tomron87/hebrew-wikipedia-sentences-corpus huggingface dataset:
כדי למזער השפעת זרמי אוויר על תוצאות הניסויים, הרכיב קוונדיש את המתקן בחדר אטום וערך את מדידותיו מרחוק באמצעות טלסקופ, שבעזרתו השקיף אל פנים החדר.
על-פי חוק הכבידה העולמי של ניוטון, כוח המשיכה הפועל בין שני גופים עומד ביחס ישר למכפלת מסותיהם, וביחס הפוך לריבוע המרחק ביניהם, וקבוע הכבידה G הוא קבוע פרופורציה בין יחידותיהם הסטנדרטיות של גדלים פיזיקליים אלה.
גדלו של G לא היה ידוע באותה עת אם כי מסת כדור הארץ וצפיפותו הוערכו לראשונה כבר בניסוי צ'יהליון בשנת 1774. וניסוייו של קוונדיש אפשרו לראשונה הערכה טובה שלו, אם כי הוא עצמו לא הזכיר הערכה כזו בכתביו.
במהלך השנים חזרו צוותים רבים של פיזיקאים על ניסוי קוונדיש בווריאציות שונות, אך למרות השכלולים הרבים והמאמצים הגדולים שננקטו על מנת להעריך ולמזער השפעות סביבתיות על תוצאות הניסוי, עדיין נותר קבוע הכבידה G הקבוע הפיזיקלי שרמת הדיוק המיוחסת לו נמוכה מזו של כל שאר הקבועים.
מוט עץ באורך 1.8 מטרים נתלה במאוזן באמצעות חוט הקשור בקצה האחד למרכזו ובקצה השני לתקרת חדר.
לכל אחד מקצותיו של מוט העץ חובר כדור עופרת קטן.
בסמוך לכל אחד מאותם כדורי עופרת קטנים הוצב כדור עופרת גדול, במשקל של 158 קילוגרם כל אחד, על גבי מסגרת נפרדת.
המשיכה הכבידתית שהפעילו כדורי העופרת הגדולים על הכדורים הקטנים שבקצות המוט גרמה לסיבוב אופקי קל של המוט ולפיתול של החוט.
ידיעת מידת התנגדותו של החוט לפיתול מאפשרת לתרגם את מידת הסיבוב של המוט לערכו של כוח הכבידה הפועל על קצותיו.
בהינתן המסות והמרחקים ביניהן, ניתן באמצעות משוואתו של ניוטון לחשב את קבוע הכבידה.
משום שגודל כוח המשיכה בין כדור הארץ לבין גוף בעל מסה ידועה ניתן לחישוב באופן מיידי, אפשר ניסוי קוונדיש להעריך לראשונה את מסת כדור הארץ, ומתוך ערך זה להסיק גם את מסתם המשוערת של הירח, השמש וכוכבי הלכת במערכת השמש.
כאמור, קוונדיש עצמו לא הזכיר בכתביו הערכות בדבר ערכו של G ומסותיהם של גרמי שמיים אלא רק הערכה בדבר צפיפותו הממוצעת של כדור הארץ.
הערך אותו הוא פרסם הוא 5.48 גרם/סמ"ק, אף על פי שכאשר בודקים את הערך הממוצע העולה מתוך 29 ניסויים שערך, עולה כי צפיפות כדור הארץ היא 5.448 גרם/סמ"ק.
הערך המקובל כיום עבור צפיפותו הממוצעת של כדור הארץ הוא 5.5153 גרם/סמ"ק.
חישוב G ומסת כדור הארץ
להגדרות המושגים, ראה את האיור מטה ואת הטבלה שבסוף פסקה זו.
התיאור הבא הוא לא השיטה שבה השתמש קוונדיש, אלא השיטה שבה פיזיקאים מודרניים יחשבו את תוצאות הניסוי.
לפי חוק הוק, המומנט בסיב פיתול הוא ביחס ישר לזווית ההסטה של המאזניים.
המומנט הוא , כאשר היא מקדם הפיתול של הסיב.
עם זאת, המומנט יכול להיכתב גם כביטוי של כוחות המשיכה בין הכדורים והמרחק אל סיב התלייה.
מאחר שישנם שני זוגות של כדורים, ועל כל אחד מהם פועל כוח F במרחק L / 2 מציר המאזניים, המומנט הוא LF.
משתי הנוסחאות מקבלים את הבא:
עבור F, חוק הכבידה של ניוטון משמש לבטא את כוח המשיכה בין הכדורים הגדולים לקטנים:
הצבת F במשוואה הראשונה נותנת
למציאת קבוע הפיתול () של החוט, קוונדיש מדד את זמן המחזור T של התהודה הטבעית של מאזני הפיתול:
בהנחה שהמסה של המוט עצמו היא זניחה, מומנט ההתמד של המאזניים נובע מהכדורים הקטנים בלבד:
פתירת המשוואה עבור , הצבה ל־(1), וסידור מחדש עבור G, נותנים:
לאחר ש־G נמצא, המשיכה של גוף הנמצא על פני כדור הארץ אל כדור הארץ עצמו יכולה לשמש לחישוב המסה והצפיפות של כדור הארץ:
הניסוי של מסלסון ושטאל הוא ניסוי שערכו מת'יו מסלסון ופרנקלין שטאל ב-1958, כדי לבדוק את ההשערה שהכפלת ה-DNA היא סמי-קונסרבטיבית.
הכפלה סמי-קונסרבטיבית משמעותה שכאשר דו-גדיל DNA שוכפל, כל אחד משני הדו-גדילים מכיל גדיל אחד מהסליל המקורי וגדיל חדש שסונתז.
הניסוי נחשב לניסוי קלאסי ואלגנטי ואחד החשובים בהיסטוריה של הביולוגיה.
החוקרים ביססו את הניסוי על העובדה שחנקן מהווה מרכיב משמעותי מה-DNA.
האיזוטופ הנפוץ של חנקן הוא 14N, אך DNA עם האיזוטופ הכבד יותר 15N מסוגל גם הוא להתקיים.
החוקרים גידלו במשך מספר דורות חיידקי E.coli על מצע המכיל 15N.
כתוצאה מכך נוצרו חיידקים בעלי DNA כבד מהרגיל, לאחר מכן נלקחו חיידקים שה-DNA שלהם מכיל רק 15N והועברו למצע המכיל 14N, שם אפשרו להם להתחלק פעם אחת בלבד.
בסיום ההכפלה הושווה ה-DNA שנוצר בהכפלה זו עם DNA המכיל חנקן כבד ועם DNA המכיל חנקן קל.
התגלה כי צפיפות ה-DNA החדש הייתה קרובה לממוצע הצפיפות בין החנקן הקל והכבד.
תוצאה זו אפשרה לשלול את מנגנון ההכפלה הקונסרבטיבי, שכן על פי שיטה זו הייתה מתקבלת תוצאה שבה חצי מה-DNA הוא כבד וחצי ממנו קל, ללא משקל בינוני.
עם זאת תוצאות אלו התאימו הן למודל הסמי-קונסרביטי והן למודל האקראי.
לפי המודל הסמי-קונסרבטיבי בכל סליל DNA יהיו לאחר הכפלה אחת גדיל המורכב מחנקן כבד וגדיל מורכב מחנקן קל, כך שבסך הכול תהיה צפיפותו בינונית.
לפי השיטה האקראית היה מורכב כל גדיל בסליל החדש ממקטעים רבים, שחלקם מורכב מחנקן קל וחלקם מכבד, כך שהסליל כולו אף הוא בעל צפיפות בינונית.
כדי לקבוע איזה מהמודלים המוצעים הוא המתרחש בפועל, ביצעו השניים ניסוי נוסף.
ראשית, גידלו שוב חיידקים במצע המכיל 15N במשך מספר דורות, וקיבלו חיידקים בעלי DNA כבד.
לאחר מכן העבירו את החיידקים, כבניסוי הראשון, אל מצע המכיל 14N ואפשרו להם הפעם לבצע שתי הכפלות.
בתוצאות הניסוי התקבלו כמויות שוות של DNA בשתי צפיפויות שונות, אחת בינונית ואחת כמו של DNA שנוצר במצע של 14N בלבד.
תוצאות אלו שללו את המודל האקראי, כיוון שלפיו היה מתקבל DNA בצפיפות אחת בלבד, גבוהה מעט מזו של DNA שגודל במצע 14N, הואיל וכל גדיל היה מכיל כמויות קטנות של הגדיל המקורי המורכב מ-15N.
תוצאות אלו תואמות את המודל הסמי-קונסרבטיבי, חצי מהסלילים בדור השני מכילים גדיל אחד מקורי המורכב מחנקן כבד וגדיל נוסף קל, כך שהצפיפות היא בינונית, שאר הסלילים מורכבים מגדילים המכילים 14N בלבד - גדיל אחד סונתז בחלוקה הראשונה והשני בחלוקה השנייה.
כך החוקרים איששו באופן משכנע את ההשערה ששאר המודלים אינם מתרחשים בפועל בגוף החי והמודל הנכון הוא הסמי-קונסרבטיבי.
ניסוי וטעייה הוא דרך לפתרון בעיה באמצעות ניסוי פתרונות שונים לבעיה עד לקבלת פתרון נאות.
השיטה משמשת בני אדם ובעלי חיים באופן טבעי, לצורך בחירת התגובה המתאימה בסביבה מרובת גירויים.
יש הטועים ומכנים ביטוי זה בשם ניסוי ותהייה (כמו תוהה על קנקנו), או ניסוי ותעייה (כמו שיטוט מיותר בדרכים).
האקדמיה ללשון העברית מעדיפה "נסייה וטעייה" אך הצירוף הרווח בציבור הוא "ניסוי וטעייה".
השיטה של ניסוי וטעייה עשויה לסייע ללמידה ויש מחקרים מדעיים בפסיכולוגיה (בעיקר בביהייביוריזם) על אודות ההתנהגות הטבעית של אנשים וחיות שנוהגים בה.
ככל שבעל החיים מפותח יותר הוא מסוגל להשתמש בניסוי וטעייה באופן יעיל ומהיר יותר במצבים חדשים.
בנוסף, יכולת ההכללה של האדם מאפשרת לו להעביר את הניסיון שנצבר במצב אחד למצב אחר בעל מאפיינים דומים.
מדענים, טכנאים ובעלי מקצועות טיפוליים כמו רפואה נאלצים גם הם להשתמש בשיטה זו מפעם לפעם במקום בדרכי חקירה מסודרות יותר.
דרכי למידה אחרות הן חקירה מדעית, תצפית על ניסוי וטעייה שעושה מישהו אחר, ולמידה בחיקוי הפתרון המקובל.
החסרונות העיקריים של הניסוי והטעייה הם ההסתפקות בפתרון הראשון שנמצא במקום לאתר את הפתרון המיטבי ובזבוז משאבים או סיכון בהתעסקות עם ניסיונות פתרון כושלים.
חיסרון נוסף של שיטה זו הוא שבניגוד לממצאי חקירה מדעית, ממצאי חקירה בניסוי וטעייה לרוב אינם מתועדים ואדם המתחבט באותה בעיה לה נמצא כבר פתרון בניסוי וטעייה צריך לחקור אותה שנית.
ישנם חוקרי התנהגות כגון טמפל גרנדין שטוענים שבטבע רוב הלמידה נעשית בתצפית וחיקוי ולא בניסוי וטעייה.
הם טוענים שתאורטית, היכולת ללמוד בחיקוי או בתצפית מעמידה את הלומד בפחות סיכונים, שבטבע נצפים יותר מקרים של לימוד מתצפית וחיקוי ושחיות מעבדה שתצפתו על ניסוי וטעייה של חיות אחרות או שחיקו פתרונות קיימים למדו מהר יותר מאלו שעסקו בניסוי וטעייה בעצמן.
ניסוי הרשי-צ'ייס הוא שורה של ניסויים שערכו אלפרד הרשי (Alfred Day Hershey) ומרת'ה צ'ייס (Martha Cowles Chase) ב-1952 שאישרו שה-DNA הוא חומר תורשתי, כפי שהופגן לראשונה על ידי ניסוי איוורי-מקלאוד-מקארתי ב-1944. ה-DNA היה מוכר היטב לביולוגים מ-1869, אך עד אז סברו רובם כי חלבונים הם שנושאים את המידע המשמש לתורשה.
הרשי וצ'ייס ערכו את ניסוייהם על הבקטריופאג' Enterobacteria phage T2 (או בקיצור T2 phage), סוג של נגיף שמבנהו פוענח זמן קצר לפני כן באמצעות מיקרוסקופ אלקטרוני.
מבנה הבקטריופאג' פשוט והוא בנוי ממעטפת חלבון המכילה את החומר התורשתי.
הבקטריופאג' תוקף חיידקים באמצעות היצמדות לממברנה החיצונית שלהם והזרקת החומר התורשתי שלו לתוכם, ובכך גורם למנגנון התורשה של החיידק לייצר עוד נגיפים, כשהוא מותיר את מעטפת החלבון הריקה דבוקה לחיידק.
בניסוי הראשון, הם סימנו את ה-DNA של הבקטריופאג'ים בזרחן רדיואקטיבי (P32), יסוד הקיים ב-DNA, אבל לא באף אחת מ-20 חומצות האמינו, אבני הבניין של החלבונים.
הם אפשרו לבקטריופאג'ים לתקוף את החיידק Escherichia coli (או בקיצור E.coli), ואז הסירו את מעטפות החלבון מהתאים שהותקפו באמצעות בלנדר וצנטריפוגה.
הם מצאו כי הסמן הרדיואקטיבי היה קיים רק בתוך תאי החיידקים ולא בקליפת החלבון.
בניסוי השני הם סימנו את הבקטריופאג'ים באמצעות גופרית רדיואקטיבית (S35), יסוד הקיים בחומצות האמינו ציסטאין ומתיונין, אבל לא ב-DNA.
לאחר ההפרדה, נמצאו הסמן הרדיואקטיבי במעטפות החלבון בלבד, אך לא בחיידק הנגוע, ובכך אישרו כי החומר התורשתי הגורם לחיידק להידבק הוא DNA.
ב-1969 זכה הרשי בפרס נובל לפיזיולוגיה ולרפואה בשל "תגליותיו בקשר למבנה התורשתי של נגיפים".
ניסוי הרצח על ידי היפנוזה הוא ניסוי בשטיפת מוח על ידי היפנוזה שמטרתו הייתה לגרום לאדם נורמטיבי להפוך למתנקש, ללא ידיעתו ומבלי שרצונו המודע יהיה מעורב בהתנקשות.
הניסוי נערך בשנת 2012 במסגרת תוכנית הטלוויזיה "סקרנות" של ערוץ דיסקברי.
בסופו של הניסוי הצליחו לכאורה עורכיו לגרום לאדם לירות באקדח במטרה לרצוח אדם אחר, לאחר שקיבל הוראה כזו במהלך היפנוזה.
האקדח היה טעון בתחמושת איירסופט שאינה קטלנית וכמו שמה, היא רכה כאוויר ורק לעיתים רחוקות היא פוגעת בגוף ה"נרצח".
אף על פי שחלק מתוצאות הניסוי נראות משמעותיות, התוכנית התמקדה בהצגה דרמטית של הניסוי, ללא הבחנה בין עיקר וטפל.
תהליך הטראנס ההיפנוטי אינו מובן למדע, אף שיש לגביו מספר תובנות והשערות.
בשל חוסר ידע זה לא ידוע מהם גבולות יכולת ההיפנוזה, ומדוע אנשים שונים מגיבים ברמות שונות להַשָּׁאָה היפנוטית.
החוכמה המקובלת גורסת שלא ניתן, באמצעות היפנוזה, לגרום לאדם לבצע דבר מה שנוגד את ערכי המוסר שלו – לא ניתן, למשל, לשכנע אדם לקיים יחסי מין עם אדם אחר שהמהופנט אינו מעוניין בו.
חוקרים טענו שלא ניתן לגרום לאדם לבצע רצח אם אין לו נטייה לכך מלכתחילה, אך קיימים מחקרים שהעלו שעל אף שזה המצב עבור רוב האוכלוסייה, קיים מיעוט בן כעשרה עד חמישה עשר אחוזים מהאוכלוסייה הכוללת שתגובתו להשאה היפנוטית חזקה מהרגיל, עד כדי ביצוע מעשים הנוגדים את מיטב שיפוטו.
בשני מקרים, נאשמים שביצעו עבירות קשות, טענו לחפותם שביצעו עבירות אלו בשל שטיפת מוח: סירחאן סירחאן טען להגנתו שרצח את רוברט קנדי בשל היפנוזה, ופטרישיה הרסט טענה להגנתה שביצעה מעשי שוד עקב שטיפת מוח.
בשני המקרים לא קיבל בית המשפט את טענתם של הנאשמים והרשיע אותם.
שלושה מדענים בני סמכא השתתפו בניסוי, מי כיועץ ומי כמתכנן: ד"ר סינתיה מאיירסברג, פסיכולוגית מאוניברסיטת הרווארד שתחום המחקר שלה הוא זיכרונות כוזבים; ד"ר מארק סטוקס, חוקר מוח מאוניברסיטת אוקספורד שתחומו תהליכי קבלת החלטות במוח ייעץ בניסוי, וד"ר ג'פרי קייליסקי שעובד בבתי סוהר של אבטחה מרבית עם עבריינים שאינם שפויים.
בנוסף התמנה מהפנט מוסמך, טום סילבר, שלו רקע באלפי טיפולים בהיפנוזה והשתתפות כמהפנט בחקירות משטרתיות ובחקירות השירות החשאי האמריקאי.
על אף השתתפותם של מומחים אלה, המתודולוגיה של הניסוי לקתה בפגמים רבים.
סינון מדורג, בדרגת קושי עולה, על מנת לזהות נבדק מתאים
במטרה לבודד מבין הנבדקים את המועמד המתאים ביותר לביצוע רצח תחת השאה היפנוטית בוצעה סדרה של סינונים, כשכל שלב נדרש מההשאה ההיפנוטית לגבור על מכשול גבוה יותר מקודמו.
סינון ראשוני – כניסה לטראנס היפנוטי עמוק
185 איש התנדבו להשתתף בניסוי, ועליהם בוצע ניסוי ראשוני – ניסיון להיפנוט מהיר, ואז הערכת עומק המצב ההיפנוטי על פי סולם סטנפורד.
המהפנט התרשם ש-16 מהמתנדבים אכן נכנסו לטראנס הפנוטי עמוק, ומתוכם סוננו חמישה עקב חשש לחוסר יציבות נפשית.
אחד עשר איש נבחרו להמשיך לשלב הסינון הבא.
סינון שני – ביצוע מטלה פסולה מוסרית במקום ציבורי
הנבדקים הופנטו שוב וקבלו הנחיה שברגע שישבו על כיסא במסעדה יחושו חום בלתי נסבל ויתפשטו עד בגדיהם התחתונים.
שבעה נופו מהמשך הניסוי אם על בסיס חוסר תגובה מוחלט להוראה הפוסט-היפנוטית וסירוב להתפשט, או בשל חשד שביימו את התגובה מרצונם ולא ביצעו את ההוראות בהשפעת היפנוזה – מה שהתבטא בהצצות לצדדים וחיוכים.
ארבעה נבדקים עברו את הסינון.
העובדה שחלק מהנבחנים בחרו מרצונם החופשי להתפשט מעידה שהסינון שנבחר לא היה טאבו שאין לעבור עליו מבחינתם, מה שמעקר את מטרת הסינון.
עורכי הניסוי התעלמו מקושיה זו.
סינון שלישי ואחרון – עמידה במצב דחק פיזיולוגי חריג
כשלב סינון סופי הוחלט על טבילה באמבט מי קרח בטמפרטורה של C° 1.7. חשיפה כזו לקור גורמת לנזק ממשי אחרי דקות ספורות, ובהמשך למוות ודאי מהיפותרמיה.
חלק מהחוקרים ובהם המהפנט סילבר, גרסו שהמבחן בלתי אפשרי.
לסינון זה צרפו לצוות החוקרים את ד"ר סֶקאר אוּפּאדיָאיוּלה, רופא מרדים בעל ניסיון בתגובות פיזיולוגיות למצבי דחק.
לשלושת הנבדקים הראשונים נאמר שהמים חמימים ונעימים, אך אף אחד מהם לא נשאר במים יותר מ-18 שניות.
עם הנבדק האחרון, קצין שיקום בשם איוואן סנטיאגו, שינה סילבר טקטיקה.
הוא אמר לנבדק, תחת השאה היפנוטית, שהוא ייכנס לאמבט מי קרח אך יחוש רגוע ושליו ולמעשה ירגיש בנוחות ונעימות.
הנבדק נשאר במים לאורך כל שתי הדקות שהוקצו, מבלי שקצב נשימתו, קצב הלב ולחץ הדם ישתנו מהנורמה, והוצא מהאמבט ביוזמת החוקרים לפני שנגרם לו נזק.
הרקע של הנבדק הנבחר, סנטיאגו
סנטיאגו, על פי המבדקים הפסיכולוגיים שהוצגו בתוכנית, הוא אדם נורמטיבי לעילא.
מעולם הוא לא השתמש בנשקו במהלך תפקידו כקצין שיקום, היה מסור לתפקידו, ותפקד כבן מסור להוריו וכדוד אוהב לאחייניו.
על מנת לבחון את השאלה של התנקשות עקב השאה היפנוטית נדרש שהנבדק, בנוסף לכך שיציית להוראות ההתנקשות, יבצע את ההתנקשות שלא תחת השאה היפנוטית, לא ידע שהיא קשורה באופן כלשהו לניסוי שעבר, ושישכח לאחריה שאירעה.
המפיקים מסרו לנבדק שהוא נפסל מהמשך הניסוי, אך ביקשו ממנו להגיע למחרת לראיון סיכום קצר, תוך אמירה מפורשת שלא יהפנטו אותו שוב.
התבקש שקורבן ההתנקשות יהיה קל לזיהוי ושרגע ההתנקשות יוגדר היטב, לכך בחרו החוקרים דמות של מכובד זר.
הנחיית הנבדק לבצע את ההתנקשות
במהלך הראיון המדומה קיבלה המפיקה שיחת טלפון מבוימת, ביקשה את סליחתו של הנבדק ויצאה.
סילבר פסע לחדר, כביכול במקרה, וניגש ללחוץ את ידו של הנבדק לפרידה, וברגע לחיצת היד הוא פקד על הנבדק להיכנס להשאה היפנוטית עמוקה.
סילבר הורה לנבדק להותיר את מודעותו מחוץ לחדר ושכל רעיון שיאמר לו יהפוך למציאות ולאמת, והנחה אותו להתנקשות באופן מפורט וברור:
בתום ההוראות סילבר העיר את הנבדק ונפרד ממנו, המפיקה חזרה משיחת הטלפון המדומה ונפרדה ממנו, והנבדק יצא, כביכול בדרכו לביתו.
עם יציאת הנבדק מהבניין ניגש אליו המפיק ולחץ את ידו בלוויית המשפט "איוואן, עשית עבודה נהדרת" ובכך הפעיל את התכנות ההיפנוטי.
הנבדק ביצע את ההתנקשות בדיוק כפי שהורה לו סילבר וירה ב"מכובד" שלושה כדורים לחזהו.
סילבר וקיאליסקי ניגשו אליו מייד מאחור, על מנת שיפנה את גבו ל"התנקשות", וביקשו ממנו לעלות עמם.
קיאליסקי סיפר לנבדק את כל מה שאירע ושההתנקשות הייתה מבוימת.
הנבדק הביע דאגה מכך שאישיותו תשתנה בעקבות ההתנקשות והצוות הבטיח לו (לא ברור על סמך מה) שהדבר לא יקרה.
סילבר היפנט את הנבדק והנחה אותו להיזכר בכל.
לאחר שהוצא מההשאה ההיפנוטית ביקש הנבדק לראות במו עיניו שה"קורבן" חי ושלם.
השחקן נכנס פנימה, מסר לנבדק שהוא בסדר גמור ולחץ את ידו.
המדיה והרשת הגיבה לשידור התוכנית בפרסום רחב למדי, שלווה בספקנות מופגנת ואף הבעת ביטחון שהניסוי מזויף.
נטען שלא ייתכן שהחוקרים יתנו ידם לניסוי אמיתי שמעמיד את הנבדק בסכנה ממשית לתגובת דחק פוסט טראומטית, שייתכן והמפיקים הצליחו להונות את החוקרים, או שכל הצוות היה שותף להונאה.
מאוחר יותר התגלה שסנטיאגו נטש את הקריירה כקצין שיקום ועבר לעיסוק כשחקן, מה שחיזק לטענת רבים את הסברה שהניסוי היה מבוים.
ד"ר סטוקס דחה את החשדות באמרו שהניסוי לא היה מבוים אך מתח ביקורת על המתודולוגיה של הניסוי שלא עמדה בסטנדרטים של ניסוי מדעי, והדגיש שהתוצאה עומדת בסתירה לגוף העיקרי של ניסויים שעברו ביקורת עמיתים.
כמו כן הבהיר שמעמדו בניסוי היה של יועץ בלבד, והוא לא פיקח על מהלך הניסוי.
במישור המקצועי לא היה כל הד לניסוי: מחד לא היו פרסומים שהוקיעו את הניסוי כשגוי או מופרך, מאידך לא נרשמו ניסויי המשך מצד הממסד האקדמי במטרה להפריך או לאשש את תוצאותיו, ולא ניתן למצוא כלפיו התייחסות במאמרים מקצועיים עם בקרת עמיתים.
שאלת חשיבות התוצאות ובעיות במתודולוגיה
ניתן להצביע על בעיות בשיטת הניסוי, שמעמידה חלק מתוצאותיו בספק לגבי משמעותן.
שאלת תקפות שלב הסינון השני
תהליך הסינון השני בוצע על מנת לבחון מי מהנבדקים עשוי לבצע מטלה פסולה מוסרית בפרהסיה, אך חלק מהנבדקים עשו זאת מרצונם החופשי.
עובדה זו מצביעה על כך שעבורם הבחינה שבוצעה לא הייתה פסולה מוסרית די הצורך, והמסקנה המתבקשת היא שהמטלה שנבחרה לא הייתה בחזקת טאבו שאין לעבור עליו, ולכן לא ניתן להסיק שביכולת ההיפנוזה לכפות מעשה הנוגד את שיפוטו המוסרי של המהופנט.
הקונצנזוס המדעי הקיים, שמבוסס על מחקרים רבים שנערכו על גרימת ביצוע רצח באמצעות היפנוזה, הוא שרק אדם שמסוגל מלכתחילה לרצח עשוי לבצע רצח עקב השאה היפנוטית.
יש מקום לחשוד שהמתודולוגיה של הבחינה הפסיכולוגית שנערכה לסנטיאגו לא הייתה קפדנית דיה, ושהוא נופל תחת קריטריון זה של אדם שמסוגל לבצע רצח גם ללא השאה היפנוטית.
עניין זה לא הוצג בתוכנית.
גם הסוגיה של חשיבות תוצאה זו אינה מוצגת כלל בתוכנית, האם יש משמעות יוצאת דופן בכך שנבדק בודד ממדגם של 185 איש ביצע רצח תחת השפעה?
עובדה היא שמטיפים סלפים משכנעים מאות מחבלים מתאבדים לביצוע מעשה קיצוני עוד יותר, הפוגע באנשים רבים וכולל מוות ודאי למבצע הרצח, וזאת ללא שימוש בהיפנוזה.
סוגיה נוספת היא השאלה עד כמה שיטת הרצח הזו שימושית במציאות.
הרצח בוצע מייד לאחר התדרוך ומייד לאחריו השיבו לנבדק את זכרונו.
אם נתרגם זאת לעולם המעשה, יוזם שטיפת המוח חייב להימצא סמוך לזירת הרצח, מה שמחליש מאוד את השימושיות ברוצח מהופנט.
בנוסף, אם הרוצח יזכר בכך שיוזם הרצח שטף את מוחו המזימה עלולה להחשף, אך עורכי התוכנית התעלמו מקושיה זו.
אם המתודולוגיה הייתה להשאיר בתוקף את ההוראה "לאחר מכן שכח כל זכר לאירוע", ולאחר זמן לבדוק האם הנבדק נזכר מעצמו בשטיפת המוח שעבר ובזהות היוזם?
כך ניתן היה לענות על השאלה אם שטיפת המוח הייתה יעילה.
באופן שהדברים בוצעו עניין זה כלל לא נבדק.
ניסוי מעבדת המוזיקה הוא ניסוי בתחום מדעי ההתנהגות שבוצע בשנת 2006 במסגרת מחקר ניסיוני על אי-שוויון ועל אי-יכולת-חיזוי בשוק תרבותי מלאכותי שנערך על ידי החוקרים מתיו סלגניק, פטר דוטס, דאנקן וואטס.
הניסוי בודק עד כמה קיומה של השפעה חברתית עשוי באופן פרדוקסלי להגדיל את המידה שבה ניתן לזהות בשלב מוקדם מאוד קבלת החלטה אשר בסופו של דבר מתגלה כמקובלת ביותר.
החוקרים בחנו סוגיה זו על ידי יצירת "שוק מוזיקה" מלאכותי מקוון.
המחקר התבצע בעזרת ניסוי בו השתתפו 14,341 נבדקים, אשר חולקו באקראי לשתי קבוצות:
קבוצה 'עצמאית' וקבוצת 'השפעה החברתית'.
לנבדקים במצב העצמאי לא היה מידע על בחירות השירים של הנבדקים האחרים ולכן נאלצו לקבל את החלטותיהם על השירים באופן בלעדי ולא מוטה.
לעומת זאת, נבדקים במצב ההשפעה חברתית קיבלו מידע על בחירות השירים של נבדקים אחרים, ממנו הם עלולים להיות מושפעים בעת קבלת החלטותיהם.
כל הבדל בתוצאות ההצלחה של השירים בין שתי הקבוצות הללו ניתן לייחס לנוכח השפעה חברתית.
למהלך הניסוי היה גם שלב נוסף, כדי לקבל תוצאות אמינות יותר בקבוצת ההשפעה החברתית, נבדקים בקבוצה זו הוקצו באופן אקראי לאחד משמונה "עולמות השפעה".
כל נבדק קיבל מידע על בחירת השירים של נבדקים אחרים רק בעולם שלו.
כך נוצרו מספר רב של "היסטוריות".
כדי לקבוע עד כמה שתי הקבוצות הללו נבדלות זו מזו החל מהמצב הראשוני החוקרים לא נזקקו לחלוקת הנבדקים בקבוצה העצמאית, מכיוון שההתנהגויות של הנבדקים במצב זה נבעו אך ורק מהעדפותיהם האישיות.
שיבוץ הנבדקים נעשה כך ש-20% מהנבדקים שובצו למצב העצמאי ו-80% שובצו למצב ההשפעה החברתית (10% לכל אחד משמונת העולמות).
הקצאה זו הניבה כ־700 נבדקים בכל אחד מעולמות ההשפעה חברתית ו-1,400 נבדקים במצב העצמאי.
אופי תכנון הניסוי לא היה ידוע לנבדקים.
עם כניסתם לאתר הניסוי (http://musiclab.columbia.edu) הנבדקים נחשפו למסך פתיחה המודיע להם כי הם עומדים להשתתף במחקר על טעם מוזיקלי ובתמורה להשתתפותם יקבלו הזדמנות להוריד מספר שירים בחינם על ידי אמנים חדשים ומבטיחים.
לאחר מכן הנבדקים נתנו את הסכמתם, מילאו סקר קצר והוצג בפניהם דף הוראות.
לבסוף, לנבדקים הוצג תפריט של 48 שירים.
במהלך הניסוי הראשון השירים הוצגו בתבנית של שלושה סוגי עמודות (ראה איור 2) בסדר אקראי לכל נבדק.
על ידי סדר אקראי של שירים לכל נבדק נמנעה העדפת שירים על ידי הצבתם במיקומי מסך אסטרטגיים.
בנוסף, סדר שירים ספציפי נשאר קבוע במהלך הניסוי כולו עבור כל נבדק.
לנבדקים בקבוצת ההשפעה החברתית הוצג ליד כל שיר גם מונה הורדות לפי עולמו של הנבדק ואילו לנבדקים במצב העצמאי אופציה זו לא הייתה קיימת.
במהלך הניסוי השני השירים הוצגו בתבנית עמודה אחת (ראה איור 3).
לנבדקים בעולמות החברתיים הוצגו השירים מסודרים לפי מספר הורדות בעולמם בסדר יורד ולנבדקים בקבוצה העצמאית השירים הוצגו באותה תבנית של עמודה אחת, אך בסדר אקראי וללא מונה ההורדות.
ניתוח הנתונים התבצע באמצעות שני פרמטרים עיקריים:
1) הצלחה של שיר מסוים נמדדה בהתבסס על נתח השוק של ההורדות השייכות לאותו שיר.
נתח השוק חושב על ידי הנוסחה הבאה :
-אחוז נתח השוק של שיר i
- מספר ההורדות של שיר i בעולם מסוים
- מספר ההורדות הכולל באותו עולם
- חישוב נוסחתי של מדד ההצלחה עבור שיר מסוים.
על מנת לחזק זאת, אנו רואים כי ככל שנבדק נתן דירוג גבוה יותר לשיר מסוים (נמדד בדירוג כוכבים 1–5) כך גדלה ההסתברות שיוריד את השיר.
2) מדד האי שוויון של ההצלחה עם נמדד לפי מדד ג'יני .
בניסוי שלנו, מדד ג'יני מוגדר באופן הבא:
• ככל שמקדם ג'יני קרוב ל-0, כך פיזור התוצאות אחיד יותר.
כלומר השוני במספר ההורדות בין השירים קטן יחסית.
או במילים פשוטות- לא היה שיר שהצליח יותר מהשאר.
• ככל שמקדם ג'יני קרוב ל-1, כך פיזור התוצאות אינו אחיד, זאת אומרת ששיר או מספר שירים הצליחו הרבה יותר מהשאר, ככל הנראה מכיוון שישנה העדפה ניכרת כלפיהם.
בניסוי 1: ניתן לראות שהפיזור של קבוצות ההשפעה החברתית (קווים כחולים) היה יחסית קרוב לקבוצה העצמאית (קו אדום), כלומר מונה ההורדות שהוצג בקבוצת ההשפעה החברתית לא היווה הבדל משמעותי.
ניתן להסביר זאת באופן הצגת השירים אשר חולקו ל-3 עמודות שלא ממוינות על פי מונה ההורדות של כל שיר.
בניסוי 2: ניתן לראות שהפיזור של קבוצות ההשפעה החברתית (קווים כחולים) שונה מרמת הפיזור בקבוצה העצמאית (קו אדום) והוא קרוב לרמת פיזור של 1, משמע שהייתה העדפה ברורה למספר שירים מסוימים על פני השאר בקבוצות ההשפעה החברתית.
ההסבר ניתן בכך שהצגה של עמודה אחת של שירים על פי סדר יורד של מספר ההורדות, גרמה לנטייה מצד הנבדקים להוריד את השירים שהוצבו בראש העמוד, שהם גם השירים הפופולריים ביותר.
דרך ניתוח הנתונים התבססה על השוואה מתמדת בין שתי האוכלוסיות של המחקר (ציר X מבטא את הקבוצה העצמאית, ציר Y מבטא את קבוצות ההשפעה החברתית).
השירים מוצגים בגרף באמצעות נקודות.
בנוסף, ניתוח הנתונים התבצע בנפרד לכל ניסוי ונעשה באמצעות שני מדדים:
מדד m -מבטא הצלחה של שיר מסוים על פי נתח שוק.
סולם דירוג הנע בין 1 ל-48. 1 מציין את ההעדפה הגבוהה ביותר לשיר, 48 מציין את ההעדפה הנמוכה ביותר .
• באיור A ניתן לראות שנתח השוק של כל שיר (מסומן בנקודה) כמעט זהה בין שתי הקבוצות כלומר הפיזור של הנקודות אחיד יחסית ומבוטא באמצעות שיפוע שהוא כמעט אלכסוני לגמרי.
• באיור B הצלחת שיר נמדדה לפי דירוג (מ 1 עד 48) ניתן לראות כי שיר שדורג במקום מסוים בקבוצה העצמאית דורג באופן דומה בקבוצות ההשפעה החברתית כלומר התוצאות מראות כי אין שינוי בין בחירת השירים בין הקבוצה העצמאית לקבוצת ההשפעה.
• באיור C ניתן לראות ששירים שנחשבו פופולריים בקבוצה העצמאית נחשבו פופולריים אף יותר בקבוצות ההשפעה החברתית.
שירים שלא היו פופולריים בקבוצה העצמאית היו אף פחות פופולריים בקבוצות ההשפעה החברתית.
בשאר השירים לא היה שוני משמעותי מהניסוי הראשון.
ניתן להסיק מתוצאות אלה שבניסוי השני הנבדקים בעולמות ההשפעה החברתית ראו באופן מובהק את השירים שהורדו הכי הרבה/מעט .
כתוצאה מכך השירים שהורדו הכי הרבה המשיכו להצליח ולשפר את נתח השוק שלהם והשירים שהורדו הכי מעט נחלו כישלון רב יותר והקטינו את נתח השוק שלהם.
• באיור D ניתן להסיק גם כן שבניסוי השני הנבדקים בעולמות ההשפעה החברתית הושפעו באופן מובהק מהשירים שהורדו הכי הרבה/מעט.
הפעם הצלחתם של השירים נמדדה על ידי סולם דירוג (מ 1 עד 48) .
ניתן לראות שבגרף זה הנתונים מפוזרים יותר מגרף B וזאת מכיוון שהשינוי בבחירת השירים בין שתי הקבוצות גבר בניסוי השני.
מסקנה וערך הניסוי בהקשר רשתות חברתיות
המסקנה הכוללת מהניסוי היא שבאוכלוסיות שבהן ההשפעה החברתית חשובה בקביעה האם פרט מחליט לאמץ אופן התנהגות מסוים או לקנות מוצר של מותג מסוים, חיזוי מדויק של החלטת הפרט קשה מאוד ואף כמעט בלתי אפשרי.
עם זאת, קיומה של השפעה חברתית משמעותה כי לעיתים קרובות ניתן לחזות את ההחלטה הסופית בשלב מוקדם יחסית בעזרת תהליך הבחירה של שאר האוכלוסייה.
כלומר הפרט פחות עצמאי בקבלת החלטות ממה שהיינו רוצים להאמין וחוכמת ההמונים היא לא באמת אוסף העמדות האינדיבידואליות של כל חברי הקבוצה, משום שהעמדה הפרטית שלנו מעוצבת בין היתר על ידי העמדות של אחרים בקבוצה ומשפיעה עליהן.
לממצאי המחקר שלנו יש השפעות במגוון תחומים שבהם אנשים נחשפים לעמדות של אנשים אחרים ועלולים להיות מושפעים מהם, כגון הצבעה בבחירות, חיזוי שוק מניות והמלצת מוצרים.
לכן אנחנו צריכים לגרום לדירוגים ברשת ולטכנולוגיות המשקללות ביקורות, להתחשב בהטיית ההשפעה החברתית, כדי שנוכל לפרש שיפוט קולקטיבי באופן איכותי ולעשות שימוש טוב יותר באינטליגנציה קולקטיבית בעתיד.
בשנת 2007 נערך ניסוי נוסף על ידי פטר דוטס ודאנקן וואטס המתמקד באופן גיבוש הדעה של פרט דרך אמצעי המדיה.
כאן החוקרים בחנו את הרעיון, שהם מכנים "השערת המשפיעים", תוך שימוש בסדרת הדמיות מחשב של תהליכי השפעה בינאישית.
ניסוי מבוקר הקצאה אקראית (או ניסוי עם בקרת אקראיות, RCT) הוא סוג של ניסוי מדעי שמטרתו לבדוק השפעת בחירות שונות על תוצאות באופן סטטיסטי.
RCT נעשה על ידי הקצאה אקראית של נבדקים לשתי קבוצות או יותר, ביצוע טיפול שונה בהן, ולאחר מכן מדידה והשוואת תוצאות בין הקבוצות.
הקצאה אקראית (רנדומיזציה) היא תהליך של הצבת נבדקי הניסוי בקבוצות טיפול או בקבוצות בקורת באמצעות שימוש במיקריות.
יתרונו הגדול של ה-RCT הוא בצימצום הטיות.
הקצאה אקראית לקבוצות גדולות מאזנת גורמים מנבאים (ערפלנים) ידועים ובלתי ידועים בין הקבוצות.
כן מצטמצמות למינימום גם הטיות בחירה והטיות מידע האופייניות למחקרי עוקבה.
כך, RCT מאפשר הוכחה או הפרכה של סיבתיות הסתברותית.
הניסוי עשוי להיות חד-סַמְיוּת, שבו הנבדקים לא יודעים לאיזו קבוצה הם הוקצו, או כפול סמיות, שבו לא הנבדקים ולא מְבַצְּעֵי הטיפול יודעים מהי הקצאת הנבדקים.
סמיות מפחיתה צורות אחרות של הטיות - של הנבדק ושל הנסיין.
הדבר נעשה על ידי שימוש בנהלים זהים ככל האפשר עם כל הנבדקים.
כל הבדל חייב להיות מהותי לטיפולי ההשוואה (למשל, כאשר חוקרים טיפול קבוצתי לעומת טיפול אישי, ביקורי בית לעומת שיחות טלפון וכו').
RCT משמש בדרך כלל לבחינת התערבויות או טיפולים רפואיים חדשים או התוויות חדשות שלהם.
RCT כפול סמיות נחשב תקן הזהב עבור ניסויים קליניים ובמיוחד בשלב III.
הוא משמש לבחינת היעילות (השפעה נמדדת כלשהי), המועילות (השפעה על תסמינים או מחלות כלשהן), התועלת (השפעה בריאותית כוללת, לדוגמה, תמותה-מכל-סיבה) והבטיחות (סיכונים כגון תופעות לוואי של תרופות) של התערבויות רפואיות.
הצהרת "ספיריט" SPIRIT 2013 מספקת המלצות מבוססות-ראיות לגבי התוכן המינימלי שדרוש לפרוטוקול ניסוי קליני ומשמשת כתקן בינלאומי מקובל.
המונחים "ניסויים מבוקרים עם הקצאה אקראית" (RCT) ו"ניסויי הקצאה אקראית" (RT) משמשים לעיתים כמילים נרדפות, אך המונח האחרון משמיט אזכור של בקרה ולכן עשוי לתאר מחקרים המשווים קבוצות טיפול מרובות זו מול זו בהיעדר קבוצת ביקורת.
ויותר מכך, באנגלית, ראשי התיבות RCT מורחבות לעיתים לא כ"ניסוי קליני אקראי" אלא כ"ניסוי השוואתי אקראי", מה שמוביל לעמימות בספרות המדעית.
לא כל הניסויים הקליניים האקראיים הם ניסויים מבוקרים אקראיים (וחלקם אף פעם לא יכולים להיות, כמו במקרים שבהם הבקרות יהיו לא מעשיות או לא מוסריות לביצוע).
המונח ניסוי קליני אקראי מבוקר הוא מונח חלופי המשמש במחקר קליני ; עם זאת, RCT מתבצעים גם בתחומי מחקר אחרים, כולל רבים מתחומי מדעי החברה.
הניסוי הקליני הראשון בוצע על ידי ג 'יימס לינד בשנת 1747 כדי למצוא טיפול לצפדינה.
ניסויים אקראיים הופיעו בפסיכולוגיה, שם הם הוצגו על ידי צ'ארלס סנדרס פירס וג'וזף יאסטרוב ב-1880, ובחינוך.
בתחילת המאה ה-20, הופיעו גם ניסויי הצבה אקראית בחקלאות, על ידי יז'י ניימן ורונלד א.
מחקריו הניסויים של פישר וכתביו העלו את קרנם של ניסויי ההצבה האקראית.
ב-1948 הופיע לראשונה RCT ברפואה כמאמר מדעי.
כותרתו: "טיפול סטרפטומיצין בשחפת ריאתית" והוא תיאר מחקר של המועצה למחקר רפואי.
אחד מהמחברים של המאמר היה אוסטין ברדפורד היל, אשר נחשב כהוגה ה-RCT המודרני.
עד סוף המאה ה-20, מחקרי RCT הוכרו כשיטה הסטנדרטית של "טיפולים רציונליים" ברפואה.
בשנת 2004, נכללו יותר מ-150,000 מחקרי RCT בספריית קוקרן.
כדי לשפר את הדיווח של מחקרי RCT בספרות הרפואית, קבוצה בינלאומית של מדענים ועורכים פרסמה את התקן המוסכם לדיווח על מחקרי רנדומיזציה (קונסורט) בשנת 1996, 2001 ו-2010, ואלה הפכו מקובלים.
עקרון האיזון הקליני ("אי-ודאות אמיתית בקרב מומחי הקהילה הרפואית...
לגבי הטיפול המועדף"), שהיה מקובל לגבי ניסויים קליניים, יושם ל-RCT.
אך לאתיקה של RCT יש שיקולים מיוחדים.
ראשית, נטען כי איזון קליני בלבד אינו מספיק להצדקת RCT.
שנית, 'איזון קולקטיבי' יכול להתנגש עם העדר 'איזון אישי' (למשל, אמונה אישית שהתערבות יעילה).
לבסוף, העיצוב של Zelen, אשר שימש בכמה מחקרי רנדומיזציה מבוקרים, מקצה באקראי נבדקים לפני שהם נותנים הסכמה מדעת, מה שאמנם עשוי להיות אתי עבור מחקרי RCT של סקירת מחלות וטיפולים מסוימים, אך לא ייחשב מוסרי עבור רוב הניסויים הטיפוליים.
אף על פי שהנבדקים כמעט תמיד נותנים הסכמה מדעת להשתתפותם ב-RCT, מחקרים משנת 1982 הראו כי נבדקי RCT עשויים להאמין כי הם יקבלו את הטיפול הטוב ביותר עבורם באופן אישי; כלומר, הם לא מבינים את ההבדל בין מחקר וטיפול.
נדרשים מחקרים נוספים כדי לקבוע את השכיחות ואת הדרכים לטפל ב'תפיסה הטיפולית המוטעית'.
בתהליך הגיוס של נבדקים עלול שימוש בהסברים או דוגמאות לא מאוזנות ואופטימיות לגרום להטעייה לגבי מהות המחקר והצפי.
לדוגמה, חולים עם מחלה סופנית עשויים להצטרף לניסויים בתקווה להירפא, גם כאשר הטיפולים אינם צפויים להצליח בכך.
בשנת 2004, הוועדה הבינלאומית של עורכי הרפואה (ראשי תיבות באנגלית: ICMJE), שכללה את 12 כתבי העת היוקרתיים של הרפואה, הודיעה כי כל הניסויים המתחילים רישום של נבדקים לאחר 1 ביולי 2005 חייבים להיות רשומים מראש במאגר ציבורי על מנת שישקל פרסום של תוצאותיהם.
עם זאת, רישום מחקרים עשוי עדיין להתבצע מאוחר או בכלל לא.
כמו כן, כתבי עת רפואיים נמצאו איטיים בהתאמת מדיניות המחייבת רישום ניסוי קליני כתנאי חובה מוקדם לפרסום תוצאותיהם.
דרך אחת לסווג מחקרי RCT היא על פי מתווה המחקר.
מתווי מחקרי ה-RCT העיקריים בספרות הרפואית הם (מהנפוץ יותר לנפוץ פחות):
קבוצות מקבילות - כל נבדק מוקצה באופן אקראי לקבוצה, וכל הנבדקים בקבוצה מקבלים (או לא מקבלים) התערבות.
מוצלב - לאורך תקופת המחקר, כל משתתף מקבל (או לא מקבל) התערבות, ברצף אקראי.
אשכול - קבוצות קיימות של משתתפים (למשל, כפרים, בתי ספר, מרפאות) נבחרות באופן אקראי לקבל (או לא לקבל) התערבות.
פקטוריאל - כל משתתף מוקצה באופן אקראי לקבוצה המקבלת שילוב מסוים של התערבויות או אי-התערבויות (לדוגמה, קבוצה 1 מקבלת ויטמין X וויטמין Y, קבוצה 2 מקבלת ויטמין X ופלצבו Y, קבוצה 3 מקבלת פלצבו X וויטמין Y, וקבוצה 4 מקבלת פלצבו X ופלצבו Y).
ניתוח של 616 מחקרי RCT שנרשמו ב-PubMed במהלך חודש דצמבר 2006 מצא כי 78% היו ניסויים מקביליים (קבוצות מקבילות), 16% היו מוצלבים, 2% היו מפוצלי-גוף, 2% מחקרי אשכול ו-2% היו פקטריאליים.
על פי התוצאה הנבחנת (חוללות לעומת תכליתיות, efficacy vs.
מחקרי RCT יכולים להיות מסווגים כ"מדגימים" או "פרגמטיים".
מחקרי RCT "מדגימים" בוחנים את חוללות ההתערבות , כלומר השפעה בתנאי ניסוי מבוקרים מאוד ועם משתתפים שנבחרו בקפידה.
לעומתם מחקרי RCT "פרגמטיים" (pRCT) בוחנים אֵפֶקְטִיבִיות של הטיפול, על ידי בחירת משתתפים פחות קפדנית ובתנאים גמישים יותר.
תנאים הדומים יותר לתנאי הפעילות הקלינית היומיומית.
בדרך זו, מחקרי RCT פרגמטיים יכולים לתת מידע התומך בקבלת החלטות לגבי פעולה.
על פי ההשערה (עליונות לעומת אי-נחיתות לעומת שקילות)
סיווג נוסף של מחקרי RCT מקטלג אותם כ "ניסויי עליונות" , "ניסויי אי-נחיתות" ו"ניסויי שקילות" אשר נבדלים בשיטה (מתודולוגיה) ובדיווח.
רוב מחקרי ה-RCT הם ניסויי עליונות, שבהם, לפי ההשערה, התערבות אחת היא עדיפה על אחרת באופן משמעותי מבחינה סטטיסטית.
חלק ממחקרי ה-RCT הם ניסויי אי-נחיתות "כדי לקבוע אם טיפול חדש אינו גרוע יותר מאשר הטיפול המושווה אליו." מחקרי RCT אחרים הם ניסויי שקילות שבהם ההשערה היא כי שתי התערבויות אינן נבדלות זו מזו.
היתרונות של הקצאה אקראית נאותה במחקרי RCT כוללים:
ביטול הטיה בהקצאת ההתערבות, במיוחד הטיה בבחירה ומשתנים מתערבים (ערפלנים) אחרים.
הקלה על שמירת סמיות (מיסוך) של זהות-הטיפול מהחוקרים, מהמשתתפים ומבוחני-התוצאים.
מאפשרת שימוש בתאוריית ההסתברות כדי לבטא את הסיכוי שהבדל בתוצאה בין קבוצות הטיפול הוא מיקרי.
בהקצאה אקראית נאותה של הנבדקים להתערבויות שונות יש לקבוע שני הליכים: הליך ההקצאה והליך הסתרת ההקצאה.
הליך הקצאה אקראית מטרתו ליצור רצף בלתי צפוי של הקצאות; הליך זה עשוי להיות הקצאה אקראית פשוטה של נבדקים לכל קבוצה בהסתברות שווה או עשוי להיות "מוגבל" (restricted), או "מסתגל" (adaptive).
הליך הסתרת ההקצאה, משמעותו אמצעי זהירות קפדניים שננקטים על מנת להבטיח שהקצאת הקבוצה של המטופלים לא תיחשף מוקדם מדי.
הליכים "שיטתיים" לא אקראיים של הקצאה קבוצתית, כגון החלפת נבדקים בין קבוצה אחת לאחרת, יכולים לגרום ל"אפשרויות זיהום בלתי מוגבלות" ולהפרה של סמיות ההקצאה.
עקב קושי באיתור עדויות אמפיריות לכך שהקצאה אקראית נאותה משפיעה על התוצאות (בהשואה להקצאה אקראית לקויה), יש הטוענים כי חשיבתה פחותה לעומת חשיבות הסמיות.
הקצאת הטיפול פירושה היחס הרצוי של הנבדקים בכל זרוע ניסוי.
הליך הקצאה אקראית אידיאלי הוא זה שישיג את המטרות הבאות:
מיקסום כוח סטטיסטי, במיוחד בניתוח תת-קבוצות.
זו עלולה להתרחש אם החוקרים יכולים במודע או באופן לא מודע להעדיף רישום חולים לפי זרועות הטיפול.
הליך אקראיות טוב יהיה בלתי צפוי, כך שהחוקרים לא יוכלו לנחש את הקצאת הקבוצה הבאה של הנבדק לפי הקצאת הנבדקים הקודמים.
הסיכון של הטיה בבחירה הוא הגבוה ביותר כאשר הקצאות הטיפול הקודמות ידועות (כמו במחקרים ללא-סמיות) או ניתנות לניחוש (למשל אם לתרופה יש תופעות לוואי ייחודיות).
מזעור הטיה בהקצאה (או ערפלן).
זו עלולה להתרחש כאשר משתנים המשפיעים על התוצאה אינם נחלקים באופן שווה בין קבוצות הטיפול, והשפעת הטיפול מתערבבת עם ההשפעה של המשתנים (כלומר, "הטיה מקרית").
אם הליך ההקצאה האקראית גורם לחוסר איזון במשתנים הקשורים לתוצאה בין קבוצות, אומדני ההשפעה עשויים להיות מוטים אלא אם יעברו התאמה למשתנים (אשר עשויים להיות לא מדודים ולכן לא ניתנים להתאמה כזו).
אין הליך הקצאה אקראית יחיד העונה על מטרות אלה בכל הנסיבות.
לכן על החוקרים לבחור מהו ההליך הנאות ביותר למחקר נתון לפי היתרונות והחסרונות שלו.
זהו הליך נפוץ ואינטואיטיבי, בדומה ל'זריקת מטבע חוזרת הוגנת', הידוע גם בשם אקראיות מלאה או 'בלתי מוגבלת'.
הוא חסין נגד הטיות הבחירה והמקריות.
החיסרון העיקרי שלו הוא האפשרות של גודל קבוצות לא מאוזן במחקרי RCT קטנים (עם פחות מ-200 נבדקים).
כדי לאזן גדלים קבוצתיים במחקרי RCT קטנים יותר, מומלץ ליצור צורה כלשהי של רנדומיזציה "מוגבלת".
הסוגים העיקריים של אקראיות מוגבלת הנמצאים בשימוש ב-RCT הם:
הקצאה אקראית עם פרמוטציית בלוקים או אקראיות חסומה : "גודל בלוק" ו"יחס הקצאה" (מספר נבדקים בקבוצה אחת לעומת הקבוצה האחרת) מוגדרים מראש, ונבדקים מוקצים באופן אקראי בתוך כל בלוק.
לדוגמה, גודל בלוק של 6 וקצב הקצאה של 2:1 יוביל להקצאה אקראית של 4 נבדקים לקבוצה אחת ו-2 לאחרת.
סוג זה של אקראיות יכול להיות משולב עם "אקראיות מרובדת", למשל לפי אתר, במחקר רב אתרים , כדי להבטיח איזון טוב של מאפייני המשתתפים בכל קבוצה.
מקרה מיוחד של הליך אקראיות חסומה ממוחשב הוא הקצאה אקראית שבה המדגם כולו מטופל כבלוק אחד.
החסרון העיקרי בהליך אקראיות חסומה הוא שגם אם גודלי הבלוקים גדולים ומגוונים באופן אקראי, ההליך עלול להוביל להטיית בחירה.
חסרון נוסף הוא כי ניתוח נאות של נתונים מ-RCT של אקראיות חסומה דורש ריבוד לפי בלוקים.
שיטות הקצאה אקראית מסתגלת של מטבע-מוטה (מהן הקצאה אקראית מהכד - באנגלית: urn randomization - היא הנפוצה ביותר): בשיטות לא נפוצות אלו, ההסתברות להיות מוקצה לקבוצה נעשית קטנה יותר אם הקבוצה מיוצגת יתר על המידה (וגם להפך, נעשית גדולה יותר אם הקבוצה אינה מיוצגת כראוי).
שיטות אלו נחשבות פחות מושפעות מהטיית הבחירה מאשר אקראיות חסומה.
לפחות שני סוגי הליכי הקצאה אקראית "הסתגלותית" שימשו במחקרי RCT, אך הם נדירים בהשוואה להקצאה אקראית פשוטה או מוגבלת:
הקצאה אקראית מסתגלת-למשתנים-נילוים , מתוכם סוג אחד הוא מזעור (מינימיזציה; באנגלית: minimization): ההסתברות להיות מוקצה לקבוצה משתנה כך ש"חוסר איזון משתנים" יהיה מזערי.
הקצאה אקראית מסתגלת-לתגובה , הידועה גם בשם הקצאה אקראית המסתגלת לתוצאות : ההסתברות להקצאה לקבוצה גדלה אם התגובות של החולים הקודמים בקבוצה היו רצויות.
נטען כי גישה זו היא אתית יותר מאשר סוגים אחרים של אקראיות כאשר ההסתברות כי טיפול יעיל (או לא יעיל) מתגבר במהלך RCT, אך הטענה טרם נבדקה היטב.
הסתרת ההקצאה , מוגדרת כ'נוהל להגנה על תהליך ההצבה האקראית, כך שהטיפול המוקצה אינו ידוע לפני כניסת המטופל למחקר' והיא חשובה ב-RCT.
בפועל, חוקרים קליניים במחקרי RCT מתקשים לעיתים קרובות לשמור על חוסר משוא פנים.
פורסמו בספרות המדעית דיווחים על חוקרים המביטים במעטפות סגורות מול אור חזק כדי לקרוא את תוכנן, או פורצים למשרד כדי לגלות את רשימת ההקצאות.
פרקטיקות אלה מביאות להטיות בחירה וערפלנים (כאשר שני אלה אמורים להיות ממוזערים על ידי הצבה אקראית), ומאפשרים עיוות של תוצאות המחקר.
הסתרה נאותה של ההקצאה צריכה למנוע מהמטופלים ומהחוקרים כל גילוי של הקצאת הטיפול מרגע תחילת הניסוי וגם לאחר סיומו.
בנוסף, גם תופעות לוואי הקשורות לטיפול עשויות להיות ייחודיות מספיק כדי לחשוף את ההקצאה לחוקרים או למטופלים ובכך להביא להטיה או להשפיע על פרמטרים סובייקטיביים שנאספים.
חלק מהשיטות הסטנדרטיות להבטחת הסתרת ההקצאה כוללות מעטפות ממוספרות, אטומות, חתומות ; מכלים ממוספרים ברצף; הצבה אקראית מבוקרת של תרופות; והצבה אקראית מרכזית.
מומלץ לכלול שיטות להסתרת ההקצאה בפרוטוקול של ה-RCT ולפרט אותן בפרסום תוצאות המחקר; עם זאת, מחקר שנערך בשנת 2005 קבע כי ברוב מחקרי ה-RCT, לא ברורה שיטת ההסתרה בפרוטוקול שלהם, בפרסומים שלהם, או בשניהם.
מאידך גיסא, מחקר שנערך ב-2008 לגבי 146 מטא-אנליזות, הגיע למסקנה כי תוצאות מחקרי RCT עם הסתרת הקצאה לא מספקת או לא ברורה נוטות להיות מוטות כלפי תוצאות טובות רק כשתוצאות ה-RCT היו סובייקטיביות ולא אובייקטיביות.
מהימנות ה-RCT תלויה במספר 'יחידות הטיפול' (איברים, נבדקים או קבוצות נבדקים) שהוקצו לקבוצות הבקרה וההתערבות.
גורם חשוב נוסף הוא 'השפעת הטיפול': מספר יחידות הטיפול הדרושות בשתי הקבוצות כדי לדחות את השערת האפס יוכל להיות קטן יותר כאשר השפעת הטיפול גדולה יותר.
הכישלון בדחיית השערת האפס מרמז על כך שלטיפול אין השפעה מובהקת סטטיסטית על המטופלים במבחן נתון.
מצד שני, ככל שגודל המדגם עולה, אותו RCT עשוי להיות מסוגל להדגים השפעה משמעותית של הטיפול, גם אם השפעה זו קטנה.
RCT יכול להיות עם סמיות, (מכונה גם "ממוסך" מלשון מסכה) על ידי נוהל המונע מהמשתתפים במחקר, מטפלים, או בוחני-תוצאה מלדעת איזו התערבות ניתנה.
שלא כמו הסתרה של הקצאה, סמיות היא לעיתים לא הולמת או אף בלתי אפשרית לביצוע ב-RCT; לדוגמה, אם הטיפול ב-RCT דורש השתתפות פעילה של המטופל (למשל, פיזיותרפיה), לא ניתן ליצור סמיות של המשתתפים לגבי ההתערבות.
באופן מסורתי, מחקרי RCT סווגו כ"בעלי סמיות יחידה", "כפולי סמיות", או "משולשי סמיות"; עם זאת, בשנת 2001 ו-2006 מחקרים הראו כי למונחים אלה יש משמעויות שונות עבור אנשים שונים.
הצהרת קונסורט 2010 מציינת כי על מחברים ועורכים להימנע מלהשתמש במונחים אלו; במקום זאת, דיווחים של RCT עם סמיות צריך לדון "אם נעשה מיסוך, מי היה 'סומא' לאחר הקצאה התערבויות (למשל, המשתתפים, מספקי הטיפול, מעריכי התוצאות) וכיצד."
מחקרי RCT ללא סמיות נקראים גם "פתוחים", או "של תווית פתוחה" (אם ההתערבות היא תרופה).
מחקר מ-2008 הדגים כי תוצאות סוביקטיביות של RCT ללא סמיות נטו להיות מוטות לטובת השפעת טיפול מיטיבה, אך לא כך לגבי תוצאות אובייקטיביות; למשל, ב-RCT של טיפולים לטרשת נפוצה, נוירולוגים ללא סמיות הרגישו שהטיפולים מועילים, בניגוד לנוירולוגים 'סומים'.
במחקרי RCT פרגמטיים, אף על פי שהמשתתפים והמטפלים הם לעיתים קרובות ללא סמיות, "עדיין רצוי ולעיתים קרובות ניתן להשאיר סמיות אצל מעריכי התוצאה או להשיג מקור אובייקטיבי של נתונים להערכת התוצאות."
סוגי השיטות הסטטיסטיות המשמשות במחקרי RCT תלויים במאפייני הנתונים וכוללים:
עבור נתוני תוצאות דיכוטומיים (בינאריים), ניתן להשתמש במבחן כי בריבוע (למספר נבדקים גדול), במבחן המדויק של פישר או ברגרסיה לוגיסטית, וניתן להשתמש גם בשיטות אחרות.
לנתוני תוצאות רציפות, ניתן להשתמש במבחן T (כאשר ההתפלגות נורמלית) או במבחנים א-פרמטריים דוגמת וילקוקסון ובניתוח של שונות (ANCOVA).
עבור נתוני תוצאות של זמן-עד-לאירוע, שעשויות להיות מצונזרות, מתאימים ניתוחי הישרדות (לדוגמה, אומדני Kaplan-Meier ומודלים של יחסי סיכון על שם קוקס.
מעבר לשיטות הסטטיסטיות, שיקולים חשובים בניתוח נתוני RCT כוללים:
האם יש להפסיק את ה-RCT מוקדם בשל תוצאות ביניים?
לדוגמה, ניתן להפסיק RCT בשלב מוקדם, אם מתברר כי ההתערבות מייצרת תועלת או נזק גדול מהצפוי, או אם חוקרים מוצאים ראיות להיעדר הבדל חשוב בין התערבויות ניסוי לבקרה.
המידה שבה ניתן לנתח את הקבוצות בדיוק כפי שנוצרו בהקצאה האקראית (כלומר, אם נעשה שימוש ב'ניתוח לפי הכוונה לטפל' intention-to-treat analysis).
ניתוח "טהור" כזה אפשרי רק כאשר זמינים נתוני תוצאות מלאים עבור כל הנבדקים שהוקצו; כאשר חלק מנתוני התוצאות חסרים, אפשרויות הבחינה הסטטיסטית כוללות: ניתוח של מקרים עם תוצאות ידועות בלבד וניתוח תוך שימוש בנתונים משוערים.
עם זאת, ככל שהניתוחים יוכלו לכלול את סך המשתתפים בקבוצות שאליהם חולקו אקראית, ההטיה של ה-RCT תהיה פחותה.
האם לבצע ניתוח תת-קבוצות ?
לעיתים קרובות, ניתוחים אלה אינם רצויים שכן השוואות מרובות עשויות להניב ממצאים חיוביים כוזבים שאי אפשר לאשר על ידי מחקרים אחרים.
הצהרת קונסורט CONSORT) 2010) היא מערך מינימלי, מבוסס ראיות, להמלצות על דיווחי RCT.
רשימת הקונסורט 2010 כוללת כ-25 פריטים (ביניהם רבים עם תת-פריטים), המתמקדים בניסויים של הקצאה אקראית יחידנית, עם שתי קבוצות במקביל, שהם הסוג השכיח ביותר של RCT.
עבור עיצובי RCT אחרים, פורסמו "הרחבות קונסורט", למשל:
הצהרת קונסורט 2010: הרחבה על ניסויי הקצאה אקראית של אשכולות.
הצהרת קונסורט 2010: התערבויות טיפוליות לא תרופתיות
שני מחקרים, שפורסמו בכתב העת לרפואה של ניו-אינגלנד בשנת 2000, מצאו כי מחקרים תצפיתיים ומחקרי RCT הפיקו תוצאות דומות.
מחבריהם הטילו ספק "באמונה כי אין להשתמש במחקרים תצפיתיים לצורך הגדרת טיפול רפואי מבוסס ראיות", וכי תוצאות המחקר הן "עדות ברמה הגבוהה ביותר".
עם זאת, מחקר שפורסם ב-2001 בכתב העת של האיגוד הרפואי האמריקאי קבע כי בין מחקרים תצפיתיים לבין מחקרי RCT "ישנם פערים לא מקריים, ושכיח מאוד למצוא ביניהם הבדלים בהערכת מידת ההשפעה של הטיפול".
הועלו גם קווי טיעון אחרים כנגד תרומתם היחסית של מחקרי RCT לידע המדעי לעומת סוגי מחקר אחרים:
אם מדרגים סוגי מחקר לפי הפוטנציאל שלהם לתגליות חדשות, אזי ראיות אנקדוטיות תהינה בראש הרשימה, אחריהן מחקרים תצפיתיים, ואחריהם RCT.
מחקרי RCT עשויים להיות מיותרים לבחינת טיפולים בעלי השפעות דרמטיות ומהירות ביחס למהלך הטבעי היציב או להידרדרות הצפויה.
דוגמה אחת היא כימותרפיה משולבת, כולל ציספלטין לסרטן אשכים גרורתי, שהגדיל את שיעור הריפוי מ-5% ל-60% במחקר לא אקראי.
ככל השיטות הסטטיסטיות, גם מחקרי RCT עלולים ללקות בטעויות סטטיסטיות מסוג I ("חיובי כוזב") והן מסוג II ("שלילי כוזב").
לגבי שגיאות מסוג I, מחקר RCT טיפוסי ישתמש בערך p של 0.05 (כלומר, 1 ל-20) כהסתברות שיזהה שני טיפולים יעילים באותה מידה כאילו הם שונים באופן משמעותי.
באשר לשגיאות מסוג II, למרות פרסום של מאמר שפורסם ב-1978, שציין כי גודלי המדגם של מחקרי RCT רבים היו קטנים מכדי להסיק מסקנות ברורות לגבי התוצאות השליליות, בשנים 2005–2006, שיעור לא מבוטל של דיווחי RCT עדיין כללו חישובי גודל מדגם לא מדויקים או חלקיים.
ביקורת עמיתים לגבי התוצאות היא חלק חשוב של השיטה המדעית.
הסוקרים בוחנים את תוצאות המחקר לגבי בעיות אפשריות בתכנון העלולות להוביל לתוצאות לא מהימנות (למשל על ידי יצירת הטיה שיטתית).
העמיתים מעריכים את המחקר ביחס למחקרים קשורים וראיות אחרות, ושוקלים אם ניתן לקבל את מסקנות המחקר כמהימנות ומגובות בראיות.
כדי להדגים באופן היתולי את הצורך בבדיקת עמיתים ואת הסכנה של הכללת יתר, פרסמו שני חוקרים ניסוי מבוקר עם הקצאה אקראית של 23 מתנדבים, שבו קיבלו הנבדקים מצנח או תרמיל ריק והתבקשו לקפוץ ממטוס קל או מסוק.
הם דיווחו, במדויק, כי מצנחים לא צמצמו את הפציעה בהשוואה לתרמילים ריקים.
ההקשר המרכזי שהגביל את תחולתה הכללית של המסקנה הזאת היה שכלי הטיס חנו על הקרקע, ושהמשתתפים קפצו רק מגובה של כשני רגל.
מחקרי RCT נחשבים לצורה האמינה ביותר של ראיות מדעיות בהיררכיה של הראיות המשפיעה על מדיניות הבריאות כיוון שהם מצמצמים סיבתיות-מזויפת והטיה.
תוצאות RCT ניתן לשלב בסקירות שיטתיות אשר נמצאות יותר ויותר בשימוש כאמצעי להתערבות מבוססת ראיות.
דוגמאות לחשיבות שמיחסים ארגונים מדעיים ל-RCT או לביקורות שיטתיות של מחקרי RCT כאיכות הגבוהה ביותר של ראיות יובאו להלן:
החל ב-1998, המועצה הלאומית לבריאות ולחקר רפואי של אוסטרליה קבעה ראיות מסוג 'רמה I', כאלו ש"התקבלו מסקירה שיטתית של כל ניסוי ה-RCT הרלוונטיים" ו'רמה 2' כאלו ש"התקבלו מלפחות RCT אחד מתוכנן כהלכה".
מאז שנת 2001 לפחות, כוח המשימה של שירותי המניעה של ארצות הברית (ראשי תיבות באנגלית: USPSTF), המוציא המלצות לקביעת הנחיות קליניות, בחן הן את שיטת המחקר והן את תוקפו הפנימי, כסמנים לאיכותו.
הוא הכיר ב"ראיות המתקבלות מ-RCT נאות אחד לפחות", בעל תוקף פנימי טוב, כראיות האיכותיות ביותר העומדות לרשותו.
קבוצת העבודה של GRADE הסיקה בשנת 2008 כי "ניסויים מבוקרים עם הקצאה אקראית, שלא נמצאו בהם מגבלות מהותיות, מהווים ראיות איכותיות".
מרכז אוקספורד לרפואה מבוססת ראיות, בנושאים הקשורים ל-"טיפול / מניעה, סיבתיות / נזק", הגדיר לשנת 2011 ראיות של 'רמה 1a' כ"סקירה שיטתית של RCT המתאימים זה לזה", וכן ראיות 'רמה 1b' כ-RCT יחיד (עם מרווח ביטחון צר)."
תוצאות מחקרי RCT מפתיעות וראויות לציון, כוללות:
לאחר אישור מינהל המזון והתרופות, תרופות נגד הפרעות קצב לב בשם פלקאיניד (flecainide) ואנקאיניד (encainide) הגיעו לשוק בשנת 1986 ו-1987 בהתאמה.
המחקרים הלא האקראיים לגבי התרופות תוארו כ"הצלחה מזהירה", ותפוצתן בתחילת 1989 הגיעה לכ-165,000 מרשמים לחודש.
אולם באותה שנה, דו"ח ראשוני של RCT סיכם כי שתי התרופות הגדילו את התמותה והמכירות של התרופות ירדו.
לפני 2002, בהתבסס על מחקרים תצפיתיים, רופאים רשמו טיפול תחליף הורמונלי באופן שגרתי לנשים לאחר גיל המעבר כדי למנוע אוטם שריר הלב.
אך ב-2002 וב-2004, פרסומי RCT של ארגון הבריאות לנשים טענו כי נשים הנוטלות טיפול בתחליפי הורמונים עם אסטרוגן ופרוגסטין, היו בעלות שיעור גבוה יותר של אוטם שריר הלב מאשר נשים בקבוצת הפלצבו, וכי טיפול בתחליפי הורמון אסטרוגן בלבד לא גרם להפחתה השכיחות של מחלת לב כלילית.
הסברים אפשריים לפער בין המחקרים התצפיתיים ל-RCT הם בהבדלים במתודולוגיה, במשטרי ההורמונים בהם נעשה שימוש ובאוכלוסיות.
השימוש בתחליפי הורמונים פחת לאחר פרסום ה-RCT.
ניסוי צ'יהליון נערך בשנת 1774 לקביעת מסת כדור הארץ באמצעות מדידת הסטייה הקטנה בזווית של אנך בהשפעת כח הכבידה של עצם סמוך.
חוק המשיכה האוניברסלי נוסח על ידי אייזק ניוטון בשנת 1687 ועל פיו כל גוף מפעיל כח משיכה יחסי למסתו.
באמצעות תצפיות אסטרונומיות ניתן לחשב את היחס בין מסת גרמי שמיים על פי יחס הכוחות שהם מפעילים על גופים אחרים: השמש על כדור הארץ, כדור הארץ על הירח וכדומה.
כדי לחשב את המסה המוחלטת של כדור הארץ, ובעקבותיה את המסה של השמש, הירח וכוכבי הלכת יש למדוד את עצמת כח המשיכה של גוף שמסתו ידועה.
משקולת תלויה על חוט נמשכת אל מרכז כדור הארץ ולכן תיצור זווית ישרה עם המשטח שמעליו היא תלויה.
אם יש בקרבת מקום גוף בעל מסה גדולה כדוגמת הר יפעל על המשקולת גם כח המשיכה של ההר ולכן תיווצר סטייה קטנה של החוט מהאנך.
בשנת 1734 ניסו פייר בוגה ו-Charles Marie de La Condamine לבצע מדידה כזו בקרבת הר צ'ימבורסו שבאקוודור אך לא הצליחו לקבל תוצאות מדויקות בתנאי השטח הקשים.
בשנת 1774 יצאה משלחת בראשות האסטרונום נוויל מסקלין למדוד את כוח המשיכה שמפעיל ההר צ'יהליון (Schiehallion) שבסקוטלנד על עצמים סביבו.
הר צ'יהליון נבחר על ידי האסטרונום צ'ארלס מייסון (Charles Mason) כיוון שהוא מבודד יחסית בסביבתו, הוא סימטרי בכיוון מזרח-מערב כך שקל למצוא את מרכז המסה שלו והמדרונות בכיוון צפון ודרום תלולים כך שניתן לבצע את המדידה קרוב למרכז המסה וכך להגדיל את השפעת כח המשיכה על המשקולת.
לצורך מציאת מרכז המסה נדרש מיפוי קפדני של ההר.
צ'ארלס הוטון (Charles Hutton) הקרטוגרף שביצע את המשימה יצר לשם כך את המפה הטופוגרפית הראשונה הכוללת קווי גובה.
נדרשה שורה ארוכה של תצפיות אסטרונומיות לחישוב הזווית שבין המטוטלת לכוכבים ובסופה נמדדה סטייה מהכיוון האנכי בערך ב-11 שניות מעלה (0.003°) סטיה זעירה זו אפשרה לקבוע את היחס בין מסת ההר (שחושבה מהנפח שלו וצפיפות הסלע) למסת כדור הארץ וכך להעריך את מסת כדור הארץ ואת צפיפותו.
הוטון העריך את צפיפות הסלעים מהם בנוי ההר ב-2,500 ק"ג למטר מעוקב וכך להעריך את צפיפותו של כדור הארץ כולו כתשע חמישיות מצפיפות הסלעים.
תוצאות המדידה סוטות בכ-20% מהערך המקובל כיום.
מתוצאות ניסוי צ'יהליון ניתן להעריך את גודלו של קבוע הכבידה אך קביעה זו לא הוגדרה כמטרת הניסוי.
24 שנים לאחר ניסוי צ'יהליון נערך ניסוי קוונדיש שקבע את צפיפות כדור הארץ ואת קבוע הכבידה בדיוק טוב יותר.
הנחת יסוד זו כבר הוכחה על ידי נסיינים איטלקים כמה עשורים קודם לכן.
לפי הסיפור, גלילאו גילה באמצעות ניסוי זה שהעצמים נפלו באותה תאוצה, מה שמוכיח שהתחזית שלו נכונה, ובמקביל הפריך את תורת הכבידה של אריסטו (הקובעת שעצמים נופלים במהירות פרופורציונלית למסה שלהם).
רוב ההיסטוריונים מסכימים שזהו היה ניסוי מחשבתי ולא מבחן פיזיקלי שהתרחש במציאות.
הפילוסוף היווני הביזנטי והפרשן האריסטוטלי יואנס פילופונוס מהמאה ה-6 טען כי הקביעה האריסטוטלית לפיה חפצים נופלים באופן פרופורציונלי למשקלם אינה נכונה.
עד 1544, על פי בנדטו ורצ'י, הנחת היסוד האריסטוטלית הופרכה בניסוי על ידי לפחות שני איטלקים.
בשנת 1551, דומינגו דה סוטו הציע שעצמים בנפילה חופשית מאיצים באופן אחיד.
שנתיים לאחר מכן, המתמטיקאי ג'אמבטיסטה בנדטי שאל מדוע שני כדורים, אחד עשוי ברזל ואחד מעץ, ייפלו באותה מהירות.
כל זה קדם להולדתו של גלילאו גליליי ב-1564.
ניסוי דומה נערך בדלפט בהולנד, על ידי המתמטיקאי והפיזיקאי ועל ידי יאן דה חרוט (אביו של הוגו גרוטיוס).
בזמן שבו ויויאני טוען שהניסוי התרחש (בין 1589 ל-1592), גלילאו עדיין לא גיבש את הגרסה הסופית של חוק נפילת הגופים שלו.
עם זאת, הוא ניסח גרסה מוקדמת שניבאה שגופים מאותו חומר הנופלים באותו תווך ייפלו באותה מהירות.
זה היה בניגוד למה שלימד אריסטו: שעצמים כבדים נופלים מהר יותר מהקלים יותר, וביחס ישר למשקלם.
אף על פי שסיפור זה סופר מחדש בסיפורים פופולריים, אין תיאור של גלילאו עצמו על ניסוי כזה, והיסטוריונים רבים מאמינים שזה היה ניסוי מחשבתי.
יוצא דופן הוא סטילמן דרייק, שטוען שזה התרחש, פחות או יותר כפי שתיאר אותו ויויאני, כהדגמה לסטודנטים.
גלילאו הציג את רעיונותיו על גופים נופלים, ועל קליעים בכלל, בספרו "שני מדעים חדשים", שיצא לאור בשנת 1638. שני המדעים היו מדע התנועה, שהפך לאבן היסוד של הפיזיקה, ומדע החומרים והבנייה, תרומה חשובה להנדסה.
גלילאו הגיע להשערתו באמצעות ניסוי מחשבתי מפורסם המתואר בספרו "דה מוטו אנטיקווורה".
ניסוי זה מתנהל באופן הבא: דמיינו שני עצמים, אחד קל ואחד כבד יותר מהשני, מחוברים זה לזה באמצעות חוט.
זרקו את מערכת החפצים הזו מראש של מגדל.
אם נניח שעצמים כבדים יותר אכן נופלים מהר יותר מאלה קלים יותר (ולהפך, עצמים קלים נופלים לאט יותר), החוט יימשך במהרה כשהחפץ הקל יותר מעכב את נפילת החפץ הכבד יותר.
אבל המערכת כמכלול כבדה יותר מהעצם הכבד בלבד, ולכן צריכה ליפול מהר יותר.
סתירה זו מובילה למסקנה שההנחה שקרית.
האסטרונאוט דייוויד סקוט ביצע גרסה של הניסוי על הירח במהלך משימת אפולו 15 ב-1971, והפיל נוצה ופטיש מידיו.
בגלל אטמוספירת הירח הזניחה, לא היה גרר על הנוצה (כלומר התנגדות אוויר), שפגעה בקרקע במקביל לפטיש.
ניסוי טבעי הוא מחקר שבו פרטים (או קבוצות של פרטים) נחשפים לתנאי ניסוי ובקרה שנקבעים על ידי הטבע או על ידי גורמים אחרים שאינם בשליטת החוקרים.
התהליך השולט בחשיפות לתנאים ולגורמים הוא דומה, ככל הנראה, להקצאה אקראית.
לכן, ניסויים טבעיים הם מחקרי תצפית ואינם מבוקרים במובן המסורתי של ניסוי אקראי (מחקר התערבות).
ניסויים טבעיים הם שימושיים ביותר כאשר הייתה חשיפה לתנאים ולגורמים שהיא מוגדרת בבירור, חשיפה הכוללת תת-אוכלוסייה מוגדרת היטב - והיעדר חשיפה בתת-אוכלוסייה דומה, כך שניתן לייחס שינויים בתוצאות באופן סביר לאותה חשיפה.
ההבדל בין ניסוי טבעי למחקר תצפיתי לא ניסיוני הוא שהראשון כולל השוואה של תנאים הסוללים את הדרך להסקה סיבתית, והאחרון לא.
אחד הניסויים הטבעיים המוקדמים הידועים ביותר היה התפרצות הכולרה ברחוב ברוד בלונדון בשנת 1854. ב-31 באוגוסט 1854 התפרצות כולרה גדולה פגעה בסוהו.
במהלך שלושת הימים הבאים, 127 בני אדם מתו ליד רחוב ברוד.
עד סוף ההתפרצות, 616 בני אדם מתו.
הרופא ג'ון סנואו זיהה את מקור ההתפרצות כמשאבת המים הציבורית הקרובה ביותר, באמצעות מפת מקרי מוות ומחלות שחשפה צביר של מקרים סביב המשאבה.
בדוגמה זו, סנואו גילה קשר חזק בין השימוש במים מהמשאבה לבין מקרי מוות ומחלות עקב כולרה.
סנואו גילה שחברת המים סאות'וורק ווקסהול, שסיפקה מים למחוזות עם שיעורי פגיעה גבוהים, קיבלה את המים מהתמזה במורד הזרם, משם הוזרמו שפכים גולמיים לנהר.
לעומת זאת, הייתה פגיעה נמוכה במחוזות שקיבלו מים מחברת המים למבת', שקיבלה מים במעלה הזרם, לפני נקודות השפכים.
בהתחשב בפיתוח הכמעט אקראי של אספקת המים בלונדון באמצע המאה התשע עשרה, סנואו ראה בהתפתחויות "ניסוי...
החשיפה למים המזוהמים לא הייתה בשליטת אף מדען.
לכן חשיפה זו הוכרה כניסוי טבעי.
מטרת מחקר של אנגריסט ואוונס (Angrist and Evans, 1998) הייתה להעריך את השפעת גודל המשפחה על שוק העבודה מבחינת האם.
מתאם בין גודל המשפחה לתוצאות שונות, למשל שכר, לא מלמד כיצד גודל המשפחה משפיע על תוצאות שוק העבודה.
ראשית, תוצאות שוק העבודה וגודל המשפחה עשויים להיות מושפעים ממשתנים שלישיים שלא נצפים, למשל העדפות אישיות.
שנית, תוצאות שוק העבודה עצמן עשויות להשפיע על גודל המשפחה, מה שנקרא "סיבתיות הפוכה".
לדוגמה, אישה עשויה לדחות הבאת ילד לעולם אם היא מקבלת העלאה בשכר.