متغیر: عاملی که همه چیز را تحت تأثیر قرار میدهد
متغیرها را چگونه دستهبندی میکنیم؟
برای آنکه آزمایشی منصفانه و قابل اطمینان داشته باشیم، باید بدانیم با چه عواملی سر و کار داریم. متغیرها را معمولاً به سه دسته اصلی تقسیم میکنیم. این تقسیمبندی مانند داشتن یک نقشه راه است که به ما کمک میکود فقط روی عامل مورد نظر خود تمرکز کنیم و تأثیر عوامل دیگر را خنثی نماییم.
| نوع متغیر | تعریف | مثال (تأثیر کود بر رشد گیاه) | نماد |
|---|---|---|---|
| متغیر مستقل | عامل یا عاملی که محقق آن را عمداً و به صورت کنترلشده تغییر میدهد تا تأثیرش را ببیند. | مقدار یا نوع کودی که به گیاهان مختلف میدهیم. | $x$ |
| متغیر وابسته | نتیجه یا پدیدهای که اندازهگیری یا مشاهده میشود و انتظار داریم تحت تأثیر متغیر مستقل تغییر کند. | ارتفاع گیاه یا تعداد برگهای آن پس از یک ماه. | $y$ |
| متغیر کنترلشده | همه عواملی که در طول آزمایش ثابت نگه داشته میشوند تا نتایج فقط تحت تأثیر متغیر مستقل باشد. | مقدار آب، نور خورشید، نوع خاک، دمای اتاق و گونه گیاه. | $c$ |
| متغیر مزاحم۵ | عوامل پیشبینی نشدهای که ممکن است در نتایج تأثیر بگذارند و کنترل آنها سخت است. | حمله آفات به یک گلدان، بیماری ناگهانی گیاه. | - |
از آشپزی تا ورزش: متغیرها در زندگی ما
بیایید با چند مثال ساده، این مفاهیم را در موقعیتهای غیرآزمایشگاهی بررسی کنیم. فرض کنید میخواهید بفهمید «آیا دویدن قبل از امتحان، روی نمره تأثیر دارد؟».
- متغیر مستقل: دویدن یا ندویدن (که شما آن را کنترل میکنید).
- متغیر وابسته: نمره امتحان (چیزی که اندازهگیری میشود).
- متغیرهای کنترلشده: ساعت مطالعه، نوع درس، میزان خواب شب قبل، صبحانه یکسان. اگر این عوامل برای همه یکسان نباشند، نمیتوانیم مطمئن باشیم که تغییر نمره فقط به خاطر دویدن بوده است.
مثال دیگر در آشپزی: تأثیر میزان شکر روی شکلپذیری خمیر شیرینی. در اینجا: ($x$) میزان شکر، ($y$) قوام خمیر است و متغیرهای کنترلشده شامل نوع آرد، دمای فر، زمان پخت و میزان تخم مرغ میشوند. اگر همزمان با تغییر شکر، دمای فر را هم بالا ببرید، نمیدانید تغییر نتیجه به خاطر کدامیک است.
اشتباهات رایج و پرسشهای مهم
پاسخ: در این حالت، ما دو متغیر مستقل (مقدار آب و مقدار کود) را همزمان تغییر دادهایم. اگر گیاه دوم بهتر رشد کند، نمیتوانیم با قطعیت بگوییم که بهبود رشد به خاطر کود بیشتر بوده، آب بیشتر بوده یا ترکیب هر دو! این یک اشتباه رایج است که کنترل آزمایش را از بین میبرد.
پاسخ: خیر لزوماً. متغیر وابسته، همان چیزی است که ما اندازهگیری میکنیم، چه مطلوب باشد چه نباشد. مثلاً در آزمایش تأثیر یک دارو روی ویروس، متغیر وابسته ممکن است «تعداد سلولهای آلوده» باشد که نتیجه مطلوب، کاهش آن عدد است. پس متغیر وابسته میتواند یک عدد، یک مقدار یا یک مشاهده کیفی باشد.
پاسخ: در دنیای واقعی، همیشه عوامل غیرقابل پیشبینی یا سختکنترلشده وجود دارند (متغیرهای مزاحم). مثلاً در آزمایش گیاه، ممکن است یک روز ابری باشد و نور کمتری به یک گلدان برسد، یا خاک دو گلدان کاملاً یکسان نباشد. هدف دانشمند این است که تا حد معقول این عوامل را کنترل کند تا تأثیر متغیر مستقل به وضوح دیده شود. گزارش این محدودیتها نیز بخشی از صداقت علمی است.
پاورقی
۱ متغیر (Variable): عاملی در یک آزمایش که میتواند تغییر کند و مقادیر مختلفی به خود بگیرد.
۲ متغیر مستقل (Independent Variable): متغیری که محقق آن را دستکاری میکند.
۳ متغیر وابسته (Dependent Variable): متغیری که در پاسخ به تغییر متغیر مستقل، تغییر میکند و اندازهگیری میشود.
۴ متغیر کنترلشده (Controlled Variable): متغیرهایی که در طول آزمایش ثابت نگه داشته میشوند.
۵ متغیر مزاحم (Extraneous Variable): متغیرهای ناخواستهای که ممکن است بر نتایج تأثیر بگذارند و کنترل کامل آنها دشوار است.
