Nhóm đối chứng là nhóm được đối xử giống hệt nhóm thử nghiệm, chỉ trừ đúng một thứ đang được kiểm tra. Nhờ có nó, người làm thí nghiệm biết được kết quả là do thứ mình thử hay do những điều vẫn xảy ra dù không làm gì: thời tiết, may rủi, cơ thể tự hồi phục, hay chỉ vì người tham gia biết mình đang được quan sát.
Thiếu nhóm đối chứng, một câu như "dùng sản phẩm X ba tuần, 80% người thấy khá hơn" gần như không nói lên gì, vì có thể 80% người không dùng gì cũng thấy khá hơn. Bài này giải thích nhóm đối chứng hoạt động ra sao, các kiểu đối chứng thường gặp, hai kỹ thuật giữ cho so sánh công bằng là chia ngẫu nhiên và làm mù, và một thí nghiệm có đối chứng bạn làm được với cả nhà.
Không có nhóm so sánh thì không biết thứ gì gây ra kết quả
Ví dụ giả định: một hộ trồng lúa ở Đồng Tháp năm nay chuyển sang một loại phân bón mới và thu hoạch được nhiều hơn năm ngoái. Có phải nhờ phân? Có thể. Nhưng năm nay mưa thuận hơn, giống lúa mới hơn, sâu bệnh ít hơn, và chính người trồng chăm ruộng kỹ hơn vì háo hức với loại phân mới. Chỉ nhìn một thửa ruộng qua hai năm, không có cách nào tách các yếu tố đó ra.
Cách tách là chia ruộng: một phần bón phân mới, một phần bón phân cũ, cùng giống, cùng ngày cấy, cùng cách chăm, trên cùng một vụ. Phần bón phân cũ là nhóm đối chứng. Mưa, nắng, sâu bệnh tác động lên cả hai phần như nhau, nên nếu phần phân mới vẫn cho năng suất cao hơn, khác biệt đó có lý do để quy cho phân bón.
Logic này áp dụng cho mọi câu hỏi kiểu "X có tác dụng không": thuốc, phương pháp dạy học, thức ăn chăn nuôi, cách tưới cây. Câu hỏi đúng không phải là "sau khi dùng X có khá hơn không", mà là "dùng X có khá hơn so với không dùng X, trong cùng điều kiện không". Vế sau mới cần nhóm đối chứng, và cũng chỉ vế sau mới trả lời được điều ta thật sự muốn biết.
James Lind và mười hai thuỷ thủ năm 1747
Một trong những thí nghiệm có đối chứng được nhắc đến nhiều nhất trong lịch sử diễn ra trên con tàu Salisbury của hải quân Anh năm 1747. Bác sĩ tàu James Lind chọn mười hai thuỷ thủ mắc bệnh scorbut, căn bệnh làm chảy máu lợi, rã rời cơ thể và giết rất nhiều thuỷ thủ trên những chuyến đi dài. Ông chọn những người có triệu chứng tương tự nhau, cho ở cùng chỗ, ăn cùng khẩu phần cơ bản.
Rồi ông chia họ thành sáu cặp, mỗi cặp nhận thêm một thứ được người thời đó cho là có thể chữa bệnh: rượu táo, một loại dung dịch axit, giấm, nước biển, cam và chanh, và một hỗn hợp gia vị. Cặp được ăn cam chanh hồi phục nhanh nhất, chỉ sau khoảng một tuần một người đã làm việc lại được. Các cặp khác hầu như không cải thiện, ngoại trừ cặp uống rượu táo khá hơn chút ít.
Theo chuẩn hiện nay, thí nghiệm của Lind còn nhiều chỗ yếu: số người rất ít, không chia ngẫu nhiên, không có nhóm chỉ ăn khẩu phần thường. Chính Lind cũng không rút ra kết luận dứt khoát ngay, và phải nhiều năm sau hải quân Anh mới đưa nước chanh vào khẩu phần. Nhưng ý tưởng cốt lõi đã rõ: giữ mọi thứ giống nhau, chỉ đổi một thứ, rồi so sánh. Mỗi cặp trong thí nghiệm vừa là nhóm thử của cách chữa mình nhận, vừa là đối chứng cho năm cặp còn lại.
Ba cách giữ cho so sánh công bằng
Giữ các yếu tố khác cố định. Những thứ có thể ảnh hưởng kết quả nhưng không phải thứ đang thử gọi là biến kiểm soát: cùng giống cây, cùng lượng nước, cùng nhiệt độ. Thứ duy nhất được phép khác giữa hai nhóm là thứ đang được thử.
Chia ngẫu nhiên. Nếu người làm thí nghiệm tự chọn ai vào nhóm nào, họ có thể vô tình xếp người khoẻ hơn hay hạt giống đẹp hơn vào nhóm được thử. Chia bằng tung đồng xu, bốc thăm hay bảng số ngẫu nhiên khiến những khác biệt chưa ai nghĩ tới cũng được rải đều sang hai bên.
Làm mù. Khi người tham gia biết mình được nhận cách mới, kỳ vọng có thể làm họ cảm thấy hoặc báo cáo tốt hơn. Làm mù đơn là người tham gia không biết mình thuộc nhóm nào. Làm mù đôi là cả người đo kết quả cũng không biết, để họ không vô tình chấm nhẹ tay cho nhóm được thử.
Ghi trước điều sẽ đo. Nếu đo hai mươi chỉ số rồi chỉ báo cáo chỉ số trông đẹp, gần như chắc chắn tìm được một khác biệt do may rủi. Thử nghiệm nghiêm túc khai báo trước chỉ số chính, trước khi có dữ liệu.
Các kiểu nhóm đối chứng thường gặp
Không phải nhóm đối chứng nào cũng là "không làm gì". Tuỳ câu hỏi, người ta chọn kiểu so sánh khác nhau, và độ tin cậy cũng khác nhau.
| Kiểu đối chứng | Nhóm so sánh nhận gì | Mạnh ở đâu, yếu ở đâu |
|---|---|---|
| Không can thiệp | Không nhận gì thêm | Dễ làm với cây, vật liệu; với người thì không tách được hiệu ứng kỳ vọng |
| Giả dược | Thứ trông giống hệt nhưng không có thành phần đang thử | Tách được hiệu ứng kỳ vọng; chỉ dùng khi không có cách chữa đã biết là hiệu quả |
| Đối chứng tích cực | Cách đang được dùng phổ biến | Trả lời câu hỏi thực tế là cách mới có tốt hơn cách cũ không |
| Trước và sau | Chính nhóm đó trước khi nhận | Rẻ, nhanh, nhưng không tách được thời gian, mùa vụ, tự hồi phục |
| Đối chứng lịch sử | Số liệu những năm trước | Yếu nhất, vì rất nhiều thứ đã thay đổi theo thời gian |
Khi đọc một quảng cáo hay một bản tin, câu hỏi đầu tiên đáng đặt ra là: so với cái gì? Nếu câu trả lời là "so với chính họ trước đó" hoặc không có câu trả lời, kết quả nên được xem là gợi ý ban đầu, chưa phải bằng chứng. Hiệu ứng giả dược có bài riêng trong danh mục này.
Tự làm một thí nghiệm có đối chứng với cả nhà
Câu hỏi: hạt đậu xanh có cần ánh sáng để nảy mầm không? Thí nghiệm này an toàn, rẻ, mất khoảng năm ngày, phù hợp cho trẻ làm cùng người lớn.
- Chuẩn bị sáu cốc giống nhau, bông gòn hoặc khăn giấy, và một nắm đậu xanh. Đánh dấu ba cốc bằng một chấm màu ở đáy để phân biệt.
- Trộn đậu rồi bốc ngẫu nhiên mười hạt cho mỗi cốc, thay vì chọn hạt đẹp cho cốc nào đó.
- Lót bông, thả hạt, tưới cùng một lượng nước bằng một chiếc thìa, cùng giờ mỗi ngày.
- Đặt cả sáu cốc cạnh nhau trong cùng phòng. Úp một thùng các tông lên ba cốc có chấm màu: đây là nhóm thiếu sáng. Ba cốc còn lại là nhóm có sáng.
- Trước khi bắt đầu, mỗi người trong nhà ghi dự đoán của mình vào sổ.
- Mỗi ngày đếm số hạt đã nhú mầm ở từng cốc và ghi lại. Đến ngày thứ năm, cộng lại theo nhóm.
Kết quả thường làm nhiều người bất ngờ: hạt nảy mầm được trong tối, vì giai đoạn đầu cây dùng chất dự trữ trong hạt, nhưng mầm trong tối mọc vống, nhạt màu. Ba cốc mỗi nhóm thay vì một giúp bạn thấy được dao động tự nhiên giữa các cốc, và hiểu vì sao một cốc thôi là chưa đủ.
Vì sao hai cốc là chưa đủ: chuyện cỡ mẫu
Ví dụ giả định: bạn tung một đồng xu bốn lần, được ba mặt ngửa. Bạn không kết luận đồng xu bị lệch, vì với bốn lần tung, kết quả như vậy xảy ra khá thường xuyên do may rủi. Nhưng nếu tung bốn trăm lần mà được ba trăm mặt ngửa, bạn có lý do nghi ngờ thật sự. Thí nghiệm cũng vậy: khác biệt giữa hai nhóm nhỏ rất dễ là do ngẫu nhiên.
Đó là lý do thử nghiệm nghiêm túc cần đủ số người hay số mẫu, và dùng thống kê để ước lượng khả năng một khác biệt chỉ là trùng hợp. Bạn không cần biết công thức để dùng được trực giác này. Khi nghe "thử trên năm người, bốn người khỏi", hãy nhớ đến bốn lần tung đồng xu. Khi nghe "thử trên vài nghìn người chia ngẫu nhiên hai nhóm", kết quả đáng chú ý hơn nhiều.
Cỡ mẫu lớn không cứu được thiết kế tồi. Một khảo sát hàng chục nghìn người nhưng chỉ hỏi những ai tự nguyện trả lời vẫn có thể lệch nặng. Cỡ mẫu giải quyết vấn đề may rủi; chia ngẫu nhiên và làm mù giải quyết vấn đề thiên lệch. Một thí nghiệm tốt cần cả hai.
Bốn câu hỏi để soi một thí nghiệm khi đọc tin
Khi một bản tin hay bài quảng cáo nói "thí nghiệm cho thấy", dùng bốn câu hỏi này để biết kết quả nặng ký đến đâu:
- Có nhóm đối chứng không, và nhóm đó nhận gì?
- Người tham gia được chia vào nhóm bằng cách nào, ngẫu nhiên hay tự chọn?
- Người tham gia và người đo kết quả có biết ai thuộc nhóm nào không?
- Bao nhiêu người hoặc mẫu, và kết quả đã được nhóm khác làm lại chưa?
Nếu nhờ AI tóm tắt một nghiên cứu, bạn có thể dán phần tóm tắt công khai của bài rồi hỏi đúng bốn câu này. Hãy đối chiếu câu trả lời với chính phần phương pháp của bài, vì chatbot đôi khi tự điền vào chỗ bài không nói. Đừng dán dữ liệu cá nhân của người tham gia nếu bạn đang làm việc với dữ liệu thật.
Không cần câu nào cũng được trả lời hoàn hảo. Một nghiên cứu nhỏ, chưa làm mù vẫn có giá trị như một gợi ý để làm tiếp. Điều cần tránh là đọc một gợi ý ban đầu như thể đó là kết luận chắc chắn, rồi đổi thói quen ăn uống, chi tiền hay khuyên người thân dựa trên nó.
Câu hỏi thường gặp
Nhóm đối chứng và biến kiểm soát khác nhau thế nào?
Nhóm đối chứng là một nhóm đối tượng không nhận thứ đang thử, dùng để so sánh. Biến kiểm soát là những yếu tố được giữ giống nhau giữa các nhóm như nhiệt độ, lượng nước, giống cây. Một thí nghiệm tốt cần cả nhóm đối chứng lẫn việc giữ biến kiểm soát cố định.
Có phải thí nghiệm nào cũng cần nhóm đối chứng không?
Không phải mọi nghiên cứu đều làm được: thiên văn hay địa chất không thể chia vũ trụ làm hai nhóm. Khi đó người ta dùng quan sát so sánh và mô hình. Nhưng với câu hỏi có làm thì có tác dụng không, thiếu nhóm so sánh thì kết luận rất yếu.
Chia ngẫu nhiên có cần máy tính không?
Không. Tung đồng xu, bốc thăm trong hộp hay rút bài đều được, miễn là người làm thí nghiệm không quyết định ai vào nhóm nào. Với nhóm lớn, người ta dùng phần mềm tạo số ngẫu nhiên để tiện ghi lại và kiểm tra sau này.
Thí nghiệm mù đôi là gì?
Là thí nghiệm mà cả người tham gia lẫn người đánh giá kết quả đều không biết ai thuộc nhóm thử, ai thuộc nhóm đối chứng cho đến khi phân tích xong. Cách này chặn được kỳ vọng của cả hai phía, vốn có thể vô tình làm lệch kết quả.
Thí nghiệm ở nhà với trẻ có cần nhiều mẫu không?
Không cần nhiều như nghiên cứu thật, nhưng nên có ít nhất hai ba mẫu mỗi nhóm để trẻ thấy được kết quả dao động tự nhiên. Đó là bài học quý hơn chính kết quả. Người lớn nên giám sát, chọn thí nghiệm an toàn và không chấm điểm trẻ.
Vì sao có thử nghiệm không dùng giả dược cho nhóm đối chứng?
Khi đã có cách chữa được chứng minh là hiệu quả, để người bệnh dùng giả dược có thể gây hại cho họ. Lúc đó nhóm đối chứng nhận cách chữa chuẩn hiện hành, và câu hỏi trở thành cách mới có tốt hơn hoặc ít tác dụng phụ hơn cách cũ không.