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统计学的世界（第8版） [:1702629676]
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统计学的世界（第8版） 第6章 现实世界中的实验
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案例分析
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真的存在咖啡因依赖吗？约翰·霍普金斯大学医学院的实验人员想确定是否有些人会产生被称为咖啡因依赖症的严重上瘾症状。他们找到了11名被诊断存在咖啡因依赖问题的志愿者。在两天时间里，这些人服用了一些胶囊，其中要么装的是他们日常摄取剂量的咖啡因，要么是一些别的成分。在至少一周之后，实验人员又做了为期两天的实验，这一次他们给实验对象服用的胶囊中的成分正好与前一次相反。实验对象服用的胶囊中装的是咖啡因还是其他物质，是随机决定的。实验对象的饮食在实验期间也受到限制。所有含咖啡因的食品都被禁止食用，以便将实验对象的注意力从咖啡因上移开，内含诸如人造甜味剂的食品也被禁止食用。在实验的最后，实验人员要求实验对象填写问卷，评估自己的压力、情绪和某些身体症状。实验对象还要完成一项工作，就是以尽可能快的速度按一个按钮200次。之后，实验对象要接受一名实验人员的访谈，该实验人员不知道实验对象服用的胶囊中有什么成分，只是为了发现其他证据。
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这是一个好的实验吗？学完本章，你就可以评估这样一项研究的优缺点。
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平等处理
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概率样本是一个重要的概念，但是在实际抽样时会遇到困难。随机比较实验也是一个重要的概念，但也不能解决实验时遇到的所有问题。抽样的人必须完全清楚自己想要什么样的信息，并且把问题设计得非常明确，以便从样本中获得所需的信息。做实验的人则必须明确地知道自己想要的是关于哪些处理方式和反应变量的信息，并且必须构建出实施处理方法和度量反应所必需的工具。这就是心理学家、医学研究者或工程师所说的“设计实验”的实际意思。我们关心的是实验设计中的统计学概念，这些概念对于心理学、医学、工程及其他领域的实验都适用。即便我们讨论的层面并不深入，还是应该了解存在哪些实际问题，会导致实验无法产生有效的数据。
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随机比较实验背后的逻辑是，对所有的实验对象在各方面都一视同仁，唯一不同的就是那些处理方法。如果在其他任何方面存在不同之处，实验结果就会产生偏差，但是，要做到对所有实验对象在各方面都一视同仁，是一项很困难的任务。
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例1 老鼠和兔子
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经过特别喂养并保持相同遗传性状的老鼠和兔子是许多实验的实验对象。动物和人类一样，采取什么样的处理方式可能是相当敏感的话题。以下是两种不同的处理方式的有趣差别。
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某种新的早餐麦片是否可提供足够的营养？为了找到答案，实验人员给一些小老鼠食用新产品，而另一些小老鼠则继续食用标准食物，然后比较两组老鼠的体重增长情况。哪些老鼠被喂食哪种食物是随机确定的，而且它们都住在大笼子里。结果发现，上层笼子里的老鼠长得比下层笼子里的老鼠快。如果实验人员把食用新产品的老鼠放在上层笼子里，而把吃标准食物的老鼠放在下层笼子里，实验将会产生有利于新产品的偏差。因此，解决方法是，将老鼠随机放在上下层笼子里。
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另一个研究是检验人类的情感对兔子的胆固醇水平的影响。所有兔子都吃同样的食物，但某些兔子（随机选取）会定时被从笼中放出，让一些友善的人抚摸它们的头。结果表明，受到人类关爱的兔子的胆固醇水平较低。所以，在以兔子的胆固醇水平为反应变量的实验里，如果只对某些兔子表达关爱，就有可能导致结果出现偏差。
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双盲实验
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安慰剂是有作用的，基于这个事实，医学研究必须特意证明，一项新疗法不只是安慰剂。对所有实验对象一视同仁，部分原因在于确保安慰剂效应作用在每一个实验对象身上。
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例2 强有效的安慰剂
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想帮正在脱发的男性保住他们的头发吗？给他们使用安慰剂。有一项研究发现，一些有脱发烦恼的男性在服用安慰剂之后，有42%的人停止脱发甚至头发开始增加。另一项研究告诉13个对有毒青藤敏感的人，涂在他们一只手臂上的是有毒青藤，而实际上是安慰剂，但那13个人的胳膊上全部起了疹子。其实涂在他们另一只手臂上的才是有毒青藤，但实验对象被告知那是无毒的，结果13个人之中只有两个人胳膊上起了疹子。
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对于不太明确的和心理方面的病症，比如抑郁症，一些专家认为，有3/4的常用药物只具有安慰剂作用。有些人不同意这个观点（见练习6.26）。医疗领域中的安慰剂效应有多大是很难测量的，因为这取决于具体的环境。医生是否积极热情，对患者的病情也有很大的影响。不过，在你考虑进行一项医学实验时，首先想到“安慰剂是有作用的”，这是一个好的开端。
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安慰剂效应的强度是随机比较实验的有力论据。在脱发实验中，安慰剂组有42%的人停止脱发甚至头发有所增加，但是在使用一种新的防脱发药的那一组，有86%的人停止脱发甚至头发有所增加。防脱发药打败了安慰剂，证明其不只是安慰剂。当然，安慰剂效应仍然是这种药以及其他疗法有效的部分原因。但是，如果告诉医学实验的实验对象他使用的是新药或是安慰剂，就会弄巧成拙。如果他们知道自己使用的“只是安慰剂”，就会降低安慰剂效应，导致实验结果有偏差，对新疗法更有利。如果告诉医生或其他医护人员，每个实验对象所用的处理方式是什么，那同样不妥。如果他们知道某个受试对象使用的“只是安慰剂”，他们的期望值就会比“知道实验对象使用的是新疗法”时要低。医生的期望值会影响他们和病人的互动，以及他们对病人病情的诊断。因此，只要有可能，任何以人作为实验对象的实验，都应该做到双盲。
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“伯恩斯医师，你确定统计学家所说的双盲实验是这个意思吗？”
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双盲实验
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在双盲实验中，不论是实验对象，还是会和实验对象产生互动的人，都不知道哪位实验对象采用了哪种处理方式。
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在实验结果出来之前，只有实验人员知道全部情况。我们以一项对鼻喷剂形式的流感疫苗所做的研究为例，其研究报告是这样开头的：“这是一项随机、双盲而且有安慰剂控制组的实验。实验对象是在1997年9月中旬到11月中旬在遍布美国大陆的13个地点申请参与实验的。”医生都应该知道这些话是什么意思，现在你也知道了。
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拒绝参加者、不合作者和退出者
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抽样调查存在“无回应”的问题，原因是联络不到样本中的某些人或有些人拒绝回答问题。以人作为实验对象的实验，也有类似的困扰。
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