首先明确一点,平行和重复是两个不同的概念,所要到达的目的也不完全相同。
平行
平行的目的是保证测量的准确度,防止偶然误差,结果可以用标准差来衡量。如同一个实验员用同一种测量方法(包括仪器)对同一批次的样品进行测定。举个例子就是测土壤pH值时,在同一份样品取出三份以上进行测量,可以取标准差,然后分析异常值。
重复
重复的目的是保证试验结果可信,众所周知一个试验结果不可重复的试验是不被承认的。当然,一个试验重复多次也可以减少偶然误差。什么是重复很好理解,就是完完全全再做一遍。举个例子,做温度对种子发芽的影响时,需要用到光照培养箱,假设试验2种温度,现在有两种试验重复的方式。1)1个温度一个箱子,每个箱子里面放3盆种子。2)1个温度3个箱子,每个箱子里面还是3盆。
相信大家看出来了,每个箱子里面的3盆种子其实相当于平行,真正的重复其实需要重复箱子。至于为什么说一个箱子里面的每盆种子是平行而不是重复,是因为种子都是从一大堆种子中取出来的,就相当于测pH时平行测量的土样,一个箱子就是一个实验室,实验里面测再多次也只是一个重复(送样到检测机构,总不可能一个样给2个结果吧)。
假如这个没有想通,我再举个例子。
做实验的学科或多或少都要学统计学和试验设计这种课。试验设计时有种叫区组设计的方法(随机不随机还是啥拉丁方不管先),上课时老师会说到这种设计方案的重复数等于区组数。大概长下面这幅图这样:
一个区组当成一个重复是因为土壤肥力可能存在梯度变化,比如一座山,山脚下的土肥一点,山顶的土瘦点,这时区组就要平行于等高线设置。这样做的好处是可以保证同一区组内的土壤肥力较为一致(实际上很难)。那按照上面的图,我设计一个施肥试验(试验中变量就一个),可以有三个区组(重复),然后在一个区组里面我可以设置5个处理,这5个处理可以是一样的,也可以是不一样的。假如是一样的,那么就是平行试验了5次(那这样子水平就1个,一般试验水平都有3个的)。将这个类比于温度对种子发芽的试验,一个箱子其实就是一个区组才是一个重复,那这样子再思考一下就会明白,区组中的重复是假重复,只是为了保证数据的准确性,对一个区组中同一水平数据的处理是算平均值当成该(区组)重复的测量值。
但其实我看了一些文献里面对于光照培养箱试验多是使用假重复,这个是为什么呢?我还是拿温度对种子发芽的影响这个实验来说,真重复是1个温度3个箱子,假重复是1个,但是我们思考一下,三个箱子的差异有田间试验时土壤的差异那么大吗?没有吧,对吧,所以测的结果也差不多,因此一般就1个温度一个箱子就够了,但这也不能否认它是假重复的事实。(其实也有很大可能性是实验设计的人根本没有意识到自己是假重复,还一直当做真重复来看待)。
这里又有另一种常见的试验——盆栽试验。举个例子,做氮肥对上海青(一种小青菜)生长发育的影响,这里变量也只设一个先,一个盆栽其实就是一个区组,一盆种三棵菜,想想看四个盆栽就是一个完整的实验(加了一个CK),一点都不占空间,真刺激。不过现实情况是导师肯定让你种个9盆,并且只重复三次的话,那么变量和水平数也不会这么少。