Co oznacza „brak odrzucenia” w teście hipotezy

W Statystykanaukowcy mogą przeprowadzić szereg różnych testów istotności, aby ustalić, czy istnieje związek między dwoma zjawiskami. Jednym z pierwszych, które zwykle wykonują, jest Hipoteza zerowa test. Krótko mówiąc, hipoteza zerowa stwierdza, że ​​nie ma znaczącego związku między dwoma mierzonymi zjawiskami. Po przeprowadzeniu testu naukowcy mogą:

1. Odrzuć Hipoteza zerowa (co oznacza, że ​​istnieje wyraźny, wynikowy związek między tymi dwoma zjawiskami), lub
2. Nie odrzuca wartości null hipoteza (co oznacza, że ​​test nie wykazał związku między tymi dwoma zjawiskami)

Kluczowe rzeczy: hipoteza zerowa

Należy zauważyć, że brak odrzucenia nie oznacza, że ​​hipoteza zerowa jest prawdziwa - tylko że test nie wykazał, że jest ona fałszywa. W niektórych przypadkach, w zależności od eksperymentu, może istnieć związek między dwoma zjawiskami, które nie zostały zidentyfikowane przez eksperyment. W takich przypadkach należy zaprojektować nowe eksperymenty, aby wykluczyć alternatywne hipotezy.

Hipoteza zerowa jest uważana za domyślną w eksperyment naukowy. Natomiast alternatywna hipoteza zakłada, że ​​istnieje znaczący związek między dwoma zjawiskami. Te dwie konkurencyjne hipotezy można porównać, przeprowadzając statystyczny test hipotez, który określa, czy istnieje statystycznie istotny związek między danymi.

Na przykład naukowcy badający jakość wody w strumieniu mogą chcieć ustalić, czy określona substancja chemiczna wpływa na kwasowość wody. Hipotezę zerową - że substancja chemiczna nie ma wpływu na jakość wody - można sprawdzić, mierząc pH poziom dwóch próbek wody, z których jedna zawiera część substancji chemicznej, a jedna pozostała nietknięty. Jeśli próbka z dodaną substancją chemiczną jest mierzalnie bardziej lub mniej kwaśna - jak określono za pomocą analizy statystycznej - jest to powód do odrzucenia hipotezy zerowej. Jeśli kwasowość próbki nie uległa zmianie, jest to uzasadnione nie odrzucić hipotezę zerową.

Kiedy naukowcy projektują eksperymenty, próbują znaleźć dowody na alternatywną hipotezę. Nie próbują udowodnić, że hipoteza zerowa jest prawdziwa. Zakłada się, że hipoteza zerowa jest dokładnym stwierdzeniem, dopóki przeciwne dowody nie udowodnią inaczej. W rezultacie test istotności nie dostarcza żadnych dowodów odnoszących się do prawdziwości hipotezy zerowej.

W eksperymencie hipoteza zerowa i hipoteza alternatywna powinny być starannie sformułowane, aby jedno i tylko jedno z tych stwierdzeń było prawdziwe. Jeśli zebrane dane potwierdzają hipotezę alternatywną, wówczas hipotezę zerową można odrzucić jako fałszywą. Jeśli jednak dane nie potwierdzają hipotezy alternatywnej, nie oznacza to, że hipoteza zerowa jest prawdziwa. Oznacza to jedynie, że hipoteza zerowa nie została obalona - stąd termin „brak odrzucenia”. „Nie odrzucenia” hipotezy nie należy mylić z akceptacją.

W matematyce negacje powstają zazwyczaj poprzez umieszczenie słowa „nie” we właściwym miejscu. Stosując tę ​​konwencję, testy istotności pozwalają naukowcom albo odrzucić, albo nie odrzucić hipotezy zerowej. Czasami zdaje sobie sprawę, że „nie odrzucenie” to nie to samo, co „zaakceptowanie”.

Pod wieloma względami filozofia testu istotności jest podobna do próby. Na początku postępowania, gdy pozwany podnosi zarzut „niewinności”, jest to analogiczne do stwierdzenia hipotezy zerowej. O ile pozwany może być rzeczywiście niewinny, nie ma formalnego zarzutu dotyczącego „niewinności” w sądzie. Alternatywna hipoteza „winy” jest tym, co prokurator próbuje wykazać.

Na początku procesu domniemanie jest takie, że pozwany jest niewinny. Teoretycznie oskarżony nie musi udowodnić, że jest niewinny. Ciężar dowodu spoczywa na prokuratorze, który musi zebrać wystarczające dowody, aby przekonać przysięgłych, że oskarżony jest winny ponad wszelką wątpliwość. Podobnie, w teście istotności, naukowiec może odrzucić hipotezę zerową jedynie poprzez dostarczenie dowodów na alternatywną hipotezę.

Jeśli w trakcie procesu nie ma wystarczających dowodów, aby wykazać winę, wówczas oskarżony zostaje uznany za „niewinnego”. To twierdzenie nie ma nic wspólnego z niewinnością; odzwierciedla jedynie fakt, że prokuratura nie dostarczyła wystarczających dowodów winy. Podobnie brak odrzucenia hipotezy zerowej w teście istotności nie oznacza, że ​​hipoteza zerowa jest prawdziwa. Oznacza to tylko, że naukowiec nie był w stanie dostarczyć wystarczających dowodów na alternatywną hipotezę.

Na przykład naukowcy badający wpływ określonego pestycydu na plony mogą opracować eksperyment, w którym niektóre rośliny pozostawia się nietraktowane, a inne traktuje się różnymi ilościami pestycyd. Każdy wynik, w którym plony byłyby zróżnicowane w zależności od narażenia na pestycydy - przy założeniu, że wszystkie inne zmienne są równe - stanowiłby mocny dowód na alternatywną hipotezę (że pestycyd robi wpływają na plony). W rezultacie naukowcy mieliby powód do odrzucenia hipotezy zerowej.