Zawartość
Twoja szkolna klasa naukowa może być przyzwyczajona do przeprowadzania eksperymentów naukowych za pomocą tylko jednej zmanipulowanej zmiennej, ale istnieje luka między nauką szkolną a nauką wykonywaną w laboratoriach na całym świecie. Krótka odpowiedź na pytanie, czy naukowcy mogą wykorzystywać więcej niż jedną zmienną zmanipulowaną w swoich eksperymentach, brzmi „tak”. Ale równie ważne jak odpowiedź na to pytanie jest zrozumienie, dlaczego naukowcy chcieliby zawrzeć dwie zmienne zmanipulowane.
Naukowcy manipulują
Jednym z kluczowych celów nauki jest wprowadzanie zmian w rzeczach i sprawdzanie, jak te rzeczy reagują. Podczas przeprowadzania eksperymentu naukowego naukowiec wie, co zamierza zmanipulować lub zmienić. Może to być temperatura cieczy chemicznej, czas, w którym pozwala roślinie rosnąć, lub rodzaj leku, który podaje myszce laboratoryjnej. Naukowcy zawsze szukają zmian, które mają znaczenie. Gdy podejrzewają, że pewna zmiana może mieć znaczenie, nazywają ją „zmienną zmanipulowaną”. Na przykład, podając myszy określony lek i określając czas potrzebny do ukończenia labiryntu, naukowiec rozważa lek jako zmienną zmanipulowaną . Słowo pochodzi od jej zdolności do „manipulowania” lekiem, który otrzymuje mysz. Może wybierać spośród dwóch lub trzech, co dałoby zmanipulowanej zmiennej dwie lub trzy wartości.
Po co się męczyć?
Pytanie, czy eksperyment naukowy może mieć dwie zmienne zmanipulowane, rodzi kolejne ważne pytanie: Zakładając, że eksperymenty mogą obejmować dwie zmienne zmanipulowane, dlaczego naukowiec miałby zadawać sobie trud, aby uwzględnić więcej niż jedną? Prawda jest taka, że czasami naukowcy podejrzewają jednoczesną zmianę dwóch różnych zmiennych jako prawdziwą przyczynę wyniku. Na przykład sama zmienna 1 może nie mieć żadnego wpływu na samą zmienną odpowiadającą. Ale kiedy naukowiec manipuluje zmienną 1 i zmienną 2, może zobaczyć znaczącą zmianę w odpowiadającej zmiennej. Innym powodem manipulacji więcej niż jedną zmienną w eksperymencie jest to, że chcesz kontrolować coś, co Twoim zdaniem może wpływać na wyniki. Na przykład, jeśli hodujesz wiele roślin, a twoją zmanipulowaną zmienną jest „ilość światła słonecznego”, możesz być zaskoczony, widząc, że rośliny o większej ilości światła słonecznego nie rosną tak szybko, jak ci się wydawało. Jeśli podejrzewasz, że te rośliny nie rosną wystarczająco szybko, ponieważ podajesz im za mało wody, możesz zmienić ilość wody, którą im podajesz. Drugą zmanipulowaną zmienną byłaby wówczas „ilość wody”, a ty miałbyś cztery rodzaje roślin: dużo światła słonecznego, dużo wody; dużo światła słonecznego, mało wody; mało światła słonecznego, dużo wody; i mało światła słonecznego, trochę wody.
Kłopoty za rogiem
Faktem jest, według NC State University, że naukowcy mogą uwzględnić w swoich eksperymentach tyle zmiennych zmanipulowanych, ile chcą. Statystyka wszystkich nauk pozwala na wiele zmanipulowanych zmiennych i zapewnia naukowcom wiele narzędzi do oceny wyników badań przy użyciu wielu zmanipulowanych zmiennych. Ale naukowcy nie zawsze celowo uwzględniają wiele zmanipulowanych zmiennych w swoich badaniach. Gdyby tak zrobili, musieliby poradzić sobie ze wzrostem trudności projektu eksperymentu pod względem ceny; czas; potrzebna liczba próbek, takich jak szczury laboratoryjne; oraz złożoność narzędzi statystycznych używanych przez naukowców do oceny wyników. Być może zauważyliście szkolne targi nauki i eksperymenty głównie za pomocą jednego zmanipulowanego eksperymentu i zaczęliście się zastanawiać, czy dwie zmanipulowane zmienne są możliwe. Cóż, chociaż nic nie jest w porządku z dwiema zmanipulowanymi zmiennymi, większość nauczycieli nie chce zajmować się złożonością wielu zmanipulowanych zmiennych. Dodanie większej liczby zmanipulowanych zmiennych do eksperymentu klasowego dezorientowałoby większość uczniów, a czasem samego nauczyciela. (Ale nie wspominaj o tym nauczycielowi).
Szczury, szczury i więcej szczurów: przykład
Naukowcy pracujący ze szczurami laboratoryjnymi mogą podejrzewać, że szczury laboratoryjne z określonymi genami częściej umierają wcześnie, ale tylko wtedy, gdy ta grupa szczurów laboratoryjnych zjada dietę wysokotłuszczową. Naukowcy musieliby więc sprawdzić, czy istnieje ta „zmiana kooperacyjna”, którą naukowcy nazywają „efektem interakcji”. Naukowcy mogli następnie podzielić szczury na dwa zestawy dwóch grup: jeden zestaw to te z genem i te bez genu gen; innym zestawem są ci, którzy otrzymują dietę wysokotłuszczową i ci, którzy tego nie robią. Tylko wtedy naukowcy mogą sprawdzić, czy połączenie diety wysokotłuszczowej z istnieniem określonego genu prowadzi do przedwczesnej śmierci.