Kan et vitenskapelig eksperiment ha to manipulerte variabler?

Skolevitenskapsklassen din er kanskje vant til å utføre vitenskapelige eksperimenter med bare en enkelt manipulert variabel, men et gap mellom skolevitenskap og naturfag utført på laboratorier i hele verden eksisterer. Det korte svaret på om forskere kan bruke mer enn en manipulert variabel i sine eksperimenter er "ja." Men bare like viktig som svaret på dette spørsmålet er å forstå hvorfor forskere ønsker å inkludere to manipulerte variabler.

Et av vitenskapens viktigste mål er å gjøre endringer i ting og se hvordan disse tingene reagerer. Når man utfører et vitenskapelig eksperiment, vet en forsker hva hun planlegger å manipulere, eller endre. Denne tingen kan være temperaturen til en kjemisk væske, hvor lang tid hun lar en plante vokse, eller typen medisin hun gir til en labmus. Forskere leter alltid etter endringer som betyr noe. Når de mistenker at en viss endring kan ha betydning, betegner de endringen som "manipulert variabel." For eksempel når du gir en mus et bestemt medikament og timing hvor lang tid det tar å fullføre en labyrint, vurderer forskeren stoffet hun manipulerte variabel. Ordet kommer fra hennes evne til å "manipulere" hvilket stoff musen får. Hun kan velge mellom to eller tre, som vil gi den manipulerte variabelen to eller tre verdier.

Spørsmålet om et vitenskapelig eksperiment kan ha to manipulerte variabler, bringer opp et annet viktig spørsmål: Forutsatt at eksperimenter kan omfatte to manipulerte variabler, hvorfor skulle en forsker bry seg med å inkludere mer enn en? Sannheten er at noen ganger mistenker forskere samtidig endring av to forskjellige variabler som den virkelige årsaken til et resultat. For eksempel kan variabel 1 i seg selv ikke ha noen innvirkning på den svarende variabelen alene. Men når en forsker manipulerer variabel 1 og variabel 2, kan hun se en betydelig endring i den svarende variabelen. En annen grunn til å manipulere mer enn én variabel i et eksperiment er hvis du vil kontrollere noe du tror kan påvirke resultatene. Hvis du for eksempel dyrker flere planter og den manipulerte variabelen din er "mengde sollys", du kan bli overrasket over å se at plantene med mer sollys ikke vokser så raskt som du trodde. Hvis du mistenker at disse plantene ikke vokser raskt nok fordi du gir dem for lite vann, kan du endre mengden vann du også gir dem. Din andre manipulerte variabel vil da være "mengde vann", og du vil ha fire typer planter: mye sollys, mye vann; mye sollys, lite vann; lite sollys, mye vann; og lite sollys, lite vann.

Faktum er at ifølge NC State University kan forskere inkludere så mange manipulerte variabler i eksperimentene de vil. Statistikken bak alle vitenskaper åpner for flere manipulerte variabler og gir forskere mange verktøy for å evaluere resultatene av en studie ved hjelp av mange manipulerte variabler. Men forskere inkluderer ikke alltid med vilje flere manipulerte variabler i forskningen. Hvis de gjorde det, måtte de takle økninger i vanskeligheter med eksperimentdesignet når det gjelder pris; tid; antall prøver, for eksempel laboratorierotter, trengs; og kompleksiteten av de statistiske verktøyene som forskere bruker for å evaluere resultatene. Du har kanskje lagt merke til vitenskapelige messer og eksperimenter, hovedsakelig ved å bruke et enkelt manipulert eksperiment, og begynte å lure på om to manipulerte variabler er en mulighet. Selv om ingenting er galt med to manipulerte variabler, vil de fleste lærere ikke håndtere kompleksiteten til flere manipulerte variabler. Å legge til flere manipulerte variabler i et klasseeksperiment ville forvirre de fleste studenter og noen ganger læreren selv. (Men ikke nevn det til læreren din.)

Forskere som arbeider med laboratorierotter kan mistenke at laboratorierotter med visse gener er mer sannsynlig å dø tidlig, men bare når den gruppen av laboratorierotter spiser et fettfattig kosthold. Så, forskere vil måtte sjekke for eksistensen av denne "samarbeidsendringen", det forskere kaller et "samspill effekt." Forskerne kunne deretter dele rotter i to sett med to grupper: Ett sett var de med genet og de uten genet; det andre settet er de som får et fettrikt kosthold og de som ikke gjør det. Først da kan forskere sjekke om det er kombinasjonen av et fettfattig kosthold og eksistensen av et bestemt gen som fører til tidlig død.