Co je návrh experimentů?

Pokroky v technologii a vědeckých poznatcích jsou často důsledkem přínosů při používání vhodného návrhu experimentů. Porozumění této statistické koncepci umožňuje vědcům přiřadit vztahy příčiny a následky a odstranit dohady a předsudky z analýzy výsledků. Obchodní a ekonomické otázky vyžadují při navrhování experimentů stejnou péči jako vědecký výzkum.

Ve vědeckém návrhu experimentů se vědec pokouší prokázat logické tvrzení: Pokud X, pak Y. Opak musí být také prokázán, aby se vytvořil vztah příčina-účinek: Pokud ne X, pak ne Y. Intuitivně rozumíme například, že rostlina potřebuje vodu, aby žila, a pokud rostlina nedostane vodu, zemře. Existuje tedy příčinná souvislost mezi potřebami rostliny a vodou.

Výzkumník se snaží prokázat obě logická prohlášení pomocí kontrolních skupin. V ideálním případě stejné výzkumné subjekty zažívají stejné experimentální podmínky současně. Pokud to není možné, jak je tomu často v biologických experimentech, je druhá skupina subjektů přiřazena k první skupině v co největším počtu faktorů, které mohou ovlivnit výsledky, jak je to možné. Účinnost stravy může být například testována výběrem kontrolní skupiny podobné testované skupině ve věku, příjmu, úrovni aktivity a počtu dětí. V kritičtějších experimentech bude návrh experimentů zahrnovat skutečnou shodu jednotlivých subjektů; to znamená, že subjekt číslo 1A bude stejný věk, pohlaví, úroveň aktivity a počáteční hmotnost jako subjekt číslo 1B, ale obdrží testovací dietu, zatímco 1A nebude.

Faktorové návrhy umožňují studovat více než jednu proměnnou v rámci stejného experimentu, ale se stejnou přísností jako kontrolní skupiny, použitím matematické pravděpodobnosti. Průlom v genetice dosažený Mendelem byl způsoben experimenty a pozorováním faktorů. V těchto experimentech se testují dva nebo více nezávislých faktorů na dvou nebo více úrovních. Například mohou být subjekty rozděleny do tří nezávislých proměnných: pravidelná strava, strava A nebo strava B. Každá z těchto podskupin je znovu rozdělena podle toho, jak dlouho je strava aplikována, buď tři týdny, nebo šest týdnů.

Statistické metody lze poměrně snadno použít při navrhování experimentů v oblasti přírodních věd. Ve společenských vědách, které zahrnují behaviorální studie, jsou obtížnější. Ve studii ekonomie a podnikání jsou předmětem lidé a společnosti. Tyto předměty se vůbec nedají snadno studovat.

Marketingové studie často závisí na cílových skupinách, jejichž péče při výběru je kritická. Znalost správného návrhu experimentů je nezbytná pro stanovení výběrových kritérií. Průzkumy, běžný nástroj produktových manažerů a politických skupin, také vyžadují tuto odbornost ve svém návrhu.