Hipoteza zerowa: co to jest i do czego służy w nauce

W świecie nauki podstawą wszelkich roszczeń jest statystyka. W ostatecznym rozrachunku liczby nie kłamią, bo składają się na ich własną i obiektywną rzeczywistość zastosowanie do wszystkich procesów, niezależnie od kultury czy odległości geograficznej osoby zastosować.

Aby więc móc stwierdzić (a raczej podejrzewać), że coś odkryliśmy, konieczne jest, abyśmy potrafili przedstawić wiarygodne i powtarzalne dane w obsługującym je języku numerycznym. W świecie eksperymentów musi być punkt zakotwiczenia do odrzucenia od początku, czyli hipoteza zerowa.

Statystyka i metoda naukowa wydają się być dyscyplinami i metodologiami zbyt złożonymi dla ogółu społeczeństwa, ale nic nie może być dalsze od prawdy. Z tej okazji otwieramy małe okno na świat rzeczywistości liczbowych i nauk podstawowych z wyjaśnieniem, czym jest hipoteza zerowa.

• Powiązany artykuł: „Co to jest metoda naukowa i jak działa?”

Jaka jest hipoteza zerowa?: obalanie założeń

Aby móc swobodnie poruszać się w świecie hipotez, konieczne jest, abyśmy najpierw położyli zasadnicze podstawy do zrozumienia tematu. V

Chcemy zanurzyć się, choćby płytko, w świat metody naukowej.

O metodzie naukowej

Metodę naukową definiuje się jako metodę badawczą opartą na empiryczności i pomiarze, która również podlega szczególnym zasadom testów rozumowania. To połączenie kroków i rozumowania opiera się na dwóch głównych filarach:

• Powtarzalność: zdolność, jeśli dana osoba to zaproponuje, do powtórzenia dowolnego eksperymentu za pomocą niezbędnych środków.
• Możliwość obalenia: każda propozycja naukowa musi być podatna na sfałszowanie lub odrzucenie.

W świecie nauki nigdy nie działamy w absolutnych dogmatach. O ile liczba wspiera hipotezę, o tyle hipoteza może nie odzwierciedlać w pełni rzeczywistości, że na przykład czynniki zewnętrzne w eksperymencie nie zostały wzięte pod uwagę lub że wielkość próby nie jest wystarczająco duża.

Tak więc metoda naukowa opiera się na: obserwacja, pomiar, hipoteza, odtwarzalność, obalanie i przegląd przez czynniki zewnętrzne tym, którzy przeprowadzili sam eksperyment.

Jeśli czytelnik żądny wiedzy naukowej znajdzie się przed typowym artykułem z dowolnego czasopisma, jak może? Bez względu na to, czy jest to nauka, czy natura, można zauważyć, że naukowcy wydają się być wcale nie pewni swoich odkrycia. „Może być”, „może znaczyć”, „to wydaje się wskazywać”, „może istnieje” i inne wyrażenia dominują w akapitach.

Ponadto wszelkie szanujące się badania ignorują w swoich ostatnich linijkach, że „potrzebne jest więcej eksperymentów, aby zagłębić się w przedmiot”. Jak widzieliśmy, nauka, wbrew temu, w co wierzy ogół społeczeństwa, opiera się bardziej na odrzuceniu fałszu niż na afirmacji absolutnych dogmatów.

Teraz, kiedy już zrozumieliśmy ostrożność i nieufność, jakie musimy mieć w obliczu dosadnych stwierdzeń w świecie nauki, nadszedł czas, aby wyjaśnić, czym jest hipoteza zerowa.

Fałszywe twierdzenie

Według Królewskiej Hiszpańskiej Akademii języka hipoteza jest definiowana jako założenie czegoś możliwego lub niemożliwego w celu wyciągnięcia z tego konsekwencji. Jeśli przejdziemy do jego etymologicznych korzeni, zobaczymy, że zawarte jest w nim znaczenie słowa, ponieważ „czkawka” odpowiada „podporządkowaniu/poniżej”, a „tezie” „wnioskowi podtrzymywanemu rozumowanie".

Hipoteza brzmi: niezweryfikowane stwierdzenie, które wymaga testu z doświadczeniem (czyli eksperyment) i po obaleniu i udowodnieniu, w najlepszym wypadku, może stać się stwierdzeniem zweryfikowanym.

W każdym razie, żeby stwierdzić, że coś „jest”, trzeba też wykluczyć, że „nie jest”, prawda? Nie rozpaczaj, bo to ćwiczenie abstrakcji przedstawiamy w łagodniejszy sposób w kolejnych wierszach.

Weźmy przykład: chcemy pokazać, że wilgotność odgrywa zasadniczą rolę w tarle populacji owadów określonego gatunku w ekosystemie. W tym przypadku mamy dwie możliwe hipotezy:

• Ta wilgotność nie wpływa na liczbę jaj na tarło, więc nie będzie różnic w średniej tej liczby w zależności od klimatu i regionu. (H0)
• Ta wilgotność ma wpływ na liczbę jaj na tarło. Będą znaczne różnice w średniej w zależności od konkretnego parametru mierzącego wilgotność. (H1)

Hipoteza zerowa (H0) odpowiada w tym przypadku pierwszemu ze stwierdzeń. Zatem możemy zdefiniować hipotezę zerową jako stwierdzenie o parametrze, który utrzymuje, że co najmniej dwa zdarzenia nie są ze sobą skorelowane.

Ta koncepcja jest podstawą podejścia do hipotez naukowych, bo bez względu na to, jak bardzo chcesz wykazać związek między dwoma określonymi parametrami, należy operować na tym, że jeśli nie zostało to udokumentowane, to dlatego, że istnieje. Co więcej, każde wiarygodne badanie powinno zrobić wszystko, co możliwe, aby przetestować swoją hipotezę H1 (że istnieje podejrzenie korelacji). Nie chodzi o uzyskanie pożądanego rezultatu „z”, ale o osiągnięcie go „mimo”.

• Możesz być zainteresowany: „Rodzaje hipotez w badaniach naukowych (i przykłady)”

Znaczenie wartości P

Najuważniejsi czytelnicy zauważą, że w podanym powyżej przykładzie wilgotności hipoteza wskazująca na korelację między tym parametrem a średnią liczbą jaj zawiera ważny w nim termin: znaczenie.

Jest to istotne, ponieważ obserwuje się różne średnie w liczbie jaj owadów, niezależnie od tego, jak prawdziwe i obserwowalne, może to być zdarzenie nieistotne, tj. produkt losowego doboru próby poza korelacja.

Na przykład, gdyby kosmita przybył na ziemię i zabrał losowo czterech 50-letnich mężczyzn i trzech z nich miały 1,90 m wzrostu, można śmiało powiedzieć, że 3 na 4 ludzi jest bardzo wysoki. Dane te nie są istotne statystycznie, ponieważ wynikają z przypadku próby. Z drugiej strony, jeśli wspomniany kosmita zmierzył 3 miliony obywateli i odnotował zmiany wzrostu we wszystkich położenia geograficznego świata, tam być może zaobserwowano by znaczne różnice w wysokości gatunku według (x) parametry.

Wszystkie te przypuszczenia nie są oparte na zwykłym procesie rozumowania, ponieważ istnieją liczby, które odzwierciedlają znaczenie uzyskanych danych. To jest przypadek „wartości P”, wartość liczbowa, która jest definiowana jako prawdopodobieństwo, że obliczona wartość statystyczna jest możliwa przy pewnej hipotezie zerowej. Ta liczba to prawdopodobieństwo w zakresie od 0 do 1.

Dlatego chcemy, aby wartość P była niska, bardzo niska. Generalnie można powiedzieć, że hipotezę H0 (pamiętajmy, hipotezę zerową) można odrzucić, gdy liczba ta jest równa lub mniejsza od arbitralnie ustalonego poziomu istotności (ogólnie 0,05). To znaczy że prawdopodobieństwa, że ​​uzyskane wyniki są iloczynem przypadku (to znaczy, że nie ma korelacji między parametrami, lub to samo, że hipoteza zerowa jest prawdziwa) są bardzo, bardzo niskie.

Należy zauważyć, że w każdym razie testowanie hipotezy nie pozwala na akceptację hipotezy w całości, ale raczej na jej odrzucenie lub nie. Wracając do przykładu jaj i owadów, jeśli otrzymamy próbki 300 tarła od 300 różnych samic w 30 różnych lokalizacjach i znaczne różnice w średnich w zależności od wilgotności ekosystemu, można powiedzieć, że wydaje się, że istnieje związek między wielkością kohorty a parametrem wilgotność.

W każdym razie nie możemy uznać tego za niewzruszony dogmat. Metoda naukowa opiera się na powtarzalności i obalaniu, więc różne zespoły badawcze muszą powtórzyć eksperyment przeprowadzony w tych samych warunkach i uzyskać równie istotne wyniki aby korelacja była wiarygodna i prawidłowa.

Mimo to, bez względu na to, jak dobrze ugruntowana jest ta idea w środowisku naukowym, entomolog może przybyć i odkryć, że po przeanalizowaniu 300 samice tego gatunku okazuje się, że czerwone mają większy pokładeczek i dlatego składają średnio więcej jaj wysoki. Co teraz?

Wnioski

Jak chcieliśmy przekazać w tych liniach, nauka i ogólnie metoda naukowa to seria procesów ekscytujące, ale na pewno frustrujące, ponieważ nie przestajemy poruszać się w założeniach, które można obalić w każdym za chwilę.

Na pytanie „jaka jest hipoteza zerowa?” możemy stwierdzić, że jest to podstawa każdego śledztwa, ponieważ odpowiada z rzekomą rzeczywistością, której chcemy zaprzeczyć, to znaczy, że nie ma korelacji między zaproponowanymi przez nas parametrami zbadać.

Odniesienia bibliograficzne:

• Jak proponujesz kontrast statystyczny? Hipoteza zerowa a alternatywna hipoteza. Ub.edu.
• Anderson, D. R., Burnham, K. P. i Thompson, W. L. (2000). Testowanie hipotezy zerowej: problemy, rozpowszechnienie i alternatywa. Dziennik zarządzania dziką przyrodą, 912-923.
• Metoda naukowa, Uniwersytet Complutense w Madrycie. Odebrany 17 sierpnia w https://www.ucm.es/data/cont/docs/107-2016-02-17-El%20M%C3%A9todo%20Cient%C3%ADfico.pdf
• Suarez, N. R. (2012). Rewolucja w statystycznym podejmowaniu decyzji: wartość p. Telos, 14 (3), 439-446.