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研究デザイン、特に心理学、社会科学、生命科学、物理学においては、操作化（または操作化）とは、現象の定義が困難な場合でも、その現象を測定する方法を定義することです。操作化は、曖昧な概念を実用的な定義によって明確に区別し、測定可能で、経験的観察によって理解できるようにします。より広い意味では、概念の拡張、つまりその概念のインスタンスであるものとそうでないものを記述することを定義します。例えば、医学では、健康という現象は、体格指数や喫煙などの1つまたは複数の指標によって操作化される可能性があります。別の例として、視覚処理では、環境中の特定の物体の存在は、それが反射する光の特定の特性を測定することによって推測できます。これらの例では、現象は一般的/抽象的（健康の例のように）であるか、潜在的（物体の例のように）であるため、直接観察および測定することが困難です。操作化は、対象となる現象が持つ観察可能で測定可能な効果を通して、その現象の存在とその拡張のいくつかの要素を推論するのに役立つ。
同じ現象に対して、複数の、あるいは競合する操作的定義が存在する場合がある。異なる操作的定義を用いて分析を繰り返すことで、結果が異なる操作的定義によって影響を受けるかどうかを判断できる。これをロバスト性の検証と呼ぶ。結果が（実質的に）変化しない場合、その結果は、検証対象の変数の特定の代替操作的定義に対してロバストであると言える。
操作化の概念は、イギリスの物理学者ノーマン・ロバート・キャンベルが著書『物理学：要素』（ケンブリッジ、1920年）で初めて提示した。[ 2 ]この概念は人文科学や社会科学にも広まり、物理学でも現在も使用されている。[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]
操作化とは、操作的定義という科学的実践であり、最も基本的な概念でさえ、それを測定する操作によって定義される。この実践は、物理学の分野で、パーシー・ウィリアムズ・ブリッジマンの科学哲学書『現代物理学の論理』（1927年）に端を発し、その方法論的立場は「操作主義」と呼ばれている。[ 9 ] [ 10 ]
ブリッジマンは、相対性理論において「持続時間」のような概念が複数の異なる概念に分裂する可能性があると述べている。物理理論を洗練させていく過程で、一つの概念だと考えられていたものが、実際には二つ以上の異なる概念であることが発見されることがある。ブリッジマンは、操作的に定義された概念のみを用いるならば、このような事態は決して起こらないと提唱した。
ブリッジマンの理論は、「長さ」はさまざまな方法で測定されるため（例えば、測定棒を使って月までの距離を測定することは不可能である）、論理的に「長さ」は単一の概念ではなく、幾何学の知識を必要とする概念を含む多くの概念であるという理由で批判された。各概念は、使用された測定操作によって定義される。したがって、批判の要点は、何千年にもわたって行われたいくつかの天体観測をまとめた、観測角度、太陽年の日数、月の視角など、それぞれを測定した方法によって定義される概念が潜在的に無限に存在するということである。
1930年代、ハーバード大学の実験心理学者エドウィン・ボーリングと学生のスタンリー・スミス・スティーブンス、ダグラス・マクレガーは、心理現象の測定を定義する方法論的および認識論的問題に苦慮し、ハーバード大学の同僚であるブリッジマンが物理学の分野で提唱したように、心理学の概念を操作的に再定式化することで解決策を見出した。その結果、1935年からスティーブンスとマクレガーによって一連の論文が発表され、心理学の分野で広く議論され、 1945年の操作主義シンポジウムにつながり、ブリッジマンも貢献した。[ 9 ]
実用的な「操作的定義」は、一般的に、理論を用いて現実を記述する理論的定義に関連するものとして理解されている。
慎重な操作化の重要性は、一般相対性理論の発展においてより明確に理解できるかもしれない。アインシュタインは、科学者が「質量」の操作的定義として2つ使用していることを発見した。1つは慣性質量で、ニュートンの運動の第2法則から力を加えて加速度を観測することによって定義される。もう1つは重力質量で、物体を天秤や秤に乗せることによって定義される。以前は、これらの操作が常に同じ結果を生み出すため、誰も異なる操作に注意を払っていなかったが[ 11 ]、アインシュタインの重要な洞察は、2つの操作は深いレベルで等価であるため常に同じ結果を生み出すという等価原理を提唱し、その仮定の意味を解明したことである。これが一般相対性理論である。このように、科学的測定の異なる操作的定義を無視し、それらが両方とも単一の理論的概念を記述していることを認識することによって、科学における画期的な進歩が達成された。アインシュタインの操作主義的アプローチに対する反対意見は、ブリッジマン[ 12 ]によって次のように批判された。「アインシュタインは、特殊相対性理論で彼自身が私たちに教えてくれた教訓や洞察を、一般相対性理論に引き継がなかった。」(p.335 )。
操作化は、社会科学において科学的方法や心理測定学の一部としてよく用いられます。操作化に関する特に懸念されるのは、複雑な概念や複雑な刺激を扱う場合（例えば、ビジネスリサーチ、ソフトウェアエンジニアリング）で、操作化の妥当性に対する特有の脅威が存在すると考えられています。操作化の手順には、変数の特定、測定手法の定義、操作的定義の開発が含まれます。これらの測定の妥当性と信頼性を確保することは、正確で再現性のある研究結果を得るために不可欠です。[ 13 ]
例えば、研究者は「怒り」という概念を測定したいと考えるかもしれません。怒りは目に見えない感情であるため、その存在や感情の深さを外部の観察者が直接測定することはできません。そのため、外部の観察者は、表情、語彙の選択、声の大きさやトーンといった他の指標を用います。
研究者が様々な人の「怒り」の深さを測定したい場合、最も直接的な方法は、「あなたは怒っていますか」または「あなたはどれくらい怒っていますか」といった質問をすることだろう。しかし、この方法は、個人の怒りの定義に依存するため問題がある。ある人は、ちょっとした苛立ちを感じて少し怒るかもしれないが、自分自身を「非常に怒っている」と表現するかもしれないし、また別の人は、深刻な挑発を受けて非常に怒るかもしれないが、自分自身を「少し怒っている」と表現するかもしれない。さらに、多くの場合、被験者に怒っているかどうかを尋ねることは現実的ではない。
怒りの尺度の一つに声の大きさがあるため、研究者は被験者の普段の声の大きさと比較して、どれだけ大きな声で話すかを測定することで、怒りの概念を操作的に定義することができる。しかし、これは声の大きさが均一な尺度であるという前提に基づいている。言葉で反応する人もいれば、身体的な反応を示す人もいるかもしれない。
社会科学における操作主義の主な批判者の一人は、「当初の目標は、それまでの心理学理論を支配していた主観的な精神主義的概念を排除し、人間の行動をより操作的に意味のある説明に置き換えることであった。しかし、経済学と同様に、支持者たちは最終的に「操作主義をひっくり返してしまった」[ 14 ]と主張している。 「『欲望』や『目的』といった『形而上学的』用語を置き換える代わりに、操作的定義を与えることで、それらを正当化するために操作主義を利用した」。そのため、心理学においても経済学と同様に、当初のかなり過激な操作主義の考え方は、主流の方法論的実践にとって、最終的には「安心感への執着」 [ 15 ]に過ぎなくなってしまった[ 16 ] 。
上記の議論は、操作化と概念の測定を結びつけています。多くの研究者が、仕事の満足度、偏見、怒りなどの概念を操作化するために取り組んできました。尺度や指標の構築は、操作化の一形態です。操作化には完璧な方法はありません。たとえば、米国では、運転距離の概念はマイルで操作化されますが、ヨーロッパではキロメートルが使用されます。[ 17 ]
操作化は実証研究プロセスの一部です。[ 18 ]例として、仕事の満足度が離職率に影響を与えるかどうかという実証研究の質問があります。仕事の満足度と離職率の両方を測定する必要があります。概念とその関係は重要です。操作化は、より大きな概念の枠組みの中で行われます。大規模な実証研究の質問や目的がある場合、データ収集を開始する前に、質問への回答を整理する概念的枠組みを操作化する必要があります。研究者が概念的枠組みに基づいて質問票を作成する場合、その研究者は枠組みを操作化しています。ほとんどの真剣な実証研究は、透明性があり、概念的枠組みに関連付けられた操作化を伴うべきです。
別の例として、「仕事の満足度は離職率を低下させる」という仮説は 、仕事の満足度と離職率という2つの概念を結びつける（または枠組み化する）方法の1つです。仕事の満足度というアイデアから、仕事の満足度尺度を構成する一連の質問項目へと移行するプロセスは、操作化です。たとえば、「全体的に見て、私は自分の仕事に満足しています」と「一般的に、私は自分の仕事が好きです」という2つの簡単な質問だけで仕事の満足度を測定することが可能です。[ 19 ]
操作化は、形式的（定量的）仮説を検証する場合と作業仮説（定性的）を検証する場合とで異なる論理を使用します。形式的仮説の場合、概念は数値変数として経験的に（または操作的に）表現され、推論統計を使用して検証されます。しかし、作業仮説（特に社会科学や行政科学）は、証拠の収集と証拠の評価を通じて検証されます。[ 20 ]証拠は一般的にケーススタディのコンテキスト内で収集されます。研究者は、証拠が作業仮説を「支持」するのに十分かどうかを尋ねます。形式的操作化では、仮説を支持するために必要な証拠の種類と、それを「支持しない」証拠の種類が特定されます。[ 21 ]ロバート・インは、データ収集段階で必要な証拠の種類を特定する方法として、ケーススタディプロトコルを作成することを推奨しています。彼は、文書、アーカイブ記録、インタビュー、直接観察、参加観察、物理的または 文化的アーティファクトの6つの証拠源を挙げています。[ 22 ]
公共行政の分野では、Shieldsと Tajalli (2006) は 5 種類の概念フレームワーク (作業仮説、記述的カテゴリー、実践的理想型、オペレーションズ リサーチ、形式的仮説) を特定しています。彼らは、これらの概念フレームワークのそれぞれがどのように操作化できるかを説明し、例示しています。また、文献に関連付けられた概念フレームワーク表と、概念フレームワークを操作化する方法 (概念を測定する方法) の詳細を示す操作化表を作成する方法を示すことで、概念化と操作化をより具体的にする方法も示しています。[ 23 ] [ 24 ]