В научном эксперименте нулевая гипотеза – это утверждение об отсутствии эффекта или связи между явлениями или популяциями. Если нулевая гипотеза верна, любое наблюдаемое различие в явлениях или популяциях будет связано с ошибкой выборки (случайной случайностью) или ошибкой эксперимента. Нулевая гипотеза полезна, потому что она может быть проверена и признана ложной, что затем подразумевает, что существует связь между наблюдаемыми данными. Возможно, будет проще думать об этом как о гипотезе, не подлежащей проверке , или как о гипотезе, которую исследователь пытается опровергнуть. Нулевая гипотеза также известна как H 0, или гипотеза отсутствия различий.
Альтернативная гипотеза H A или H 1 предполагает, что на наблюдения влияет неслучайный фактор. В эксперименте альтернативная гипотеза предполагает, что экспериментальная или независимая переменная влияет на зависимую переменную.
Как сформулировать нулевую гипотезу
Есть два способа сформулировать нулевую гипотезу. Один состоит в том, чтобы сформулировать его как декларативное предложение, а другой – в виде математического утверждения.
Например, предположим, что исследователь подозревает, что упражнения – это коррелирует с потерей веса при условии, что диета не изменится. Средняя продолжительность похудения составляет шесть недель, если человек тренируется пять раз в неделю. Исследователь хочет проверить, занимает ли потеря веса больше времени, если количество тренировок сокращается до трех раз в неделю.
Первый шаг к написанию нуля гипотеза состоит в том, чтобы найти (альтернативную) гипотезу. В подобной словесной задаче вы ищете то, что вы ожидаете от эксперимента. В этом случае гипотеза: «Я ожидаю, что потеря веса займет больше шести недель».
Математически это можно записать как: H 1 : μ> 6
В этом примере μ – это среднее значение.
Нулевая гипотеза – это то, что вы ожидаете, если эта гипотеза не . В этом случае, если потеря веса не достигается более чем за шесть недель, то она должна происходить в срок, равный или менее шести недель. Математически это можно записать как:
H 0 : μ ≤ 6
Другой способ сформулировать нулевую гипотезу – не делать никаких предположений о результате эксперимента. В этом случае нулевая гипотеза просто состоит в том, что лечение или изменение не повлияют на результат эксперимента. В этом примере сокращение количества тренировок не повлияет на время, необходимое для похудания:
H 0 : μ = 6
Примеры нулевых гипотез
«Гиперактивность не связана с употреблением сахара» – это пример нулевая гипотеза. Если гипотеза проверяется и оказывается ложной с помощью статистики, то может быть указана связь между гиперактивностью и потреблением сахара. Тест значимости – это наиболее распространенный статистический тест, используемый для подтверждения достоверности нулевой гипотезы.
Другой пример нулевой гипотезы: «Скорость роста растений не зависит от наличие кадмия в почве ». Исследователь мог проверить гипотезу, измерив скорость роста растений, выращенных в среде без кадмия, по сравнению со скоростью роста растений, выращенных в средах, содержащих различное количество кадмия. Опровержение нулевой гипотезы создаст основу для дальнейших исследований эффектов различных концентраций элемента в почве.
Зачем проверять нулевую гипотезу?
Вам может быть интересно, зачем вам проверять гипотезу только для того, чтобы найти ее ложной. Почему бы просто не проверить альтернативную гипотезу и не признать ее верной? Короткий ответ: это часть научного метода. В науке утверждения явно не «доказываются». Скорее, наука использует математику для определения вероятности того, что утверждение истинно или ложно. Оказывается, гипотезу опровергнуть гораздо проще, чем ее доказать. Кроме того, хотя нулевая гипотеза может быть просто сформулирована, есть большая вероятность, что альтернативная гипотеза неверна.
Например, если ваша нулевая гипотеза заключается в том, что рост растений не зависит от продолжительности солнечного света, вы можете сформулировать альтернативную гипотезу несколькими способами. Некоторые из этих утверждений могут быть неверными. Вы могли бы сказать, что растениям наносят вред более 12 часов солнечного света или что растениям требуется не менее трех часов солнечного света и т. Д. Существуют явные исключения из этих альтернативных гипотез, поэтому, если вы протестируете неправильные растения, вы можете прийти к неверному выводу. Нулевая гипотеза – это общее утверждение, которое можно использовать для разработки альтернативной гипотезы, которая может быть верной, а может и нет.