実験

実験（じっけん、）とは、発見をする、仮説を検証する、あるいは既知の事実を実証するために行われる科学的な手順。未知の効果または法則を発見するため、あるいは仮説を試したり仮説を作りだしたりするため、既知の法則を説明するために、制御された条件下で実行される操作、または手順。

概要
板倉聖宣（科学史、教育学、理科教育史の専門家。1930年 - 2018年）は、実験について（抽象的ではあるが）次のように説明した。
人間が対象に対して目的意識的に働きかける活動であり、対象の認識そのものを目的とした活動。

実験という活動と実験ではない活動を分ける要素：「予想」と「目的意識」
また板倉聖宣は実験という活動と実験ではない活動の線引きについて次のように説明した。
実験は必ずしも対象そのものに接触してこれに変化を加えるということだけを意味するものではない。実験において「対象に働きかける」というのは、あらかじめ対象に対するある種の予想、本当にそうだろうかというような確認事項をもって、その対象を改めて見つめることによって、その予想の正否を確かめようとする認識活動である。特別な予想も目的意識ももたないで対象を見る活動は実験ではない。

そして板倉聖宣は観察と実験の関係（異なる部分と重なる部分）を次のように説明した。
実験は観察（測定も含む）と共に科学の基本的な方法の一つである。
一般に観察と呼ばれているものすべてが実験である訳ではない。たとえば、「桜の花を観察しなさい」というような特別な予想も目的意識も持たずに対象を見るという働きは実験ではなく作業と呼ぶべきものである。「桜の花にはめしべが何本あるだろうか」というような具体的な予想や目的意識を持った観察は、これを実験とすることができる。

また実験とは予想を持ってその予想を実物に当たって調べるという働きを総称しているのであって、望遠鏡で星を観察したり、植物を観察する活動も、歴史的事実や、社会での出来事などを知る活動も、それが予想と事実を照らし合わせようとするものである限り実験と呼ぶことができる（この点で人間が直接操作できない事象も実験の対象になり得る。）。つまり、予想があって初めて実験が成立する（※）
（※）たとえばガリレオ・ガリレイが落体の実験を行ったのは、アルキメデスの本で浮力の見事な数量的な研究を知り、アリストテレスの落下理論に納得がいかなくなり、実際にそれを自分で確かめなければ気が済まなくなったのである（出典：板倉聖宣（1964）、p.25）

また板倉聖宣は「実践」と「実験」の関係（違う部分、重なる部分）について次のように説明した。
一般に実践と呼ばれるものは実験と違って、特に対象の認識そのものを意図して行われるものではないが、この場合でも、ある種の先入観、予想を持って対象に働きかけるなら、それは実験と変わらない効果を生む。

実験と仮説 
板倉聖宣によると、かつては科学論や科学教育論では、しばしば「実験以前に予想（仮説）を持つことは、実験（観察）事実をゆがめて見てしまうから、実験以前に予想を持つべきではない」と言われたことがあった、という。しかし板倉聖宣によると、これは認識の成立過程について誤った考え方から来ているのだという。対象を積極的に知ろうとする意欲がなければ、たとえ眼前である種の自然現象が行われようとそれは実験ではないし、その自然現象の事実は無視されて注目をよばないことになる。学校での生徒実験ではしばしばそのような現象が見られる、と板倉聖宣は言う。

板倉聖宣によると、先入観は当事者に検証の必要性を感じさせない独断的に考えられているものであるが、偶然にその先入観と反するような事象に出会えば、その先入観が意識され、否定されることによって正しい認識が実現されうる。従って予想と先入観の境界は流動的である、という。

実験と法則
板倉聖宣によると、もともと有限の事実から無限の事象に適用できる法則を一度に一義的に導き出すことは困難なことである。既に知られている事実がいかに多くとも、別の解釈の可能性がそこには残っている。そこで科学の進歩は「事実→理論」と進むものではなく、「仮説→実験（事実）→仮説→実験（事実）」の繰り返しの形でのみ進歩していく、と板倉聖宣は説明した。

『従って最初に一連の事実を示して、その事実から一つの理論を引き出すというような帰納的方法では、いかに最初に示された事実が典型的なものであろうと、それをどう解釈するかは一義的には決まらない。従って、教科書や教師が「これらの実験（事実）から○○のことが分かる」というのは実験を盾としながらひどい押しつけを行っていることになり、子どもたちの心の中になんとなく納得のいかないものを残すのは当然である』と板倉聖宣は指摘した。

対照実験

実験計画

物理実験

化学実験

仮想実験 

 思考実験
 計算機実験（計算機によるシミュレーション）

自然実験 
「統計的因果推論」も参照

生物学において 

 in vitro（インビトロ）：生体外・細胞内や生体内を試験管など人工容器に取り出して再現する。
 in vivo（インビボ）：生体内、生きた細胞の中で実験する。
 in situ（インサイチュー）：生きた生物のそれが本来あるべき場所、あるいはその場の細胞内で実験する。

工学について

 規範的実験とは、理論と原理を検証し、知識を理解・定着させ、基本的な実験操作技能や厳密で着実な作業態度を育成することを目的にしている。
 設計的実験とは、学生の実験設計能力や問題解決能力の育成を重視している。

世界における実験概念とexperimentという言葉の歴史

日本における実験概念と「実験」という言葉の歴史
明治以前
936年の藤原師輔（そうすけ）『九歴』や1130年の藤原宗忠『中右記』に「実験」の用例があり、「ある事物が本当かどうかを調べ確かめること」の意で、experimentの本来の意味と同じである。
日本の科学者で初めて「実験」という言葉を用いたのは天文学者の麻田剛立（1734-99）で、1775年の書簡や『実験録推歩法』(1786年)で使っている。
医学や蘭学者では、杉田玄白の『形影夜話』（1810年）で「実験」が初見だが、その後は実験と共に「試験」が用いられるようになる。
幕末の物理・化学関係者では「試験」の方が多く使われた。
明治以後
1869年に三崎嘯輔がexperimence,observationを「実験」、experimentを「試験」と訳す。西周が1870年にexperimentを「試験」、observationを「実験」と訳して以後、それが一般的になる。
文部省は1872年の学制で学業試験を「試業」と呼んだ。そして科学実験のことを1881年に「実地試験」、1891年に「試験」と呼んで、experimentを「試験」と確定した。その頃の東京大学の規則類では「実験」は「実習」または「実地試験」の意味で用いられた。
1886年に東京帝国大学改組に伴い、学科課程の中で「物理学実験」「化学実験」が用いられ、講義とは別の時間で「実験」があてられた。このときの「実験」は「実習」と「実地試験」と「試験」の意味を併せ持っていた。
1887年の和久正辰の『理科教授法』でexperimentを初めて「実験」と訳した。その後「実験」の訳語が増え、1900年の「小学校令施行規則」で「実験」の訳語が決定的となった。

哲学的背景

教育の場で 

またこれらの実験・観察の多くは目的意識のない活動にとどまっており、実験ではなく、教師の指示通りに手を動かす作業でしかないことが多く、主体的な活動とはなっていない。そういった従来の理科教育の失敗を克服した形で発展させたものに「仮説実験授業」がある。

出典

参考文献 
 （初出：1964年）
 （初出：1966年）

関連項目 

 実験の一覧
 科学実験の年表
 仮説実験的認識論
 仮説実験授業
 実験ノート
 試験（分析試験、臨床試験などのいわゆる学校のテストとは異なるもの）
 観察
 測定
 実験心理学
 実験考古学
 動物実験
 擬似相関

科学的方法
科学哲学の概念
科学哲学の主題
和製漢語
哲学の和製漢語
評価方法
因果推論