Twoja szkolna klasa przedmiotów ścisłych może być przyzwyczajona do przeprowadzania eksperymentów naukowych z tylko jednym manipulowana zmienna, ale luka między nauką szkolną a nauką wykonywaną w laboratoriach na całym świecie świat istnieje. Krótka odpowiedź na pytanie, czy naukowcy mogą używać więcej niż jednej zmiennej manipulowanej w swoich eksperymentach, brzmi „tak”. Ale tylko równie ważne jak odpowiedź na to pytanie jest zrozumienie, dlaczego naukowcy chcieliby uwzględnić dwie zmanipulowane zmienne.
Naukowcy manipulują
Jednym z kluczowych celów nauki jest dokonywanie zmian w rzeczach i obserwowanie, jak te rzeczy reagują. Wykonując eksperyment naukowy, naukowiec wie, co zamierza zmanipulować lub zmienić. Może to być temperatura cieczy chemicznej, czas, przez jaki roślina może rosnąć, albo rodzaj leku, który podaje myszy laboratoryjnej. Naukowcy zawsze szukają zmian, które mają znaczenie. Kiedy podejrzewają, że pewna zmiana może mieć znaczenie, nazywają ją „zmienną manipulowaną”. Na przykład, gdy dajesz myszą określony lek i czas, ile czasu zajmuje przejście labiryntu, naukowiec rozważa lek, który jej manipuluje zmienna. Słowo pochodzi od jej zdolności do „manipulowania” lekiem, który otrzymuje mysz. Mogła wybierać spośród dwóch lub trzech, co dałoby zmiennej manipulowanej dwie lub trzy wartości.
Po co się męczyć?
Pytanie, czy eksperyment naukowy może mieć dwie manipulowane zmienne, rodzi kolejne ważne pytanie: Zakładając, że eksperymenty mogą obejmować dwie zmienne manipulowane, dlaczego naukowiec miałby zawracać sobie głowę włączeniem więcej niż jeden? Prawda jest taka, że czasami naukowcy podejrzewają, że prawdziwą przyczyną wyniku jest równoczesna zmiana dwóch różnych zmiennych. Na przykład sama zmienna 1 może nie mieć żadnego wpływu na samą zmienną odpowiadającą. Ale kiedy naukowiec manipuluje zmienną 1 i zmienną 2, może zauważyć znaczącą zmianę w zmiennej odpowiadającej. Innym powodem manipulowania więcej niż jedną zmienną w eksperymencie jest chęć kontrolowania czegoś, co może mieć wpływ na wyniki. Na przykład, jeśli uprawiasz wiele roślin, a zmienną manipulowaną jest „ilość światła słonecznego”, możesz być zaskoczony, widząc, że rośliny z większą ilością światła słonecznego nie rosną tak szybko, jak myślałeś. Jeśli podejrzewasz, że te rośliny nie rosną wystarczająco szybko, ponieważ dajesz im za mało wody, możesz również zmienić ilość wody, którą im podajesz. Drugą manipulowaną zmienną byłaby wtedy „ilość wody” i mielibyśmy cztery rodzaje roślin: dużo światła słonecznego, dużo wody; dużo światła słonecznego, mało wody; mało światła słonecznego, dużo wody; i mało światła słonecznego, mało wody.
Kłopoty za rogiem
Faktem jest, według NC State University, naukowcy mogą uwzględnić w swoich eksperymentach tyle zmiennych manipulacyjnych, ile chcą. Statystyki stojące za wszystkimi naukami pozwalają na wiele manipulowanych zmiennych i zapewniają naukowcom wiele narzędzi do oceny wyników badania przy użyciu wielu manipulowanych zmiennych. Ale naukowcy nie zawsze celowo uwzględniają w swoich badaniach wiele zmiennych manipulowanych. Gdyby tak było, musieliby radzić sobie ze wzrostem trudności projektu eksperymentu pod względem ceny; czas; liczba potrzebnych próbek, takich jak szczury laboratoryjne; oraz złożoność narzędzi statystycznych wykorzystywanych przez naukowców do oceny wyników. Być może zauważyłeś szkolne targi naukowe i eksperymenty wykorzystujące głównie jeden zmanipulowany eksperyment i zacząłeś się zastanawiać, czy dwie zmanipulowane zmienne są możliwe. Cóż, chociaż nie ma nic złego w dwóch manipulowanych zmiennych, większość nauczycieli nie chce radzić sobie ze złożonością wielu manipulowanych zmiennych. Dodanie większej liczby zmanipulowanych zmiennych do eksperymentu klasowego zmyliłoby większość uczniów, a czasami nawet samego nauczyciela. (Ale nie wspominaj o tym swojemu nauczycielowi).
Szczury, szczury i więcej szczurów: przykład
Naukowcy pracujący ze szczurami laboratoryjnymi mogą podejrzewać, że szczury laboratoryjne z pewnymi genami częściej umierają wcześnie, ale tylko wtedy, gdy ta grupa szczurów laboratoryjnych spożywa dietę wysokotłuszczową. Tak więc naukowcy musieliby sprawdzić istnienie tej „kooperatywnej zmiany”, którą naukowcy nazywają „interakcją” efekt." Naukowcy mogli następnie podzielić szczury na dwa zestawy dwóch grup: jeden zestaw to te z genem i te bez gen; drugi zestaw to ci, którzy otrzymują dietę wysokotłuszczową i ci, którzy tego nie robią. Dopiero wtedy naukowcy mogą sprawdzić, czy to połączenie diety wysokotłuszczowej i istnienia określonego genu prowadzi do przedwczesnej śmierci.