実験

実験は、調べたい条件をこちらで割り付け、その結果を測って比べる調べ方です（実験のデザイン（実験計画）・フィッシャーの3原則）。オーブンの温度を 150℃・170℃・190℃・210℃ の4通りに変え、それぞれの温度で生地を3枚ずつ焼いて焼き上がりの高さを測る、というのがその一番小さな形です。実験を組み立てるにも結果を分析するにも、この一文のどこが条件でどこが結果かを名前で呼び分けておく必要があります。

• 因子（要因）：結果に影響しそうな条件のうち、こちらが意図して変えるもの。上の例では焼く温度です。
• 水準：因子が取る個々の値・区分。150℃・170℃・190℃・210℃ と変えるなら4水準です。
• 実験単位：条件を割り付ける相手。ここでは生地1枚で、苗1株でも試験片1本でもかまいません。
• 処理：実験単位に実際に割り付ける水準の組合せ。因子が1つなら、水準そのものが処理になります。
• 特性値：実験の結果として測る量。ここでは焼き上がりの高さです。応答・測定値とも呼びます。

変える因子が1つだけの実験を一元配置、因子が2つの実験を二元配置といいます。一元配置では水準数を $a$、各水準に割り付けた実験単位の個数（繰り返し数）を $r$ と書き、データは全部で $n = ar$ 個になります。上の焼き菓子なら $a = 4$、$r = 3$ で $n = 12$ です。同じ水準を複数の実験単位に割り付けることが 反復、条件の揃った実験単位をまとめてから割り付けることが ブロック化 にあたります。

こうして部品に分けておくと、次に何を計算すべきかが決まります。温度によって焼き上がりの高さが変わったと言えるかは、水準の間の差と、同じ水準の3枚の中に残るばらつきを比べて判断します。その手順が 一元配置実験 です。