实验
shí yàn
实验是一项有计划的探究，它有目的地改变一个因素并测量其效应，以检验假设。
Definition
实验是你为了弄清假设是否正确而设置的检验：你有目的地改变一样东西，然后观察另一样东西会发生什么。更准确地说，研究者操控一个自变量，保持其他变量不变，并测量一个因变量，重复试次，使结果能归因于这一改变而不是偶然。设计良好的实验是一种旨在得出因果主张的受控干预，它有对照条件、他人可以重复的步骤、对不确定度的估计，以及在数据到来之前就已确定的分析方案。每晚观察月亮是观察性研究；实验则要求你操控某样东西。
Example
为了看看斜面高度是否会改变小车滚行的距离，一名学生把斜面设置在三个高度，每次都从顶端释放小车，并测量它在地板上行进的距离。一个小组检验水温如何影响 $5\ \text{g}$ 盐在 $100\ \text{mL}$ 水中溶解所需的时间，在 $10^\circ\text{C}$、$30^\circ\text{C}$ 和 $50^\circ\text{C}$ 下各以相同速率搅拌做三次试验，得到平均时间 $48\ \text{s}$、$26\ \text{s}$ 和 $14\ \text{s}$。另一个小组在固定的 $20^\circ$ 角度下比较裸木板、毛毡和砂纸，每种表面从同一 $0.50\ \text{m}$ 标记处释放五次，得到平均速度 $2.4$、$2.1$ 和 $1.7\ \text{m/s}$，极差均小于 $0.1\ \text{m/s}$。
Key Insight
一次只改变一样东西；如果你同时改变斜面高度和小车，就无法判断是哪一个造成了差异。实验能很好地回答一个狭窄的问题，却无法回答它并非为之设计的问题。超出设计所能支持的范围去解读结果，是实验报告中最常见的错误。