como la relacion de agua a harina y con variables cualitativas como las cepas de levadura La experimentacion es el paso en el metodo cientifico que ayuda a las personas a decidir entre dos o mas explicaciones o hipotesis en competencia Estas hipotesis sugieren razones para explicar un fenomeno o predecir los resultados de una accion Un ejemplo podria ser la hipotesis de que si suelto esta pelota se caera al suelo esta sugerencia puede probarse llevando a cabo el experimento de soltar la pelota y observando los resultados Formalmente una hipotesis se compara con su hipotesis opuesta o nula si libero esta bola no caera al suelo La hipotesis nula es que no hay explicacion o poder predictivo del fenomeno a traves del razonamiento que se esta investigando Una vez que se definen las hipotesis se puede realizar un experimento y analizar los resultados para confirmar refutar o definir la precision de las hipotesis Los experimentos tambien pueden disenarse para estimar los efectos indirectos en las unidades cercanas no tratadas Experimentos naturales Editar El termino experimento generalmente implica un experimento controlado pero a veces los experimentos controlados son prohibitivamente dificiles o imposibles En este caso los investigadores recurren a experimentos naturales o cuasi experimentos 15 Los experimentos naturales se basan unicamente en observaciones de las variables del sistema en estudio en lugar de la manipulacion de una o algunas variables como ocurre en los experimentos controlados En la medida de lo posible intentan recopilar datos para el sistema de tal manera que se pueda determinar la contribucion de todas las variables y donde los efectos de la variacion en ciertas variables permanezcan aproximadamente constantes para que se puedan discernir los efectos de otras variables El grado en que esto es posible depende de la correlacion observada entre las variables explicativas en los datos observados Cuando estas variables no estan bien correlacionadas los experimentos naturales pueden acercarse al poder de los experimentos controlados Por lo general sin embargo existe cierta correlacion entre estas variables lo que reduce la confiabilidad de los experimentos naturales en relacion con lo que podria concluirse si se realizara un experimento controlado Ademas debido a que los experimentos naturales generalmente tienen lugar en entornos no controlados las variables de fuentes no detectadas no se miden ni se mantienen constantes y esto puede producir correlaciones ilusorias en las variables en estudio Gran parte de la investigacion en varias disciplinas cientificas incluyendo economia ciencias politicas geologia paleontologia ecologia meteorologia y astronomia se basa en cuasi experimentos Por ejemplo en astronomia es claramente imposible al probar la hipotesis Las estrellas son nubes de hidrogeno colapsadas comenzar con una nube gigante de hidrogeno y luego realizar el experimento de esperar unos miles de millones de anos para que forme una estrella Sin embargo al observar varias nubes de hidrogeno en varios estados de colapso y otras implicaciones de la hipotesis por ejemplo la presencia de varias emisiones espectrales de la luz de las estrellas podemos recopilar los datos que necesitamos para respaldar la hipotesis Un primer ejemplo de este tipo de experimento fue la primera verificacion en el siglo XVII de que la luz no viaja instantaneamente de un lugar a otro sino que tiene una velocidad medible La observacion de la aparicion de las lunas de Jupiter se retraso ligeramente cuando Jupiter estaba mas lejos de la Tierra a diferencia de cuando Jupiter estaba mas cerca de la Tierra y este fenomeno se uso para demostrar que la diferencia en el tiempo de aparicion de las lunas era consistente con una velocidad medible Experimentos de campo Editar Los experimentos de campo se denominan asi para distinguirlos de los experimentos de laboratorio que imponen el control cientifico al probar una hipotesis en el entorno artificial y altamente controlado de un laboratorio A menudo utilizados en las ciencias sociales y especialmente en los analisis economicos de las intervenciones educativas y de salud los experimentos de campo tienen la ventaja de que los resultados se observan en un entorno natural y no en un entorno de laboratorio artificial Por esta razon los experimentos de campo a veces se consideran de mayor validez externa que los experimentos de laboratorio Sin embargo al igual que los experimentos naturales los experimentos de campo tienen la posibilidad de contaminacion las condiciones experimentales se pueden controlar con mas precision y certeza en el laboratorio Sin embargo algunos fenomenos por ejemplo la participacion electoral en una eleccion no pueden estudiarse facilmente en un laboratorio Contraste con estudio observacional Editar El modelo de caja negra para observacion entrada y salida son observables Cuando hay una retroalimentacion con el control de algun observador como se ilustra la observacion tambien es un experimento Se utiliza un estudio observacional cuando no es practico poco etico tiene un costo prohibitivo o de otro modo ineficiente ajustar un sistema fisico o social en un entorno de laboratorio controlar completamente los factores de confusion o aplicar una asignacion aleatoria Tambien se puede usar cuando los factores de confusion son limitados o se conocen lo suficiente como para analizar los datos a la luz de ellos aunque esto puede ser raro cuando se examinan los fenomenos sociales Para que una ciencia observacional sea valida el experimentador debe conocer y considerar los factores de confusion En estas situaciones los estudios observacionales tienen valor porque a menudo sugieren hipotesis que se pueden probar con experimentos aleatorios o mediante la recopilacion de datos nuevos Fundamentalmente sin embargo los estudios observacionales no son experimentos Por definicion los estudios observacionales carecen de la manipulacion requerida para los experimentos baconianos Ademas los estudios de observacion por ejemplo en sistemas biologicos o sociales a menudo involucran variables que son dificiles de cuantificar o controlar Los estudios de observacion son limitados porque carecen de las propiedades estadisticas de los experimentos aleatorios En un experimento aleatorizado el metodo de aleatorizacion especificado en el protocolo experimental guia el analisis estadistico que generalmente tambien se especifica mediante el protocolo experimental 16 Sin un modelo estadistico que refleje una aleatorizacion objetiva el analisis estadistico se basa en un modelo subjetivo Las inferencias de modelos subjetivos no son confiables en teoria y practica 17 De hecho hay varios casos en los que los estudios observacionales cuidadosamente realizados dan resultados incorrectos consistentemente es decir los resultados de los estudios observacionales son inconsistentes y tambien difieren de los resultados de los experimentos Por ejemplo los estudios epidemiologicos del cancer de colon muestran consistentemente correlaciones beneficiosas con el consumo de brocoli mientras que los experimentos no encuentran ningun beneficio 18 Un problema particular con los estudios observacionales que involucran sujetos humanos es la gran dificultad para lograr comparaciones justas entre los tratamientos o exposiciones porque tales estudios son propensos al sesgo de seleccion y los grupos que reciben diferentes tratamientos exposiciones pueden diferir mucho segun sus covariables edad altura peso medicamentos ejercicio estado nutricional etnia historial medico familiar etc En contraste la aleatorizacion implica que para cada covariable se espera que la media para cada grupo sea la misma Para cualquier ensayo aleatorizado se espera alguna variacion de la media por supuesto pero la aleatorizacion garantiza que los grupos experimentales tengan valores medios cercanos debido al teorema del limite central y la desigualdad de Markov Con una aleatorizacion inadecuada o un tamano de muestra bajo la variacion sistematica en las covariables entre los grupos de tratamiento o grupos de exposicion dificulta la separacion del efecto del tratamiento exposicion de los efectos de las otras covariables la mayoria de los cuales no se han medido Los modelos matematicos utilizados para analizar dichos datos deben considerar cada covariable diferente si se mide y los resultados no son significativos si una covariable no se aleatoriza ni se incluye en el modelo Para evitar condiciones que hacen que un experimento sea mucho menos util los medicos que realizan ensayos medicos digamos para la aprobacion de la Administracion de Drogas y Alimentos de los Estados Unidos cuantifican y aleatorizan las covariables que se pueden identificar Los investigadores intentan reducir los sesgos de los estudios observacionales con metodos estadisticos complicados como los metodos de correspondencia de puntaje de propension que requieren grandes poblaciones de sujetos e informacion extensa sobre las covariables Los resultados tambien se cuantifican cuando es posible densidad osea la cantidad de alguna celula o sustancia en la sangre fuerza fisica o resistencia etc y no se basan en la opinion de un sujeto o de un observador profesional De esta manera el diseno de un estudio observacional puede hacer que los resultados sean mas objetivos y por lo tanto mas convincentes Etica EditarAl colocar la distribucion de la s variable s independiente s bajo el control del investigador un experimento particularmente cuando involucra sujetos humanos introduce posibles consideraciones eticas como equilibrar el beneficio y el dano distribuyendo de manera justa las intervenciones por ejemplo tratamientos para una enfermedad y consentimiento informado Por ejemplo en psicologia o atencion medica no es etico proporcionar un tratamiento deficiente a los pacientes Por lo tanto se supone que las juntas de revision etica suspenderan los ensayos clinicos y otros experimentos a menos que se cree que un nuevo tratamiento ofrezca beneficios tan buenos como las mejores practicas actuales 19 Tambien es generalmente poco etico y a menudo ilegal realizar experimentos aleatorios sobre los efectos de tratamientos deficientes o de calidad inferior como los efectos de ingerir arsenico en la salud humana Para comprender los efectos de tales exposiciones los cientificos a veces usan estudios observacionales para comprender los efectos de esos factores Aun cuando la investigacion experimental no involucra directamente a seres humanos puede presentar preocupaciones eticas Por ejemplo los experimentos con bombas nucleares realizados por el Proyecto Manhattan implicaron el uso de reacciones nucleares para danar a los seres humanos incluso aunque los experimentos no involucraron directamente a ningun sujeto humano Metodo experimental en derecho EditarEl metodo experimental puede ser util para resolver problemas juridicos 20 Vease tambien EditarExperimento de caja negra Diseno de experimentos Fisica experimental Lista de experimentos Experimento a largo plazo Desarrollo de conceptos y experimentacion Sesgo de lealtad Experimentum crucis ObservacionReferencias Editar Stohr Hunt Patricia 1996 An Analysis of Frequency of Hands on Experience and Science Achievement Journal of Research in Science Teaching 33 1 101 109 Bibcode 1996JRScT 33 101S doi 10 1002 SICI 1098 2736 199601 33 1 lt 101 AID TEA6 gt 3 0 CO 2 Z Cooperstock Fred I 2009 General relativistic dynamics extending Einstein s legacy throughout the universe Online Ausg edicion Singapore World Scientific 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