Experimento natural - Natural experiment
Um experimento natural é um estudo empírico no qual indivíduos (ou grupos de indivíduos) são expostos às condições experimentais e de controle que são determinadas pela natureza ou por outros fatores fora do controle dos investigadores. O processo que rege as exposições se assemelha indiscutivelmente à atribuição aleatória . Assim, experimentos naturais são estudos observacionais e não são controlados no sentido tradicional de um experimento aleatório (um estudo de intervenção ). Os experimentos naturais são mais úteis quando houve uma exposição claramente definida envolvendo uma subpopulação bem definida (e a ausência de exposição em uma subpopulação semelhante), de modo que mudanças nos resultados podem ser atribuídas de forma plausível à exposição. Nesse sentido, a diferença entre um experimento natural e um estudo observacional não experimental é que o primeiro inclui uma comparação de condições que abrem o caminho para a inferência causal , mas o último não.
Experimentos naturais são empregados como projetos de estudo quando a experimentação controlada é extremamente difícil de implementar ou antiética, como em várias áreas de pesquisa abordadas pela epidemiologia (como avaliar o impacto na saúde de vários graus de exposição à radiação ionizante em pessoas que viviam perto de Hiroshima na época de a explosão atômica) e economia (como estimar o retorno econômico sobre a quantidade de escolaridade em adultos nos EUA).
História
Um dos primeiros experimentos naturais mais conhecidos foi o surto de cólera de Broad Street, em 1854, em Londres , Inglaterra. Em 31 de agosto de 1854, um grande surto de cólera atingiu o Soho . Nos três dias seguintes, 127 pessoas morreram perto da Broad Street. Ao final do surto, 616 pessoas morreram. O médico John Snow identificou a origem do surto como a bomba d'água pública mais próxima, usando um mapa de mortes e doenças que revelou um grupo de casos ao redor da bomba.
Neste exemplo, Snow descobriu uma forte associação entre o uso da água da bomba e mortes e doenças devido ao cólera. Snow descobriu que a Southwark and Vauxhall Waterworks Company , que fornecia água para distritos com altas taxas de ataque, obtinha a água do Tamisa a jusante de onde o esgoto bruto era despejado no rio. Em contraste, os distritos que recebiam água da Lambeth Waterworks Company , que obtinha água a montante dos pontos de descarga de esgoto, tinham baixas taxas de ataque. Dado o desenvolvimento de colcha de retalhos quase aleatório do abastecimento de água em Londres em meados do século XIX, Snow viu os desenvolvimentos como "um experimento ... em grande escala". Claro, a exposição à água poluída não estava sob o controle de nenhum cientista. Portanto, essa exposição foi reconhecida como um experimento natural.
Exemplos recentes
Tamanho família
O objetivo de um estudo de Angrist e Evans (1998) foi estimar o efeito do tamanho da família sobre os resultados do mercado de trabalho da mãe. Por pelo menos duas razões, as correlações entre o tamanho da família e vários resultados (por exemplo, rendimentos) não nos informam sobre como o tamanho da família afeta causalmente os resultados do mercado de trabalho. Em primeiro lugar, tanto os resultados do mercado de trabalho quanto o tamanho da família podem ser afetados por "terceiras" variáveis não observadas (por exemplo, preferências pessoais). Em segundo lugar, os próprios resultados do mercado de trabalho podem afetar o tamanho da família (chamada de "causalidade reversa"). Por exemplo, uma mulher pode adiar ter um filho se receber um aumento no trabalho. Os autores observaram que famílias com dois filhos com dois meninos ou duas meninas têm uma probabilidade substancialmente maior de ter um terceiro filho do que famílias com dois filhos com um menino e uma menina. O sexo dos dois primeiros filhos, então, constitui uma espécie de experimento natural: é como se um experimentador tivesse designado aleatoriamente algumas famílias para terem dois filhos e outras três. Os autores foram então capazes de estimar com credibilidade o efeito causal de ter um terceiro filho nos resultados do mercado de trabalho. Angrist e Evans descobriram que a procriação teve um impacto maior nas mulheres pobres e menos educadas do que nas mulheres altamente educadas, embora o impacto nos rendimentos de ter um terceiro filho tendesse a desaparecer por volta do 13º aniversário dessa criança. Eles também descobriram que ter um terceiro filho teve pouco impacto sobre os ganhos dos maridos.
Programas de jogos
Na economia, os programas de jogos são uma forma frequentemente estudada de experimento natural. Embora os game shows possam parecer contextos artificiais, eles podem ser considerados experimentos naturais devido ao fato de que o contexto surge sem a interferência do cientista. Os programas de jogos têm sido usados para estudar uma ampla gama de diferentes tipos de comportamento econômico, como tomada de decisão sob risco e comportamento cooperativo.
Proibição de fumar
Em Helena, Montana, a proibição do fumo estava em vigor em todos os espaços públicos, incluindo bares e restaurantes, durante o período de seis meses de junho de 2002 a dezembro de 2002. Helena está geograficamente isolada e atendida por apenas um hospital. Os pesquisadores observaram que a taxa de ataques cardíacos caiu 40% enquanto a proibição de fumar estava em vigor. Os oponentes da lei prevaleceram ao fazer com que a aplicação da lei fosse suspensa após seis meses, após o que a taxa de ataques cardíacos voltou a subir. Este estudo foi um exemplo de experimento natural, denominado experimento case-crossover , em que a exposição é removida por um tempo e depois devolvida. O estudo também notou suas próprias fraquezas que potencialmente sugerem que a incapacidade de controlar variáveis em experimentos naturais pode impedir os investigadores de tirar conclusões firmes. '
Teste de armas nucleares
Os testes de armas nucleares liberaram grandes quantidades de isótopos radioativos na atmosfera, alguns dos quais poderiam ser incorporados aos tecidos biológicos. A liberação parou após o Tratado de Proibição Parcial de Testes Nucleares em 1963, que proibiu testes nucleares atmosféricos. Isso se assemelhava a um experimento de perseguição de pulso em grande escala , mas não poderia ter sido realizado como um experimento regular em humanos devido à ética científica. Vários tipos de observações foram possíveis (em pessoas nascidas antes de 1963), como a determinação da taxa de substituição de células em diferentes tecidos humanos.
Esboço da guerra do vietnã
Uma questão importante na pesquisa econômica é o que determina os lucros. Angrist (1990) avaliou os efeitos do serviço militar nos ganhos vitalícios. Usando métodos estatísticos desenvolvidos em econometria , Angrist capitalizou a atribuição aleatória aproximada da loteria do draft da Guerra do Vietnã e a usou como uma variável instrumental associada à elegibilidade (ou não elegibilidade) para o serviço militar. Como muitos fatores podem prever se alguém servirá nas Forças Armadas, o sorteio da loteria estrutura um experimento natural em que os convocados para o serviço militar podem ser comparados com os não convocados, porque os dois grupos não devem diferir substancialmente antes do serviço militar. Angrist descobriu que os ganhos dos veteranos eram, em média, cerca de 15% menores do que os dos não veteranos.
Melanismo industrial
Com a Revolução Industrial no século XIX, muitas espécies de mariposas, incluindo a bem estudada mariposa salpicada , responderam à poluição atmosférica de dióxido de enxofre e fuligem em torno das cidades com melanismo industrial , um aumento dramático na frequência de formas escuras em relação às anteriores. abundantes formas pálidas e salpicadas. No século XX, à medida que a regulamentação melhorou e a poluição caiu, proporcionando as condições para um experimento natural em grande escala, a tendência para o melanismo industrial foi revertida e as formas melânicas rapidamente tornaram-se escassas. O efeito levou os biólogos evolucionistas LM Cook e JRG Turner a concluir que " a seleção natural é a única explicação confiável para o declínio geral".