תצפית (מדע)

תצפיות מדעיות הן קבוצה של שיטות מחקר במדעי הטבע, במדעי החברה ובמדעי הרפואה. שיטות מחקר אלה מיוחדות בזה שההשפעה שלהן על המערכת הנחקרת היא קטנה, אם היא קיימת בכלל. זאת בניגוד לניסוי מדעי ולניסוי וטעייה שבהם נעשית התערבות משמעותית ויזומה במערכת הנחקרת.
לניהול תקין של תצפית מדעית יש כללים מוגדרים. כללים אלה שונים בין שיטות תצפית הנהוגות בסוגיות מחקר ותיקות וסוגיות מחקר חדשות ובין שיטות תצפית הנהוגות בתחומי מדע שונים.
תצפיות משמשות להכרות ראשונית עם סוגיה מחקרית, למציאת השערות על אודותיה שאפשר לבדוק במחקרים מעמיקים, כולל בניסיונות מדעיים, לבדיקת תקפות מסקנות ניסויי מעבדה בטבע ולחקירה מעמיקה של תחום שלא בעזרת ניסוי. חסרונן של התצפיות על פני הניסויים המדעיים הוא בחוסר יכולתן לברר קשר סיבה מסובב, למעט מקרים יצאי דופן.
את המילה תצפית חידש הבלשן יצחק אפשטיין.

מחקר סטטיסטי מתאמי

מחקר סטטיסטי מתאמי מחפש קשר בין משתנים שונים. מחקר כזה חייב להתנהל בעזרת מידע כמותי. מידע כמותי כזה יכול להיאסף במיוחד עבור המחקר, למשל בסקר, או להילקח מן המוכן, למשל מהלשכה המרכזית לסטטיסטיקה או מעבודת איסוף שנעשתה לצורך מחקר אחר.
במקרה שהמחקר מגלה מתאם סטטיסטי מובהק בין משתנים מסוימים, מסקנת המחקר היא שיש לנהל מחקר נוסף, ממוקד יותר, בקשר בין משתנים אלה. מתאם סטטיסטי אינו יכול לקבוע קשר סיבה ומסובב. אם במחקר כזה נמצא, למשל, קשר בן צפייה ממושכת בטלוויזיה לבין אוטיזם, המחקר המתאמי אינו יכול לקבוע אם צפייה בטלוויזיה גורמת לאוטיזם, שאוטיזם גורם לצפייה ממושכת בטלוויזיה, או ששניהם גם יחד נגרמים על ידי משהו שלישי. לעומת זאת, אם מחקר סטטיסטי מתאמי מגלה חוסר תלות מובהקת בין שני משתנים, הוא יכול לקבוע שאין ביניהם קשר סיבה-מסובב.
מחקרים סטטיסטיים מתאמיים נעשים בתחומים רבים מאוד במדעי הטבע, מדעי החברה ומדעי הרפואה. ישנם אפילו תחומי מדע בהם שיטת מחקר זו היא שיטת מחקר כמעט בלעדית, כגון ביומטריה אבולוציונית ושיווק.

ניסויים טבעיים - תצפית השוואתית דמוית ניסוי

המונח "ניסוי" מצביע בדרך כלל על עריכת הליך בתנאים מבוקרים, אולם לעיתים עריכת ניסויים מבוקרים מסובכת ביותר או אפילו בלתי אפשרית. במקרים כאלה חוקרים נאלצים לבצע "ניסויים טבעיים" או "תצפיות השוואתיות". התצפית ההשוואתית המיטבית היא מציאה של שני מושאים לתצפית שדומים בתכונות רבות אך שונים רק בתכונות שאותם מעוניין המדען לחקור. למעשה, ניסוי טבעי מיטבי הוא מצב בו ניסוי שלא היה בכוחו של האדם לערוך, כאילו נערך בסיוע כוחות הטבע.
דוגמה לניסוי טבעי - בדיקת השפעת קצב התמותה באוכלוסייה האנושית על קצב הילודה. המדען אינו יכול להרוג אנשים לשם הניסוי. אולם, הוא יכול להשוות את קצב הילודה בחברה מסוימת לפני ואחרי אסון טבע או מלחמה. הוא יכול גם למצוא שתי חברות שקצב הילודה בהן היה דומה עד שאחת מהם חוותה אסון טבע שהמית רבים מהפרטים בה.
דוגמה אחרת לניסוי טבעי - השוואת תאומים זהים עם שוני ספציפי. יש שני סוגים של מחקרים שמשווים תאומים זהים עם שוני ספציפי. האחד הוא תצפית לחיפוש השערות, למשל חיפוש השערות למנגנון הפתולוגי של מחלת הסכיזופרניה אצל זוגות תאומים זהים שלאחד מהם יש מחלה כזו ולשני לא. הסוג השני הוא ניסוי טבעי שבודק השערה ספציפית לגבי סיבה ומסובב. לדוגמה: ההשערה היא שסמים גורמים לסכיזופרניה אצל מי שנמצא בקבוצת סיכון. הניסוי הטבעי - איתור זוגות של תאומים זהים שלאחד מהם יש הרשעות אחדות בענייני סמים ולשני אין שום הרשעה כזו ומציאת הבדל התדירות בהופעת הסכיזופרניה בין מורשעי הסמים לבין אלו שאינם (ההנחה היא שמי שמורשע השתמש בסמים הרבה יותר ממי שלא הורשע). 
ניסויים טבעיים מתבססים על תצפיות באשר למשתנים במערכת שאותה חוקרים, זאת תחת ניסיון לבנות מערכת לבקרת משתנים אלה. הניסוי נערך מבלי שהחוקר מבצע מניפולציה כלשהי בתופעה הנחקרת, זולת מדידת משתנים. בתנאים אלה מנסה החוקר לאסוף נתונים מן המערכת באופן שבו ניתן ללמוד על תרומתו היחסית של כל משתנה לתופעה ובמקרים שבהם משתנים מסוימים נותרים יציבים לאורך זמן ניתן ללמוד על השפעת משתנים אחרים. המידה שבה דבר זה אפשרי תלויה בקורלציה שבין המשתנים המסבירים בנתוני התצפית. כאשר לא קיימת קורלציה טובה בין המשתנים, ניתן להתקרב בניסויים טבעיים לרמת ודאות בתוצאות המתקבלת בניסויים מבוקרים. אולם לרוב, קיימת קורלציה כלשהי בין המשתנים, כך יורדת המהימנות של תוצאות הניסוי הטבעי ביחס למה שניתן היה להסיק מניסוי הנערך בתנאים מבוקרים. כמו כן, כיוון שניסויים טבעים מתרחשים בדרך כלל בסביבה לא מבוקרת, משתנים ממקורות שלא זוהו אינם נמדדים ולא מבוקרים ואלה עשויים "לזהם" את הנתונים הנמדדים ולגרום לאשליה של קורלציה ביניהם.
מחקר רב בשטחי מדע מסוימים הוא בעל אופי של ניסויים טבעים, כך למשל ניסויים בשדה הכלכלה, מדע המדינה, גאולוגיה, אקולוגיה, מטאורולוגיה ואסטרונומיה. לדוגמה, בשטח האסטרונומיה, כאשר מנסים לבדוק את ההשערה "שמשות הן ענני מימן הקורסים לתוך עצמם", ברור שלא ניתן להתחיל את הניסוי בכך שנפריח ענן מימן ענק ואז נמתין משך מספר מיליארדי שנה כדי לראות אם תיווצר שמש. יחד עם זאת, על ידי תצפיות בענני מימן בשלבים שונים של קריסה וכן תצפית על מסקנות אחרות של השערה זו (לדוגמה, פליטת אור באורך גל מסוים משמשות קיימות), ניתן לאסוף נתונים הדרושים לצורך תמיכה בהשערה. דוגמה היסטורית לניסוי טבעי הייתה ההוכחה הראשונה במאה ה-17 כי אור איננו עובר ממקום למקום באופן מיידי, אלא במהירות שניתנת למדידה. תצפיות על הופעת הירחים של צדק הדגימו השהיית מה כאשר צדק היה מרוחק יותר מכדור הארץ, ביחס למועד הופעתם כאשר צדק היה קרוב יותר לכדור הארץ. תופעה זו הדגימה כי ההשהיה בהופעת הירחים היא ביחס ישר למהירות האור.