Iekšā statistika, zinātnieki var veikt vairākus atšķirīgus nozīmīguma testus, lai noteiktu, vai starp divām parādībām ir saistība. Viens no pirmajiem, ko viņi parasti uzstājas, ir a nulles hipotēze pārbaude. Īsi sakot, nulles hipotēze apgalvo, ka starp divām izmērītām parādībām nav jēgas. Pēc testa veikšanas zinātnieki var:
- Noraidiet nulles hipotēze (kas nozīmē, ka starp abām parādībām ir noteikta, izrietoša saistība), vai
- Nevar noraidīt nulli hipotēze (tas nozīmē, ka tests nav identificējis izrietošo saistību starp abām parādībām)
Taustiņu atslēga: nulles hipotēze
• Pārbaudot nozīmīgumu, hipotēze ar nulli norāda, ka starp divām izmērītām parādībām nav jēgas.
• Salīdzinot nulles hipotēzi ar alternatīvu hipotēzi, zinātnieki var vai nu noraidīt, vai noraidīt nulles hipotēzi.
• Nulles hipotēzi nevar pozitīvi pierādīt. Drīzāk viss, ko zinātnieki var noteikt pēc nozīmīguma testa, ir tas, ka savāktie pierādījumi apstiprina vai neatspēko nulles hipotēzi.
Ir svarīgi atzīmēt, ka noraidīšanas nenoraidīšana nenozīmē, ka nulles hipotēze ir patiesa - tikai tas, ka tests nepierādīja, ka tā ir nepatiesa. Dažos gadījumos atkarībā no eksperimenta var pastāvēt saistība starp divām parādībām, kuras eksperiments neidentificē. Šādos gadījumos jāizstrādā jauni eksperimenti, lai izslēgtu alternatīvas hipotēzes.
Nulle vs. Alternatīva hipotēze
Nulles hipotēze tiek uzskatīta par noklusējuma punktu a zinātnisks eksperiments. Turpretī alternatīva hipotēze apgalvo, ka starp divām parādībām ir jēgpilnas attiecības. Šīs divas konkurējošās hipotēzes var salīdzināt, veicot statistiskās hipotēzes pārbaudi, kas nosaka, vai starp datiem ir statistiski nozīmīga saistība.
Piemēram, zinātnieki, kas pēta strauta ūdens kvalitāti, var vēlēties noteikt, vai kāda ķīmiska viela ietekmē ūdens skābumu. Nederīgu hipotēzi - ka ķīmiskajai vielai nav ietekmes uz ūdens kvalitāti - var pārbaudīt, izmērot pH divu ūdens paraugu līmenis, no kuriem viens satur kādu no ķīmiskajām vielām, bet viens ir atstāts neskarts. Ja paraugs ar pievienoto ķīmisko vielu ir izmērāmi vairāk vai mazāk skābs - kā noteikts ar statistiskās analīzes palīdzību - tas ir iemesls noraidīt nulles hipotēzi. Ja parauga skābums nav mainījies, tas ir iemesls nē noraidīt nulles hipotēzi.
Kad zinātnieki izstrādā eksperimentus, viņi mēģina atrast pierādījumus alternatīvai hipotēzei. Viņi nemēģina pierādīt, ka nulles hipotēze ir patiesa. Nulles hipotēze tiek uzskatīta par precīzu apgalvojumu, kamēr pretējie pierādījumi neliecina par pretējo. Rezultātā nozīmīguma pārbaude nesniedz pierādījumus par nulles hipotēzes patiesumu.
Nespēja noraidīt vs. Piekrītu
Eksperimentā nulles hipotēze un alternatīvā hipotēze ir rūpīgi jāformulē tā, lai būtu taisnība vienam un tikai vienam no šiem apgalvojumiem. Ja apkopotie dati atbalsta alternatīvo hipotēzi, nulles hipotēzi var noraidīt kā nepatiesu. Tomēr, ja dati neatbalsta alternatīvo hipotēzi, tas nenozīmē, ka nulles hipotēze ir patiesa. Tas nozīmē tikai to, ka nulles hipotēze nav atspēkota - tātad arī termins “noraidīšanas nespēja”. Hipotēzes "noraidīšanas noraidīšana" nevajadzētu sajaukt ar pieņemšanu.
Matemātikā negatīvas vērtības parasti tiek veidotas, vienkārši ievietojot vārdu “nē” pareizajā vietā. Izmantojot šo konvenciju, nozīmīguma testi ļauj zinātniekiem vai nu noraidīt, vai noraidīt nulles hipotēzi. Dažreiz ir vajadzīgs laiks, lai saprastu, ka “nenoraidīt” nav tas pats, kas “pieņemt”.
Nulles hipotēzes piemērs
Daudzējādā ziņā nozīmīguma testa filozofija ir līdzīga izmēģinājuma filozofijai. Procesa sākumā, kad atbildētājs iesniedz prasību par “nav vainīgs”, tas ir analogs apgalvojumam, ka nav spēkā hipotēze. Lai arī atbildētājs patiešām var būt nevainīgs, nav pamata, ka “nevainīgs” formāli būtu jāizsaka tiesā. Prokurors mēģina parādīt alternatīvu hipotēzi par “vainīgu”.
Tiesas sākumā tiek pieņemts, ka atbildētājs ir nevainīgs. Teorētiski atbildētājam nav jāpierāda, ka viņš / viņa ir nevainīgs. Pierādīšanas pienākums ir advokātam, kurš ierosina lietu, un viņam ir jādod pietiekami daudz pierādījumu, lai pārliecinātu žūriju par atbildētāja vainu bez pamatotām šaubām. Tāpat nozīmīguma pārbaudē zinātnieks var noraidīt nulles hipotēzi tikai iesniedzot pierādījumus par alternatīvo hipotēzi.
Ja tiesas procesā nav pietiekami daudz pierādījumu, lai pierādītu vainu, tad atbildētāju pasludina par “nav vainīgs”. Šim apgalvojumam nav nekā kopīga ar nevainīgumu; tas tikai atspoguļo faktu, ka kriminālvajāšana nesniedza pietiekamus pierādījumus par vainu. Līdzīgā veidā nulles hipotēzes noraidīšanas nozīmīguma pārbaudē nenozīmē, ka nulles hipotēze ir patiesa. Tas nozīmē tikai to, ka zinātnieks nespēja sniegt pietiekami daudz pierādījumu alternatīvai hipotēzei.
Piemēram, zinātnieki, pārbaudot noteikta pesticīda ietekmi uz ražu, varētu izstrādāt eksperiments, kurā dažas kultūras atstāj neapstrādātas, bet citas apstrādā ar dažādu daudzumu pesticīds. Jebkurš rezultāts, kurā ražas raža mainījās, pamatojoties uz pesticīdu iedarbību - pieņemot, ka visi pārējie mainīgie ir vienādi - sniegtu pārliecinošu pierādījumu alternatīvai hipotēzei (ka pesticīds dara ietekmēt ražu). Tā rezultātā zinātniekiem būtu iemesls noraidīt nulles hipotēzi.