การทดลองแบบอำพราง

ประวัติ

บัณฑิตยสถานวิทยาศาสตร์แห่งประเทศฝรั่งเศส (French Academy of Sciences) เป็นผู้เริ่มการทดลองแบบอำพรางที่มีการบันทึกไว้เป็นครั้งแรกในปี ค.ศ. 1784 คือมีการตั้งคณะกรรมการเพื่อตรวจสอบทฤษฎี animal magnetism (ที่สัตว์มีพลังธรรมชาติที่กระจายออกมารอบตัว ที่เกิดจาก "น้ำแม่เหล็ก") ของ Franz Mesmer โดยมีเบนจามิน แฟรงคลินและ Antoine Lavoisier (บิดาของเคมีปัจจุบัน) เป็นผู้นำ คณะกรรมการทำการทดลองโดยให้ mesmerist ผู้เป็นผู้รับการทดลอง กำหนดวัตถุที่มีการเติม "vital fluid" (น้ำพลังชีวิต) รวมทั้งต้นไม้และขวดน้ำ แต่ผู้รับการทดลองไม่สามารถที่จะทำได้ ต่อจากนั้น คณะกรรมการก็ตรวจสอบการรักษาคนไข้โดยการสะกดจิต (mesmerized) แม้ว่าคนไข้จะมีอาการที่ดีขึ้น แต่คณะกรรมการได้สรุปว่า คนไข้ดีขึ้นเพราะตนเชื่อว่าจะดีขึ้น ซึ่งเป็นข้อเสนอทางวิทยาศาสตร์ครั้งแรกเกี่ยวกับปรากฏการณ์ยาหลอก (placebo effect)
ในปี ค.ศ. 1799 นักเคมีชาวอังกฤษฮัมฟรี เดวีได้ทำงานทดลองแบบอำพรางยุคต้น ๆ อีกงานหนึ่ง ในการศึกษาผลของไนตรัสออกไซด์ (แก๊สหัวเราะ) ที่มีต่อกายภาพของมนุษย์ เดวีจงใจไม่บอกผู้รับการทดลองว่า แก๊สที่กำลังสูดเข้าไปเข้มข้นแค่ไหน หรือว่า เป็นอากาศธรรมดา ๆ หรือไม่ ที่กำลังสูดเข้าไป
หลังจากนั้น การทดลองแบบอำพรางก็เริ่มมีการใช้ในศาสตร์นอกวิทยาศาสตร์ ในปี ค.ศ. 1817 คณะกรรมการที่ประกอบด้วยทั้งนักวิทยาศาสตร์และนักดนตรี ทำการเปรียบเทียบเครื่องดนตรีระหว่างไวโอลิน Stradivarius (ทำโดยตระกูลสตราดิวารี) กับเครื่องดนตรีคล้ายกีตาร์ประดิษฐ์โดยวิศวะต่อเรือ François Chanot โดยให้นักไวโอลินผู้มีชื่อเสียงคนหนึ่งเล่นเครื่องดนตรีแต่ละชิ้น โดยคณะกรรมการจะฟังอยู่ในอีกห้องหนึ่งเพื่อป้องกันความลำเอียง
บทความแรก ๆ บทหนึ่ง ที่สนับสนุนให้ใช้วิธีแบบอำพรางในการทดลองทั่วไป มาจากนักสรีรวิทยาชาวฝรั่งเศส Claude Bernard ในปลายคริสต์ศตวรรษที่ 19 ผู้แนะนำให้ทำการทดลองทางวิทยาศาสตร์โดยมีผู้สังเกตการณ์สองพวก พวกแรกคือบุคคลที่ออกแบบริเริ่มทำการทดลอง และพวกที่สองเป็นพวกที่ไม่มีการศึกษา ผู้ที่จะบันทึกผลโดยไม่รู้ล่วงหน้าเรื่องทฤษฎีหรือสมมุติฐานที่เป็นประเด็นสอบสวน คำแนะนำนี้แตกต่างอย่างสิ้นเชิงจากทัศนคติในยุคเรืองปัญญาว่า การสังเกตการณ์ทางวิทยาศาสตร์จะทำอย่างถูกต้องเป็นกลางได้ ก็ต่อเมื่อทำโดยนักวิทยาศาสตร์ผู้มีการศึกษา มีความรู้เป็นอย่างดี
ส่วนการทดลองแบบอำพรางสองฝ่าย เริ่มปรากฏความสำคัญเป็นอย่างยิ่งช่วงกลางคริสต์ทศวรรษที่ 20

การทดลองแบบอำพรางฝ่ายเดียว

การทดลองแบบอำพรางฝ่ายเดียว (อังกฤษ: Single-blinded experiment) หมายถึงการทดลองที่ปิดข้อมูลเกี่ยวกับการทดลองที่อาจจะทำให้เกิดความเอนเอียงในผลการทดลอง ไม่ให้ผู้ร่วมการทดลองรับรู้ แต่ผู้ทำการทดลองจะมีข้อมูลทั้งหมด ในงานทดลองชนิดนี้ ผู้ร่วมการทดลองแต่ละคนจะไม่รู้ว่าตนอยู่ในกลุ่มทดลองหรือกลุ่มควบคุม แบบการทดลองนี้ใช้เมื่อผู้ทำการทดลองต้องมีข้อมูลทั้งหมด เช่น การทดสอบการผ่าตัดจริงเทียบกับการผ่าตัดแบบควบคุม (sham) และดังนั้นจึงไม่สามารถปิดบังข้อมูลจากผู้ทำการทดลองได้ หรือเมื่อผู้ทำการทดลองไม่มีอิทธิพลที่จะทำความเอนเอียงให้เกิดขึ้นในงานทดลอง และดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องบอด อย่างไรก็ดี ก็ยังมีความเสี่ยงว่า ผู้รับการทดลองอาจจะได้รับอิทธิพลจากการปฏิสัมพันธ์ร่วมกับผู้ทำการทดลอง ที่เรียกว่า "ความเอนเอียงของผู้ทดลอง" (experimenter's bias) โดยเฉพาะอย่างยิ่ง แบบการทดลองนี้เสี่ยงมากในสาขาจิตวิทยาและสังคมศาสตร์ ที่ผู้ทำการทดลองมีความคาดหวังว่าผลอะไรจะเกิดขึ้น และอาจจะมีอิทธิพลที่ตั้งใจหรือไม่ได้ตั้งใจต่อพฤติกรรมของผู้ร่วมการทดลอง (Observer-expectancy effect)
ตัวอย่างคลาสสิก (ที่ไม่ดี) ของการทดลองแบบอำพรางฝ่ายเดียวอย่างหนึ่งก็คือ การทดสอบรสชาติของเป๊ปซี่ ผู้ทำการทดสอบซึ่งมักจะเป็นนักการตลาด เตรียมถ้วยน้ำอัดลมสองถ้วยเขียนป้ายไว้ว่า "ก" และ "ข" ถ้วยหนึ่งมีเป๊ปซี่ อีกถ้วยหนึ่งมีโคคา-โคล่า ผู้ทดสอบรู้ว่าถ้วยไหนเป็นอะไร แต่รู้ว่าไม่ควรจะบอกให้ผู้รับการทดสอบรับรู้ ผู้รับการทดสอบอาสาสมัครก็จะชิมน้ำอัดลมในถ้วยทั้งสองแล้วบอกว่า ตนชอบถ้วยไหนมากกว่า ปัญหาในการทดสอบแบบอำพรางฝ่ายเดียวในกรณีนี้ก็คือ ผู้ทดสอบสามารถส่งสัญญาณที่ไม่ได้ตั้งใจที่มีอิทธิพลต่อผู้รับการทดสอบ (ดูคเลเวอร์แฮนส์) ยิ่งไปกว่านั้น ผู้ทดสอบอาจจะสร้างความลำเอียงโดยเตรียมเครื่องดื่มโดยไม่ยุติธรรม (เช่น ใส่น้ำแข็งในถ้วยหนึ่งมากกว่า หรือว่าวางถ้วยหนึ่งไว้ใกล้ ๆ ผู้รับการทดสอบมากกว่า) ถ้าผู้ทดสอบเป็นนักการตลาดของบริษัท ก็จะมีการขัดกันแห่งผลประโยชน์เพราะรู้ว่า รายได้ในอนาคตของบริษัทขึ้นอยู่กับผลการทดสอบ

การทดลองแบบอำพรางสองฝ่าย

การทดลองแบบอำพรางสองฝ่าย (อังกฤษ: Double-blinded experiment) หมายถึงการทดลองที่วิธีการทดลองมีความเข้มงวดยิ่งขึ้นเพื่อป้องกันความเอนเอียงที่เป็นอัตวิสัยบางครั้งโดยไม่รู้ตัว ที่มีในผู้ทำการทดลองและผู้ร่วมการทดลอง งานทดลองแบบอำพรางสองฝ่ายงานแรกทำเพื่อตรวจสอบอาการทางจิตที่เรียกว่า shell shock (อาการช็อกจากลูกระเบิด) ในสมัยสงครามโลกครั้งที่ 1 โดยมากแล้ว งานทดลองแบบนี้ถือว่า เข้มงวดและมีมาตรฐานที่ดีกว่าการทดลองเปิดและการทดลองแบบอำพรางฝ่ายเดียว
ในงานทดลองเช่นนี้ ทั้งผู้ทำการทดลองและผู้ร่วมการทดลองจะไม่รู้ว่า ผู้ร่วมการทดลองนั้นอยู่ในกลุ่มทดลองหรืออยู่ในกลุ่มควบคุม ต่อเมื่อได้ข้อมูลทั้งหมดแล้ว หรือในบางครั้งต่อเมื่อทำการวิเคราะห์แล้ว ผู้ทำงานวิจัยจึงจะรู้ว่า ผู้ร่วมการทดลองอยู่ในกลุ่มไหน การทำงานทดลองโดยวิธีนี้สามารถลดอิทธิพลของความคาดหวังหรือสัญญาณที่ส่งโดยไม่รู้ตัว (เช่นที่มีใน ปรากฏการณ์ยาหลอก และปรากฏการณ์ความคาดหมายของผู้สังเกตการณ์) ที่บิดเบือนผลการทดลอง การจัดผู้ร่วมการทดลองให้อยู่ในกลุ่มทดลองและกลุ่มควบคุมโดยสุ่ม เป็นกระบวนการที่ขาดไม่ได้ในงานทดลองประเภทนี้ และข้อมูลที่ใช้ว่าใครเป็นใคร อยู่ในกลุ่มไหน จะเก็บไว้โดยบุคคลที่สาม และจะไม่มีการเปิดเผยต่อผู้ทำงานวิจัยจนกระทั่งงานวิจัยได้สำเร็จลงแล้ว
วิธีการทดลองเช่นนี้สามารถใช้ได้ต่อสถานการณ์ที่มีโอกาสว่า ผลการทดลองจะบิดเบือนไปเพราะความเอนเอียงที่จงใจหรือไม่ได้จงใจของนักวิจัย ผู้ร่วมการทดลอง หรือทั้งสองฝ่าย ยกตัวอย่างเช่น ในงานทดลองสัตว์ ทั้งผู้ดูแลสัตว์และผู้ประเมินผลต้องไม่รู้ข้อมูลที่ปิด ไม่เช่นนั้นแล้ว ผู้ดูแลอาจจะทำการดูแลสัตว์โดยต่าง ๆ กันทำให้เกิดการบิดเบือนผล
การทดลองที่ควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์บางครั้งเรียกผิด ๆ ว่า เป็นการทดลองแบบอำพรางสองฝ่าย เพราะว่า ซอฟต์แวร์ไม่อาจที่จะทำให้เกิดความเอนเอียงโดยตรงเหมือนกับระหว่างผู้ทำการทดลองและผู้ร่วมการทดลอง แต่ว่า วิธีการแสดงบทสำรวจต่อผู้ร่วมการทดลองผ่านคอมพิวเตอร์ สามารถทำให้เกิดความเอนเอียงขึ้นได้อย่างง่าย ๆ ตัวอย่างหนึ่งก็คือ เครื่องลงคะแนนเสียงเลือกตั้งเป็นระบบที่ดูเหมือนง่าย ๆ แต่ก็สามารถสร้างให้เกิดความเอนเอียงได้ การทำงานของคอมพิวเตอร์จะมีลักษณะคล้ายกับผู้ทำการทดลองดังที่กล่าวมาแล้ว คือ มีส่วนของซอฟต์แวร์ที่ทำงานปฏิสัมพันธ์กับผู้ร่วมการทดลองเหมือนกับผู้ทำการทดลองที่บอดข้อมูล ในขณะที่ส่วนของซอฟต์แวร์ที่รู้ว่าผู้รับการทดลองเป็นใครอยู่ในกลุ่มไหน เป็นเหมือนกับบุคคลที่สาม ตัวอย่างประเภทหนึ่งก็คือบททดสอบ ABX test ซึ่งผู้ร่วมการทดลองต้องกำหนดตัวกระตุ้น X แล้วแสดงว่าเป็น A หรือ B

การทดลองแบบอำพรางสามฝาย

การทดลองแบบอำพรางสามฝ่าย (อังกฤษ: Triple-blinded experiment) เป็นการขยายวิธีปฏิบัติของการทดลองแบบอำพรางสองฝ่าย คือ แม้แต่คณะกรรมการที่ตรวจสอบตัวแปรต่าง ๆ ที่เป็นข้อมูลก็ไม่รู้ว่า ข้อมูลมาจากผู้ร่วมการทดลองในกลุ่มไหน การทดลองประเภทนี้มีข้อดีทางทฤษฎีว่า คณะกรรมการจะสามารถประเมิณค่าตัวแปรที่เป็นผลได้อย่างเป็นกลางกว่า ประเด็นปัญหาที่พยายามแก้โดยวิธีนี้ก็คือ การประเมินอิทธิผล (efficacy) และผลเสียหาย (harm) และการเรียกใช้การวิเคราะห์ในกรณีพิเศษ อาจจะเกิดความเอนเอียงถ้ารู้ว่าผู้ร่วมการทดลองอยู่ในกลุ่มไหน แต่ว่า ในงานทดลองที่คณะกรรมการผู้ตรวจสอบมีหน้าที่ทางจริยธรรมที่จะประกันความปลอดภัยให้กับผู้ร่วมการทดลอง การใช้วิธีทดลองเช่นนี้อาจจะไม่สมควร เพราะว่า คณะกรรมการต้องคอยดูแลผู้ร่วมการทดลองอาศัยความเป็นไปและทิศทางของผลการทดลอง นอกจากนั้นแล้ว ถ้าใช้วิธีการทดลองแบบนี้ กว่าคณะกรรมการจะได้ข้อมูลการทดลอง ภาวะฉุกเฉินที่เกิดกับผู้ร่วมการทดลองก็จะผ่านไปเรียบร้อยแล้ว

แพทยศาสตร์

การสร้างความบอดสองทางนั้นง่ายในงานศึกษายา โดยทำยาทดลองและยาควบคุม (จะเป็นยาหลอกหรือยาที่ใช้เปรียบเทียบก็ดี) ให้มีลักษณะเหมือนกัน เช่นโดยสีและรส เป็นต้น ผู้ประสานงาน (study coordinator) จะจัดให้คนไข้อยู่ในกลุ่มทดลองหรือกลุ่มควบคุมโดยสุ่ม และจะกำหนดเลขประจำตัวให้แก่คนไข้ และจะเข้ารหัสยาที่ให้กับคนไข้โดยเลขประจำตัวนั้น ดังนั้น ทั้งคนไข้และผู้ทำงานวิจัยที่ตรวจผล ก็จะไม่รู้ว่าคนไข้อยู่ในกลุ่มไหน ไม่รู้ว่ากำลังรับยาทดลองหรือยาควบคุม จนกระทั่งงานวิจัยจบลงแล้ว และมีการไขรหัสเลขประจำตัวที่ให้กับคนไข้และยา
การทำงานวิจัยแบบอำพรางให้เสร็จบริบูรณ์นั้น อาจจะเป็นเรื่องยากในกรณีที่การรักษานั้นได้ผลอย่างชัดเจน (จริงอย่างนั้น มีงานวิจัยที่ต้องระงับไปในกรณีที่วิธีรักษาได้ผลดี จนกระทั่งมีการพิจารณาว่า ไม่ถูกจริยธรรมที่จะไม่บอกผลที่พบกับคนไข้กลุ่มควบคุม และกับประชาชนทั่วไป) หรือในกรณีที่การรักษามีความเด่นและแปลก อาจจะเพราะรสชาติของยาก็ดี ผลข้างเคียงของยาก็ดี ที่ทำให้ผู้ทำงานวิจัย และ/หรือคนไข้ เดาได้ว่าคนไข้อยู่ในกลุ่มไหน นอกจากนั้นแล้ว กรณีที่ต้องเปรียบเทียบวิธีที่ใช้การผ่าตัดและวิธีที่ไม่ได้ใช้การผ่าตัดก็ยากที่จะทำโดยวิธีนี้ (แม้ว่า sham surgery ซึ่งเป็นการผ่าตัดแบบควบคุมคล้ายกับยาหลอก อาจจะพิจารณาได้ว่ายังถูกจริยธรรม) เกณฑ์วิธีทางคลินิก (clinical protocol) ที่ออกแบบมาดี จะทำให้สามารถเห็นปัญหาที่อาจจะเกิดขึ้นเหล่านี้ล่วงหน้าได้ เพื่อที่จะทำการบอดข้อมูลให้มีประสิทธิภาพดีที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้
ให้สังเกตว่า ถึงแม้จะมีข้อปฏิบัติที่เข้มงวดกวดขันเช่นนี้ในแบบการทดลองนี้ ก็ยังมีข้อทักท้วงว่า ทัศนคติทั่ว ๆ ไปของผู้ทำการทดลอง เช่นความไม่มั่นใจหรือความกระตือรือร้นต่อวิธีการที่ทดสอบ ก็ยังสามารถสื่อไปถึงคนไข้ได้โดยไม่ได้ตั้งใจ
ผู้ทำงานการแพทย์อาศัยหลักฐาน (Evidence-based medicine) จะชอบใจผลงานการวิจัยเชิงทดลองแบบสุ่มและมีกลุ่มควบคุม (RCT) มากกว่า ถ้าสามารถใช้ RCT ได้ในประเด็นงานวิจัยนั้น ๆ คือ เป็นผลการทดลองที่มีความเชื่อใจได้สูง มีแต่งานปริทัศน์แบบ meta-analysis เท่านั้น (ซึ่งรวมข้อมูลจากงานวิจัยแบบ RCT อื่น ๆ) ที่พิจารณาว่าน่าเชื่อถือมากกว่า และการทำการทดลองแบบอำพราง ก็เป็นองค์ประกอบสำคัญอย่างหนึ่งของ RCT

ฟิสิกส์

งานทดลองปัจจุบันของฟิสิกส์นิวเคลียร์และฟิสิกส์อนุภาค มักจะมีนักวิเคราะห์ข้อมูลจำนวนมากทำงานร่วมกันเพื่อจะดึงค่าข้อมูลต่าง ๆ จากข้อมูลสลับซับซ้อนที่รวบรวมได้ โดยเฉพาะแล้วก็คือ ผู้วิเคราะห์ข้อมูลต้องการจะรายงาน systematic error (ความคลาดเคลื่อนเป็นระบบ) ในค่าที่วัดได้ทั้งหมด ซึ่งยากที่จะทำหรือทำไม่ได้เลยถ้าความคลาดเคลื่อนเกิดขึ้นจากความเอนเอียงของผู้ทำงานวิเคราะห์ เพื่อกำจัดความเอนเอียงนี้ ผู้ทำการทดลองต้องออกแบบการวิเคราะห์ให้เป็นแบบอำพราง คือจะมีการปิดผลการทดลองไม่ให้ผู้ทำการวิเคราะห์รู้ จนกระทั่งได้ลงมติร่วมกันแล้วว่า เทคนิคการวิเคราะห์เหมาะสมแล้ว โดยขึ้นอยู่กับลักษณะต่าง ๆ ของข้อมูลที่ได้ และไม่ใช่ขึ้นกับค่าสุดท้าย
ตัวอย่างหนึ่งของการวิเคราะห์แบบอำพรางใช้ในการทดลองเกี่ยวกับนิวตริโน ที่ผู้ทำการทดลองต้องการรายงานค่านิวตริโนที่วัดได้ (N) ผู้ทำการทดลองมีความคาดหวังว่า ตัวเลขนี้ควรจะเป็นอะไร แต่ต้องทำการป้องกันความคาดหวังเช่นนี้เพื่อไม่ให้เกิดความเอนเอียง ดังนั้น เมื่อกำลังทำการวิเคราะห์ข้อมูลที่ได้ ผู้ทำการทดลองจะเห็นค่าเป็นเศษส่วนของข้อมูลจริง ๆ เท่านั้น (เห็นค่า N' โดยมีค่าเศษส่วนที่ f ที่ผู้ทำการทดลองไม่รู้, ดังนั้น N' = N x f) และใช้ค่า N' ที่เห็นในการทำความเข้าใจต่าง ๆ เช่น signal-detection efficiencies, detector resolutions, และอื่น ๆ แต่เนื่องจากว่าผู้ทำการทดลองไม่มีใครรู้ค่าเศษส่วน f (ค่าบอด) ดังนั้น อิทธิพลของความคาดหวังต่อค่า N จึงเกิดขึ้นไม่ได้เพราะผู้ทำการทดลองรู้แต่ค่า N' เพราะฉะนั้น การวิเคราะห์ข้อมูลจึงไม่ทำให้เกิดความเอนเอียงต่อค่า N ที่เป็นผลรายงานโดยที่สุด

นิติเวชศาสตร์

ในการชี้ตัวผู้ต้องสงสัยโดยรูป เจ้าหน้าที่ตำรวจจะแสดงรูปต่าง ๆ ให้พยานหรือผู้เสียหายดู แล้วให้เขาเลือกชี้ผู้ต้องสงสัย กระบวนการนี้จริง ๆ ก็คือการทดสอบแบบอำพรางฝ่ายเดียว (คือพยานไม่รู้ว่าใครที่เจ้าหน้าที่ตำรวจสงสัย) เพื่อเช็คความจำของพยาน ซึ่งอาจจะได้รับอิทธิพลทั้งตั้งใจและไม่ตั้งใจจากเจ้าหน้าที่ตำรวจ (ดูคเลเวอร์แฮนส์) ปัจจุบันนี้ เริ่มมีขบวนการบังคับใช้กฎหมาย ที่ต้องการให้ใช้วิธีการชี้ตัวผู้ต้องสงสัยแบบอำพรางสองฝ่าย ที่ให้เจ้าหน้าที่ผู้ไม่รู้ว่าใครเป็นผู้ต้องสงสัย แสดงภาพให้พยานชี้

นักดนตรี

ในประเทศตะวันตก เมื่อทดสอบความสามารถของนักดนตรีหรือนักร้องเพื่อเข้าวงดนตรี หรือเพื่อการประกวดแข่งขันเป็นต้น ก็เริ่มมีการใช้การทดสอบแบบอำพรางโดยใช้เป็นประจำ คือ นักร้องนักดนตรีจะแสดงความสามารถหลังม่าน โดยมีจุดประสงค์ว่า รูปร่างลักษณะและเพศของตน จะไม่ทำให้เกิดความเอนเอียงต่อคณะกรรมการผู้ตัดสินความสามารถ