Bilimsel araştırmalarda anakütle (evren ya da popülasyon), araştırma sonuçlarının genellenmek istendiği canlı veya cansız elemanların bütünüdür. Ortak özellikleri olan tüm birimleri barındıran bu yapı, araştırmanın değerini ve bilimin evrenselliğini belirleyen temel unsurdur.
Evren büyüdükçe soyutlaşır ve tüm birimlere ulaşmak güçleşir; bu nedenle her araştırmanın amacı doğrultusunda evrenin belli değişkenlere ve özelliklere göre sınırlandırılması gerekir. Araştırmacının amacı gerçekleştirebilecek en uygun evreni kestirebilmesi ve bunu doğru tanımlaması zorunludur.
Anakütlenin doğru tanımlanabilmesi için üç temel unsurun yer alması gerekir: Araştırmanın odak noktasını oluşturan birimlerin ne olduğu (insanlar, firmalar vb.), çalışmanın coğrafi kapsamı ve zaman aralığı. Örneğin, 'Şubat ayının son 15 günü içinde İstanbul Bahçelievler'deki özel hastanelerde mide ameliyatı geçiren hastalar' şeklinde yapılan kısıtlama net bir anakütle tanımıdır.
Evrenin bilinmek istenen ortalama ve standart sapma gibi sayısal değerlerine 'evrendeğer' veya 'parametre' adı verilir. Anakütle birimlerinin iyi tespit edilememesi durumunda araştırmacı hangi birimler hakkında bilgi toplayacağını bilemez ve sağlıklı bir örnek seçimi yapamaz.
Araştırma bağlamında iki farklı evrenden söz edilir: İdeal evren (genel evren) ve gerçekçi evren (çalışma evreni). İdeal evren, araştırmacı için hiçbir kısıt olmaması durumunda benimsenecek soyut bütündür; tanımlanması kolay ancak ulaşılması son derece güç ve hatta olanaksızdır.
Örneğin, çamaşır makinelerinden memnuniyete yönelik bir araştırmada Türkiye'de çamaşır makinesi olan herkes ideal evreni oluşturur. Ancak bu evrendeki herkese ulaşmak imkansız olduğu için pratik kısıtlar dikkate alınarak çalışma evreni oluşturulur.
Çalışma evreni (ulaşılabilen evren), araştırmacının belli kısıtları dikkate alarak oluşturduğu somut bütündür. Araştırmacı doğrudan gözleyerek veya örnek küme üzerinden bu evren hakkında görüş bildirebilir ve sonuçları yalnızca bu sınırlı evrene genellemek zorundadır.
Örneklem (sample), belli bir evrenden kurallara uygun olarak seçilmiş ve seçildiği evreni temsil yeterliği kabul edilen küçük kümedir. Bilimsel araştırmaların büyük kısmı örneklemler üzerinden yürütülür ve elde edilen sonuçlar ilgili evrene genellenir.
Örneklem üzerinde çalışmanın üç temel gerekçesi maliyet güçlükleri, kontrol güçlükleri ve etik zorunluluklardır. Küçük kümeler üzerinde denetim kurmak daha kolaydır, ayrıca toplumun etik değerleri doğum kontrolü gibi konularda devasa evrenler üzerinde araştırma yapmayı engeller.
Örnekleme ise, büyük grubu temsil edebilecek alt elemanlar grubunu oluşturma süreci olarak tanımlanır. Örneklemenin temel amacı, evrenin bütününü tek tek incelemeden tümevarım yoluyla evren hakkında geçerli ve güvenilir bilgiye ulaşmaktır.
Örneklem üzerinde gözlenen ortalama ve standart sapma gibi değerlere 'örneklemdeğer' veya 'istatistik' denir. Gereğinden büyük kümeler üzerinde çalışmak bir övünç kaynağı değildir; önemli olan iyi belirlenmiş küçük bir örneklemle doğru sonuçlara ulaşmaktır.
Bilimsel araştırmalarda örnek kitle seçimi özen isteyen altı aşamalı bir süreçtir: Çalışma evreninin tanımlanması, evrendekilerin listelenmesi, örnekleme türünün belirlenmesi, örneklem büyüklüğünün kararlaştırılması, örneklemin alınması ve temsililiğin sınanması.
Örneklemenin en temel kuralı yansızlık (randomness, seçkisizlik, tesadüfilik) kuralıdır. Yansızlık, evrendeki her bir ünitenin örnekleme girebilme olasılığının belli, bağımsız ve birbirine eşit olması durumudur. Bu kurala uyulmadığı takdirde örnek önyargılı hale gelir ve evreni temsil etme gücünü yitirir.
Örneklemede önyargı, evrendeki her deneğe örnek içinde yer alması için eşit şans tanınmaması demektir. Varoşlarda sadece her sokaktaki beşinci evde yaşayanların seçilmesi veya internet/telefon yoluyla yapılan anketlerde bu araçlara sahip olmayanların sistematik olarak elenmesi önyargılı örnekleme yol açar.
Örneklem büyüklüğünün belirlenmesi sürecinde amaç, temsil yeterliğini zedelemeyecek en küçük sayıyı bulmaktır. Evrenin benzeşikliği, değişken sayısı, alt küme sayısı, güven düzeyi ve var olan olanaklar örneklem büyüklüğünü etkileyen etmenler arasındadır.
Akademik kabul gören kurallara göre, 30'dan büyük ve 500'den küçük örnek büyüklükleri birçok araştırma için yeterlidir. Çok değişkenli analizler (regresyon vb.) için örnek büyüklüğünün değişken sayısının en az 10 katı olması önerilir; ayrıca sağlıklı istatistiksel teknikler için en az 30 denek gereklidir.
Pratikte yansızlığı korumanın yolları ad çekme (torbadan çekiliş), yansız numaralar çizelgesi kullanma ve eşit aralıklı (sistematik) seçmedir. Sistematik örneklemede evren büyüklüğü örneklem büyüklüğüne bölünerek aralık adımı bulunur ve rastgele bir başlangıç noktasından itibaren seçim yapılır.