Experiment (latinsky ex-+-periri, „z (nebo z) pokusu“) je ve vědecké metodě soubor akcí týkajících se jevů. Experiment je základním kamenem empirického přístupu k získání hlubších znalostí o biologickém fyzickém a psychologickém světě.
V závislosti na filozofickém pozadí může experiment vést k úplnému objektivnímu pochopení fyzického světa nebo jen pomoci zlepšit subjektivní poznání omylností. V tomto případě provádění výzkumu znamená provést měření a pak napsat nějaké vzorce a pak to začne znovu od začátku.
Experimenty prováděné opačně než v souladu s vědeckou metodou mají několik společných rysů. Experiment se obvykle provádí proto, aby se otestovala hypotéza o roli jedné proměnné (nezávislé proměnné) na jiné (závislé proměnné).
Návrh experimentů se pokouší vyvážit požadavky a omezení vědního oboru, ve kterém se pracuje tak, aby se experiment mohl experimentu provádět konzistentně; a ve společenských vědách může být dokonce obtížné určit metodu pro měření“; ve snaze zachytit myšlenku, že objektivní situace. Jedním z důvodů, proč se to může stát, je Hawthornův efekt.
Výsledkem těchto úvah je, že experimentální design v „tvrdých“ vědách má tendenci zaměřovat se na eliminaci cizích vlivů, zatímco experimentální design v „měkkých“ vědách se zaměřuje spíše na problémy externí validity, často za použití statistických metod. Občas přirozeně dochází k událostem, ze kterých lze čerpat vědecké důkazy, což je základem pro přírodní experimenty. V takových případech je problémem vědce vyhodnotit přirozený „design“.
Mnoho hypotéz ve vědách, jako je fyzika, může stanovit kauzalitu tím, že konstatuje, že dokud nenastane nějaký jev, nic se neděje; pak, když nastane jev, je pozorován druhý jev. Ale často ve vědě je obtížné tuto situaci získat.
Například ve starém vtipu někdo tvrdí, že luskají prsty, „aby tygři zůstali dál“; a ospravedlňuje toto chování slovy „vidíte – funguje to!“ Tento „experiment“ sice hypotézu „luskání prstů tygry drží dál“ nezfalšuje, ale ve skutečnosti tuto hypotézu nepodporuje – neluskání prstů tygry také drží dál, v tomto smyslu. Aby experiment prokázal hypotézu příčiny a následku, musí často ukázat, že například k jevu dojde poté, co je subjektu podána určitá léčba, a že k tomuto jevu nedojde při absenci léčby. (Viz Baconova metoda.)
Kontrolovaný experiment obvykle porovnává výsledky získané z experimentálního vzorku s kontrolním vzorkem, který je prakticky totožný s experimentálním vzorkem s výjimkou jednoho aspektu, jehož účinek se testuje. Dobrým příkladem by byla zkouška s léčivem. Vzorek nebo skupina, do které se léčivo dostává, by byl ten experimentální; a ten, do kterého se dostává placebo, by byl ten kontrolní. V mnoha laboratorních experimentech je osvědčenou praxí mít pro prováděný test několik replikovaných vzorků a mít jak pozitivní kontrolu, tak negativní kontrolu. Výsledky z replikovaných vzorků lze často zprůměrovat, nebo pokud jeden z replikovaných vzorků zjevně neodpovídá výsledkům z ostatních vzorků, může být vyřazen jako výsledek experimentální chyby (některý krok zkušebního postupu mohl být u tohoto vzorku omylem vynechán). Nejčastěji se testy provádějí duplicitně nebo trojmo. Pozitivní kontrola je postup, který je velmi podobný skutečnému experimentálnímu testu, ale o kterém je z předchozích zkušeností známo, že dává pozitivní výsledek. Je známo, že negativní kontrola dává negativní výsledek. Pozitivní kontrola potvrzuje, že základní podmínky experimentu byly schopny přinést pozitivní výsledek, i když žádný ze skutečných experimentálních vzorků nepřinesl pozitivní výsledek. Negativní kontrola demonstruje výsledek základní linie získaný v případě, že test nepřináší měřitelný pozitivní výsledek; často se hodnota negativní kontroly považuje za hodnotu „pozadí“, která se odečte od výsledků zkušebního vzorku. Někdy má pozitivní kontrola podobu standardní křivky.
Příkladem, který se často používá ve výukových laboratořích, je kontrolovaný test bílkovin. Studenti mohou dostat vzorek tekutiny obsahující neznámé (pro studenta) množství bílkoviny. Jejich úkolem je správně provést kontrolovaný experiment, ve kterém určí koncentraci bílkoviny ve vzorku tekutiny (obvykle se nazývá „neznámý vzorek“). Výuková laboratoř by byla vybavena standardním roztokem bílkoviny se známou koncentrací bílkoviny. Studenti by mohli udělat několik pozitivních kontrolních vzorků obsahujících různá ředění bílkovinného standardu. Negativní kontrolní vzorky by obsahovaly všechna činidla pro test bílkoviny, ale žádnou bílkovinu. V tomto příkladu se všechny vzorky provádějí duplicitně. Test je kolorimetrický test, ve kterém může spektrofotometr změřit množství bílkoviny ve vzorcích detekcí barevného komplexu vytvořeného interakcí bílkovinných molekul a molekul přidaného barviva. Na obrázku lze výsledky pro zředěné zkušební vzorky porovnat s výsledky standardní křivky (modrá čára na obrázku) za účelem stanovení odhadu množství bílkovin v neznámém vzorku.
Kontrolované experimenty lze provádět, pokud je obtížné přesně kontrolovat všechny podmínky v experimentu. V tomto případě experiment začíná vytvořením dvou nebo více skupin vzorků, které jsou pravděpodobnostně rovnocenné, což znamená, že měření znaků by mělo být mezi skupinami podobné a že skupiny by měly reagovat stejným způsobem, pokud se jim dostane stejného zacházení. Tato rovnocennost je určena statistickými metodami, které berou v úvahu množství odchylek mezi jednotlivci a počet jednotlivců v každé skupině. V oborech, jako je mikrobiologie a chemie, kde je velmi malá odchylka mezi jednotlivci a velikost skupiny se snadno pohybuje v milionech, jsou tyto statistické metody často obcházeny a předpokládá se, že pouhým rozdělením roztoku na stejné části vzniknou identické skupiny vzorků.
Jakmile jsou vytvořeny rovnocenné skupiny, experimentátor se je snaží léčit identicky s výjimkou jedné proměnné, kterou chce izolovat. Experimentování na lidech vyžaduje zvláštní ochranná opatření proti vnějším proměnným, jako je placebo efekt. Takové experimenty jsou zpravidla dvojitě zaslepené, což znamená, že ani dobrovolník, ani výzkumník nevědí, kteří jedinci jsou v kontrolní skupině nebo experimentální skupině, dokud nejsou shromážděna všechna data. Tím je zajištěno, že jakékoli účinky na dobrovolníka jsou způsobeny samotnou léčbou a nejsou reakcí na vědomí, že je léčen.
Při pokusech na lidech může být subjektu (osobě) dán podnět, na který by měl reagovat. Cílem pokusu je změřit odezvu na daný podnět.
Mnoho výzkumů v několika důležitých vědních oborech, včetně ekonomie, geologie, paleontologie, ekologie, meteorologie a astronomie, se opírá o kvazi-experimenty. Například v astronomii je jasně nemožné, při testování hypotézy „Slunce jsou zhroucená mračna vodíku“, začít s obřím mračnem vodíku a pak provést experiment čekání několika miliard let na to, až vytvoří Slunce. Nicméně pozorováním různých mračen vodíku v různých stavech kolapsu a dalšími důsledky hypotézy (například přítomností různých spektrálních emisí ze světla hvězd), můžeme shromáždit údaje, které potřebujeme na podporu hypotézy. Raným příkladem tohoto typu experimentu bylo první ověření v 16. století, že světlo necestuje z místa na místo okamžitě, ale místo toho má měřitelnou rychlost. Pozorování vzhledu měsíců Jupitera bylo mírně zpožděno, když byl Jupiter dále od Země, na rozdíl od doby, kdy byl Jupiter blíže k Zemi; a tento jev byl použit k prokázání, že rozdíl v čase vzhledu měsíců byl v souladu s měřitelnou rychlostí světla.
Terénní experimenty jsou tak pojmenovány, aby vytvořily kontrast s laboratorními experimenty. Terénní experimenty, často používané ve společenských vědách a zejména v ekonomických analýzách vzdělávacích a zdravotnických zásahů, mají tu výhodu, že výsledky jsou pozorovány spíše v přirozeném prostředí než v umělém laboratorním prostředí. Nicméně, stejně jako přírodní experimenty, i terénní experimenty trpí možností kontaminace: experimentální podmínky mohou být v laboratoři kontrolovány s větší přesností a jistotou.