Основные положения теории эксперимента

Широкое применение экспериментальных методов привело к созданию теории экспериментов. Эта теория позволяет дать ответы на следующие вопросы:

1. Как нужно организовать эксперимент, чтобы лучше решить поставленную задачу, с точки зрения затрат времени и средств или точности результатов;

2. К ак следует обрабатывать результаты эксперимента, чтобы получить максимальное количество информации об исследуемом объекте;

3. К акие обоснованные выводы можно сделать об исследуемом объекте по результатам эксперимента.

Основой теории эксперимента является математическая статистика, которая применяется для анализа результатов эксперимента в тех случаях, когда результаты эксперимента связаны с некоторой неопределенностью. К неопределенности относят: случайный характер исследования процессов, влияние неконтролируемых факторов, изменение условий эксперимента, ошибка наблюдения. Теория эксперимента даёт исследователю следующие возможности:

- статистическое представление об эксперименте образует основу для исследования сложных объектов и систем. Статистическая концепция учитывает влияние неконтролируемых факторов как стохастический шум, наложенный на истинный результат.

- математическая статистика представляет в распоряжение экспериментатора методы анализа данных и методы принятия решений относительно исследуемого объекта на основании обработанных результатов эксперимента.

Каждое экспериментальное исследование состоит из ряда следующих друг за другом этапов: формулирование цели, выдвижение гипотезы, планирование эксперимента, проведение эксперимента, обработка и анализ результатов, проверка правильности выдвинутых гипотез, выдвижение новой гипотезы, проверка условия окончания эксперимента, планирование нового эксперимента. В отношении статистических выводов необходимо иметь в виду обстоятельство: положительные результаты проверки некоторых статистических гипотез означают лишь то, что постулированная гипотеза не противоречит результату эксперимента и результаты проверки гипотезы никогда не могут служить доказательством абсолютной справедливости и правильности гипотезы.

Большое значение имеет концепция оптимального использования области варьирования условий эксперимента с целью построения математической модели. Статистический анализ характеристик эксперимента может показать, что точность модели зависит от условий эксперимента, т.е. является функцией плана эксперимента. С помощью планируемого эксперимента можно снизить затраты времени и средств и повысить эффективность эксперимента.

И сследование объекта состоит из повторяющихся циклов, причём с каждым циклом увеличивается объём знаний об объекте, так что можно предположить, что выдвинутые гипотезы все более приближаются к действительности.

ПЛАНИРОВАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТА