Σε ένα επιστημονικό πείραμα, η μηδενική υπόθεση είναι η πρόταση ότι δεν υπάρχει επίδραση ή καμία σχέση μεταξύ φαινομένων ή πληθυσμών. Εάν η μηδενική υπόθεση είναι αληθής, οποιαδήποτε παρατηρούμενη διαφορά στα φαινόμενα ή στους πληθυσμούς θα οφείλεται σε σφάλμα δειγματοληψίας (τυχαία πιθανότητα) ή σε πειραματικό σφάλμα. ο μηδενική υπόθεση είναι χρήσιμη επειδή μπορεί να δοκιμαστεί και να βρεθεί ότι είναι ψευδής, πράγμα που σημαίνει ότι εκεί είναι μια σχέση μεταξύ των παρατηρούμενων δεδομένων. Ίσως να είναι πιο εύκολο να το σκεφτείτε ως α μηδενιστή υπόθεση ή εκείνη που ο ερευνητής επιδιώκει να ακυρώσει. Η μηδενική υπόθεση είναι επίσης γνωστή ως Η0, ή υποθέσεις χωρίς διαφορά.
Η εναλλακτική υπόθεση, HΕΝΑ ή Η1, προτείνει ότι οι παρατηρήσεις επηρεάζονται από έναν μη τυχαίο παράγοντα. Σε ένα πείραμα, η εναλλακτική υπόθεση υποδηλώνει ότι η πειραματική ή ανεξάρτητη μεταβλητή έχει επίδραση στην εξαρτημένη μεταβλητή.
Πώς να δηλώσετε μια Null Hypothesis
Υπάρχουν δύο τρόποι για να δηλώσετε μια μηδενική υπόθεση. Το ένα είναι να το δηλώσετε ως δηλωτική πρόταση και το άλλο να το παρουσιάσετε ως μαθηματική δήλωση.
Για παράδειγμα, λέει ένας ερευνητής υποψιάζεται ότι η άσκηση σχετίζεται με την απώλεια βάρους, υποθέτοντας ότι η διατροφή παραμένει αμετάβλητη. Ο μέσος χρόνος για να επιτευχθεί ένα ορισμένο ποσό απώλειας βάρους είναι έξι εβδομάδες όταν ένα άτομο εργάζεται έξω πέντε φορές την εβδομάδα. Ο ερευνητής θέλει να ελέγξει κατά πόσον η απώλεια βάρους χρειάζεται περισσότερο χρόνο εάν ο αριθμός των προπονήσεων μειωθεί σε τρεις φορές την εβδομάδα.
Το πρώτο βήμα για να γράψουμε τη μηδενική υπόθεση είναι να βρούμε την (εναλλακτική) υπόθεση. Σε μια λέξη όπως αυτή, ψάχνετε για αυτό που αναμένετε να είναι το αποτέλεσμα του πειράματος. Σε αυτή την περίπτωση, η υπόθεση είναι ότι "αναμένω ότι η απώλεια βάρους θα διαρκέσει περισσότερο από έξι εβδομάδες".
Αυτό μπορεί να γραφεί μαθηματικά ως εξής: H1: μ > 6
Σε αυτό το παράδειγμα, μ είναι ο μέσος όρος.
Τώρα, η μηδενική υπόθεση είναι αυτό που περιμένετε αν αυτή η υπόθεση γίνει δεν συμβεί. Σε αυτή την περίπτωση, εάν η απώλεια βάρους δεν επιτευχθεί σε διάστημα μεγαλύτερο των έξι εβδομάδων, τότε πρέπει να λάβει χώρα σε χρόνο ίση ή μικρότερη των έξι εβδομάδων. Αυτό μπορεί να γραφεί μαθηματικά ως:
H0: μ ≤ 6
Ο άλλος τρόπος για να δηλώσουμε τη μηδενική υπόθεση είναι να μην κάνουμε καμία παραδοχή για το αποτέλεσμα του πειράματος. Στην περίπτωση αυτή, η μηδενική υπόθεση είναι απλά ότι η θεραπεία ή η αλλαγή δεν θα έχει καμία επίδραση στην έκβαση του πειράματος. Για το παράδειγμα αυτό, θα ήταν ότι η μείωση του αριθμού των προπονήσεων δεν θα επηρέαζε το χρόνο που απαιτείται για την επίτευξη απώλειας βάρους:
H0: μ = 6
"Η υπερευαισθησία δεν σχετίζεται με το φαγητό ζάχαρη"είναι ένα παράδειγμα μιας μηδενικής υπόθεσης. Εάν η υπόθεση δοκιμαστεί και διαπιστωθεί ότι είναι λανθασμένη, χρησιμοποιώντας στατιστικά στοιχεία, τότε μπορεί να υποδεικνύεται η σχέση μεταξύ υπερδραστηριότητας και κατάποσης ζάχαρης. Μια δοκιμή σημαντικότητας είναι η πιο συνηθισμένη στατιστική δοκιμασία που χρησιμοποιήθηκε για να διαπιστωθεί η εμπιστοσύνη σε μια μηδενική υπόθεση.
Ένα άλλο παράδειγμα μιας μηδενικής υπόθεσης είναι ότι "ο ρυθμός ανάπτυξης των φυτών δεν επηρεάζεται από την παρουσία καδμίου στο έδαφος. "Ένας ερευνητής θα μπορούσε να δοκιμάσει την υπόθεση μετρώντας τον ρυθμό ανάπτυξης των φυτών που καλλιεργούνται σε ένα μέσο χωρίς κάδμιο, σε σύγκριση με τον ρυθμό ανάπτυξης των φυτών που καλλιεργούνται σε μέσα που περιέχουν διαφορετικές ποσότητες κάδμιο. Η διόγκωση της μηδενικής υπόθεσης θα θέσει τις βάσεις για περαιτέρω έρευνα των επιπτώσεων των διαφόρων συγκεντρώσεων του στοιχείου στο έδαφος.
Γιατί να δοκιμάσετε μια null υπόθεση;
Ίσως αναρωτιέστε γιατί θα θέλατε να δοκιμάσετε μια υπόθεση μόνο για να το βρείτε ψευδές. Γιατί όχι μόνο να δοκιμάσετε μια εναλλακτική υπόθεση και να την θεωρήσετε αλήθεια; Η σύντομη απάντηση είναι ότι αποτελεί μέρος της επιστημονικής μεθόδου. Στην επιστήμη, οι προτάσεις δεν είναι σαφώς "αποδεδειγμένες". Αντίθετα, η επιστήμη χρησιμοποιεί μαθηματικά για να προσδιορίσει την πιθανότητα ότι μια δήλωση είναι αληθινή ή ψευδής. Αποδεικνύεται ότι είναι πολύ πιο εύκολο να αμφισβητήσουμε μια υπόθεση παρά να αποδείξουμε θετικά μία. Επίσης, ενώ η μηδενική υπόθεση μπορεί να δηλωθεί απλά, υπάρχει μια καλή πιθανότητα η εναλλακτική υπόθεση να είναι λανθασμένη.
Για παράδειγμα, εάν η μηδενική σας υπόθεση είναι ότι η ανάπτυξη των φυτών δεν επηρεάζεται από τη διάρκεια του ηλιακού φωτός, θα μπορούσατε να δηλώσετε την εναλλακτική υπόθεση με διάφορους τρόπους. Ορισμένες από αυτές τις δηλώσεις ενδέχεται να είναι εσφαλμένες. Θα μπορούσατε να πείτε ότι τα φυτά τραυματίζονται από περισσότερο από 12 ώρες ηλιακού φωτός ή ότι τα φυτά χρειάζονται τουλάχιστον τρεις ώρες ηλιακού φωτός κ.λπ. Υπάρχουν σαφείς εξαιρέσεις από αυτές τις εναλλακτικές υποθέσεις, οπότε αν δοκιμάσετε τα λάθος φυτά, θα μπορούσατε να φτάσετε στο λάθος συμπέρασμα. Η μηδενική υπόθεση είναι μια γενική δήλωση που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ανάπτυξη μιας εναλλακτικής υπόθεσης, η οποία μπορεί να είναι ή να μην είναι σωστή.