Meglepő és mulatságos kutatásmódszertani sorozatunk első részében elmagyaráztuk, hogy két esemény időbeli együttjárása még nem jelenti azt, hogy közöttük ok-okozati viszony van. De mit tegyünk, ha azt szeretnénk bizonyítani, hogy valami okoz valamit? Szerencsére ez sem megoldhatatlan feladat: erre találták ki a kísérletet!

Kísérleti erdőégetés Kanadában. Előtérben a mérőműszerek.
(Forrás: Wikimedia commons)

Mi a kérdés?

Mielőtt nekiállnánk kísérletezni, először meg kell fogalmaznunk a problémánkat – szaknyelven azt mondanánk, hogy megalkotunk egy hipotézist, és aztán azt teszteljük. Az sem mindegy, hogy ezt hogy tesszük! Szükség van arra, hogy a hipotézis a rendelkezésünkre álló eszközökkel egyértelműen cáfolható legyen. A gyakorlatban a cáfolhatóság fontosabb, mint az igazolhatóság! Például az az állítás, hogy „Minden hattyú fehér” Karl Popper példája egyértelműen cáfolható azzal, ha találunk egy nem fehér hattyút. Viszont igazolni nagyon nehéz: be kellene gyűjteni hozzá az összes valaha is létezett hattyút.

Többféle okból is lehet egy hipotézis cáfolhatatlan, tehát rossz. Ilyen lehet, hogyha a fogalmaink tetszés szerint bővíthetőek. Például ha nem definiáltuk a „hattyú” fogalmát kellően precízen, és találkozunk egy fekete hattyúval, akkor mondhatjuk azt, hogy ez nem is hattyú, hanem másféle madár. Ugyanilyen probléma lehet, ha a fogalmainkat ugyan  precízen meghatároztuk, de úgy épülnek fel, hogy miattuk logikailag nem  lehetséges az állítást cáfolni. Például ha a „hattyú” fogalmába beleértjük azt, hogy „a hattyú fehér”, akkor a „minden hattyú fehér” cáfolhatatlanná válik.

Habár azt gondolnánk, hogy a valóságban ilyen elemi baklövéseket tudósok sohasem követnek el, ez nem így van. Egy bonyolult hipotézisrendszer nagyon könnyen válhat olyanná, hogy nem létezhet semmilyen olyan mérési eredmény, ami cáfolná. Például ilyen a freudizmus: ha azt feltételezzük, hogy a pszichológiai zavarokat az elfojtás okozza szintén Popper példája, nem nagyon tudunk cáfoló bizonyítékokat adni, mert bármit is mérünk, mindig mondhatjuk azt, hogy még biztos van valami elfojtva.

Természetesen ezt a hipotézisalkotási módszert is lehet kritizálni: például ha nem olyan formájú állításokat használunk, hogy „Minden X”, hanem olyanokat, hogy „Létezik X”, akkor nem cáfolni könnyebb az állítást, hanem igazolni, ugyanígy konkrét példa keresésével. De a gyakorlatban a tudományos hipotézisrendszerekben inkább a „Minden X” formájú állítások az elterjedtebbek (habár van, aki ezt vitatja, ezért beszélünk cáfolhatóságról és nem igazolhatóságról.

Csak szőrmentén szaporítsunk

Annál jobb, minél kevesebb dolgot feltételezünk a hipotézisünkhöz. Ezt az elvet hívják Occam borotvájának: „Ne szaporítsuk fölöslegesen a létezőket”, mondta Occami (Ockhami) William középkori filozófus és ferences szerzetes.

Beírta a tudománytörténetbe egy kis angol falu nevét. Ockham mai lakossága 384 fő.
(Forrás: Wikimedia Commons / Moscarlop)

Fontos az is, hogy alaposan átgondoljuk a fogalmainkat, és kitaláljuk, hogy hogyan lehessen mérni őket – ez utóbbit hívják olykor operacionalizációnak. Például ha az a hipotézisünk, hogy „A finom ételektől gyorsabban olvasunk”, az önmagában nem elég a vizsgálatunkhoz, mert mit értünk „finom ételek” alatt? Ezt előbb meg kell fogalmaznunk. Válasszuk képzeletbeli kísérletünkhöz mondjuk a csokifagyit, mint finom ételt, mert azt mindenki szereti, ugye? Ha így teszünk, később bajban leszünk, de ne szaladjunk ennyire előre...

Lássunk neki!

A kísérletet az különbözteti meg más tudományos vizsgálatoktól, hogy segítségével az oksági viszonyokról is ki tudunk jelenteni valamit. Ezt úgy lehet elérni, hogy kiválasztunk egy tényezőt, és azt módszeresen változtatjuk úgy, hogy a többi tényezőt állandóan tartjuk; aztán pedig megnézzük, mi történik. Ha valami megváltozik, akkor azt valószínűleg a mi beavatkozásunk okozta!

Persze a való életben nagyon nehéz minden tényezőt állandóan tartani. Ezért szokták a kísérleteket gyakran laboratóriumban végezni. Sajnos ha emberek – vagy akár állatok – viselkedését vizsgáljuk, maguk a dögunalmas vagy éppen idegesítő laboratóriumi körülmények is vezethetnek olyan viselkedéshez, amelyet természetes környezetben nem tapasztalunk. Ezzel az a baj, hogy így a kísérleti eredményeinket nehezen tudjuk a mindennapi életre vonatkoztatni: hurrá, kiderült, hogy viselkedik kísérleti személyünk egy fehérre meszelt üres szobában, ha piros köröket mutogatnak neki, de ezzel nem nagyon ment előbbre a tudomány, mert az ember meglehetősen ritkán tartózkodik fehérre meszelt üres szobákban és néz piros köröket. Éppen ezért van szükség arra, hogy minél természetközelibb legyen a kísérleti elrendezés, habár ez értelemszerűleg nem kötelező, csak ajánlott.

A Kísérlet, német játékfilm. Ha nincs balhé, csinálunk magunknak:

A különböző mérendő tényezőket változóknak hívjuk; ezeket többféle csoportba oszthatjuk. A független változó az a tényező, amit a kísérlet során változtatunk, és megfigyeljük, milyen hatással van a függő változóra. Például ha a fagyifogyasztás hatását vizsgáljuk az olvasási sebességre, akkor a független változónk lehet az, hogy mennyi fagyit adtunk a kísérleti személyeinknek. A függő változó pedig az, hogy a táplálék elfogyasztása után milyen gyorsan olvasnak el mondjuk egy nyelvi ismeretterjesztő cikket. (Ha nem csak az érdekel minket, mennyire gyorsan olvasnak, hanem az is, megértették-e, amit olvasnak, akkor a végén tanácsos néhány ellenőrző kérdést is feltenni a cikk tartalmáról.)

A kísérleti alany kifejezést manapság negatív mellékzöngéi miatt kerülendőnek tartják, helyette inkább a kísérleti/vizsgálati személy vagy résztvevő használatos.

Zavaró (“confounding”) változóknak hívjuk azokat, amikről nem szeretnénk, hogy befolyásolják az eredményt. Például ha valaki nem szereti a fagyit, vagy valami miatt nem ehet belőle, lehet, hogy épp ellentétesen fog reagálni, mint a többség. Ha nem kérdeztük meg előzetesen a kísérleti személyeinket, bajban lehetünk! (Ha valaki nem ehet belőle és mégis belediktáltuk, akkor még nagyobb bajban leszünk...) A zavaró változókat meg kell próbálni kiküszöbölni, minimalizálni. Persze mindenkivel előfordulhat, hogy miután befejezte a mérést, csak akkor jön rá, hogy mégiscsak becsúszhatott egy nemkívánatos tényező. Ezt a közlésbe bele kell írni és az értelmezésben felhasználni, hogy a következő kísérletet már ennek a fényében lehessen megtervezni. Mindig van következő kísérlet, ha máshol nem, vágyálmainkban...

A hozzávalók
(Forrás: Wikimedia Commons / St0rm)

A kísérleti elrendezés lehet egészen egyszerű, egy függő és egy független változóval, de egészen szürreálisan is elbonyolíthatjuk. Ökölszabály, hogy minél bonyolultabb az elrendezésünk, annál több adatra lesz szükségünk a sikeres kiértékeléshez.

Robbantsuk föl a Napot!

Kísérletet nem lehet mindig végrehajtani. Ez adódhat például etikai okokból, főleg, ha emberekkel kapcsolatos a témánk; de ma már állatokat sem lehet szükségtelenül kínozni: nézzünk bele például az idevágó magyar szabályozásba! (Érdekes, hogy az „állat”-ot „gerinces állat”-ként definiálja: polipokkal valószínűleg azt csinálhatunk, amit csak nem szégyellünk. Olvasóinkat ez talán meglepi...) Sokkal kevésbé erőszakos okai is lehetnek azonban annak, hogy nem tudunk kísérletezni: például egy asztrofizikus a csillagokat csak megfigyelheti, rajtuk nagy változtatásokat nem tud eszközölni, legalábbis a technika jelenlegi szintjén.

Sokféle buktató adódhat még, például bármennyire is meglepő, a kísérletvezető befolyásolhatja a kísérletet anélkül, hogy ennek tudatában lenne! A következő részből sok más mellett kiderül, mit lehet efféle hatások ellen tenni. Addig is nézegessünk érdekes gerinctelen állatokat (csak ne bántsuk őket):

Források

Szokolszky, Á. (2004) Kutatómunka a pszichológiában. Budapest: Osiris.