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你可以看到有很多人把解释变量称为“自变量”（independent variable），把反应变量称为“因变量”（dependent variable），这是因为反应变量取决于解释变量。我不大喜欢这些名称，一部分原因在于“independent”这个英语单词在统计学里有完全不同的意思。
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坏实验
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进行在线学习的学生，是不是和在课堂上学习同样课程的学生学得一样好？要知道这个问题的答案，最好的方法是让一些学生到教室上课，让一些学生在线学习。这就是一个实验。诺瓦东南大学没有做实验，因为它没有对学生采取任何处理方式，而由学生自行选择去教室上课还是在线学习。这项研究只度量了他们的学习成绩。选择在线学习的学生，原本就和选择到教室上课的学生不太一样。比如，在开始课程学习之前所做的关于课程内容的测试中，选择在线学习的学生的平均分数是40.70，而选择到教室上课的学生的平均分数是27.64。在前者的水平本就领先的情况下，很难评估课堂学习和线上学习的优劣。线上学习和教室学习的效果已经和一些潜在的背景因素无可救药地混杂在一起了，图5–1展示了这种混杂在一起的影响。
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图5–1 诺瓦东南大学研究中存在的混杂状况。不同教学方法（解释变量）的影响和学生水平（潜在变量）对考试成绩的影响，没有办法区分清楚
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潜在变量
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潜在变量（lurking variable）是指对研究中其他变量间的关系有重要影响，但却未被列为解释变量的变量。
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当两个变量对反应变量的影响混杂在一起而无法区分时，我们称这两个变量是相互干扰的变量。相互干扰的变量可以是解释变量，也可以是潜在变量。
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在诺瓦东南大学的研究中，学生原来的水平（潜在变量）就和解释变量产生了相互干扰。研究报告说两组学生的期末考试成绩一样好。我们没法判断，在线学习学生的成绩中有多少应归因于他们原来的水平。一开始时成绩领先的在线学习的学生，并没有比那些原本成绩平平的在教室学习的学生期末考试成绩更高，这好像不能算是在线学习有神奇效果的证据。下面是另一个例子，在这个例子中通过一项实验解决了相互干扰的问题。
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例3 猪鞭虫疗法实验
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克罗恩病是一种慢性肠炎。英国医学杂志《肠》报道过一项实验，声称含有数千猪鞭虫卵的饮料可有效缓解克罗恩病引发的腹部疼痛、出血和腹泻等症状。
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在患者身上测试医疗效果的实验被称为“临床试验”（clinical trial）。实验人员建议采用含有猪鞭虫卵的饮料治疗克罗恩病患者的临床试验，具有“单轨设计”的特点，即只采用一种处理方式：
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施加治疗→测量病人的反应
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猪鞭虫→减少症状？
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患者确实报告说症状减轻了，但是我们不能就此宣称这是猪鞭虫疗法的效果。因为这可能只是一种安慰剂效应。安慰剂是一种假的治疗方式，没有实质疗效。许多患者对任何治疗方式都会产生积极反应，其中也包括安慰剂。安慰剂是一种心理作用，基于患者对医生的信任和对治疗方式的期望。也许这可以用来解释为什么许多患者在无明显原因的情况下，症状也会缓解。上述实验采用了单轨设计，意味着安慰剂效应会和猪鞭虫饮料产生的效果相互干扰。
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“史密斯先生，我想清楚地告诉你，我给你开的药，有助于缓解你的疲惫感。”
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实验人员认识到了这一点，决定再做一个设计更严谨的实验。这个实验将克罗恩病患者分为两组。一组接受猪鞭虫饮料治疗，另一组则接受安慰剂治疗。两组实验对象都不知道自己接受的疗法是什么。负责记录患者反应的医生也不知道患者接受的是哪种治疗，所以他们做出的诊断也不会受到影响。这种试验对象和负责记录症状的医生都不知道详情的实验，被称为“双盲实验”（double-blind experiment）。
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观察研究和单轨实验常常因为和潜在变量的相互干扰而产生无效数据。如果只进行观察，这种问题就很难避免。做实验，情况就会好得多，这从猪鞭虫疗法实验中可以看出来。在这个实验中，有一组只接受安慰剂疗法的实验对象，我们就可以比较猪鞭虫疗法的效果是否比安慰剂好。若结果是肯定的，那么它的效果就不只是安慰剂效应了。
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随机比较实验
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设计实验的第一个目标，就是确保实验可以显示出解释变量对反应变量的影响。单轨实验常常因为变量间的相互干扰问题而达不到这个目标，补救的方法是同时比较两种或多种处理方式。当相互干扰的变量同等程度地影响到实验对象时，接受不同处理方式的实验对象产生的不同反应，可以归因于处理方式而非相互干扰的变量。这就是实验人员在实验中使用安慰剂的初衷。所有实验对象都暴露在安慰剂效应下，接受了同样的处理。
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例4 镰刀型细胞贫血症
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镰刀型细胞贫血症是一种遗传性的红细胞异常疾病，在美国得这种病的大多数都是黑人。该病伴随着剧痛感和多种并发症。美国国立卫生研究院做了一项临床试验，用一种名叫“羟基脲”的药治疗镰刀型细胞贫血症。实验对象是299名成年人，这些人在过去3年中曾因镰刀型细胞贫血症至少有过3次疼痛难忍的经历。剧痛的定义，是因为疼痛难忍而求医且治疗时间超过4个小时，治疗时间包括在医疗机构挂号之后所花费的全部时间，包括等待看医生的时间。
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如果只是把羟基脲给所有299名实验对象服用，就会把药效、安慰剂效应以及其他潜在变量的效应（例如知道自己是实验对象所产生的效应）全部混杂在一起。所以，实验人员给一半实验对象服用了羟基脲，其余患者服用的是外观和口感都很像羟基脲的安慰剂。除了服用的药不同，其他治疗过程（比如检查的时间表）完全一样。因此，潜在变量会对两组实验对象产生同样的影响，在反应上不会造成差别。