W eksperymencie naukowym hipoteza zerowa jest twierdzeniem, że nie ma żadnego efektu lub nie ma związku między zjawiskami lub populacjami. Jeśli hipoteza zerowa jest prawdziwa, każda zaobserwowana różnica w zjawiskach lub populacjach byłaby spowodowana błędem próbkowania (przypadek) lub błędem eksperymentalnym. The Hipoteza zerowa jest użyteczny, ponieważ można go przetestować i stwierdzić, że jest fałszywy, co następnie sugeruje, że istnieje jest związek między zaobserwowanymi danymi. Może być łatwiej myśleć o tym jako o nieważne hipoteza lub taka, którą badacz stara się unieważnić. Hipoteza zerowa jest również znana jako H.0, lub hipoteza braku różnicy.
Alternatywna hipoteza, H.ZA lub H.1, sugeruje, że na obserwacje ma wpływ czynnik nieprzypadkowy. W eksperymencie alternatywna hipoteza sugeruje, że zmienna eksperymentalna lub niezależna ma wpływ na zmienna zależna.
Jak sformułować hipotezę zerową
Istnieją dwa sposoby na sformułowanie hipotezy zerowej. Jednym z nich jest wypowiedzenie go jako zdania deklaratywnego, a drugim przedstawienie go jako wyrażenia matematycznego.
Na przykład powiedzmy, że naukowiec podejrzewa, że ćwiczenia są skorelowane z utratą masy ciała, zakładając, że dieta pozostaje niezmieniona. Średni czas do osiągnięcia określonego poziomu utraty wagi wynosi sześć tygodni, gdy dana osoba ćwiczy pięć razy w tygodniu. Badacz chce sprawdzić, czy utrata masy ciała trwa dłużej, jeśli liczba treningów zostanie zmniejszona do trzech razy w tygodniu.
Pierwszym krokiem do napisania hipotezy zerowej jest znalezienie (alternatywnej) hipotezy. W przypadku takiego problemu słownego szukasz tego, czego oczekujesz od wyniku eksperymentu. W tym przypadku hipoteza brzmi: „Spodziewam się, że utrata masy ciała zajmie więcej niż sześć tygodni”.
Można to zapisać matematycznie jako: H1: μ > 6
W tym przykładzie μ jest średnią.
Teraz hipoteza zerowa jest tym, czego oczekujesz, jeśli ta hipoteza się spełni nie zdarzyć. W takim przypadku, jeśli utrata masy ciała nie zostanie osiągnięta w czasie dłuższym niż sześć tygodni, musi nastąpić w czasie równym lub krótszym niż sześć tygodni. Można to zapisać matematycznie jako:
H.0: μ ≤ 6
Innym sposobem na sformułowanie hipotezy zerowej jest nieprzyjęcie założenia o wyniku eksperymentu. W tym przypadku hipotezą zerową jest po prostu, że leczenie lub zmiana nie będą miały wpływu na wynik eksperymentu. W tym przykładzie byłoby to, że zmniejszenie liczby treningów nie wpłynęłoby na czas potrzebny do osiągnięcia utraty wagi:
H.0: μ = 6
„Nadpobudliwość nie ma związku z jedzeniem cukier„jest przykładem hipotezy zerowej. Jeśli hipoteza zostanie przetestowana i okaże się fałszywa, przy użyciu statystyk, wówczas można wskazać związek między nadaktywnością a spożyciem cukru. Test istotności jest najczęstszym testem statystycznym stosowanym do ustalenia zaufania do hipotezy zerowej.
Innym przykładem zerowej hipotezy jest: „Na tempo wzrostu roślin nie ma wpływu obecność kadmu w gleba„Badacz może przetestować hipotezę, mierząc tempo wzrostu roślin uprawianych na podłożu bez kadmu, w porównaniu ze stopą wzrostu roślin uprawianych w pożywkach zawierających różne ilości kadm. Odrzucenie hipotezy zerowej stworzy podstawy do dalszych badań nad skutkami różnych stężeń pierwiastka w glebie.
Dlaczego warto testować hipotezę zerową?
Być może zastanawiasz się, dlaczego chcesz przetestować hipotezę tylko po to, aby uznać ją za fałszywą. Dlaczego nie przetestować alternatywnej hipotezy i stwierdzić, że jest ona prawdziwa? Krótka odpowiedź jest taka, że jest to część metody naukowej. W nauce twierdzenia nie są wyraźnie „sprawdzone”. Nauka używa raczej matematyki do określenia prawdopodobieństwa, że stwierdzenie jest prawdziwe lub fałszywe. Okazuje się, że o wiele łatwiej jest obalić hipotezę niż ją pozytywnie udowodnić. Ponadto, chociaż hipoteza zerowa może być po prostu stwierdzona, istnieje duża szansa, że alternatywna hipoteza jest nieprawidłowa.
Na przykład, jeśli twoją hipotezą zerową jest to, że wzrost światła słonecznego nie wpływa na wzrost roślin, możesz przedstawić alternatywną hipotezę na kilka różnych sposobów. Niektóre z tych stwierdzeń mogą być niepoprawne. Można powiedzieć, że rośliny są uszkodzone przez ponad 12 godzin światła słonecznego lub że rośliny potrzebują co najmniej trzech godzin światła słonecznego itp. Istnieją wyraźne wyjątki od tych alternatywnych hipotez, więc jeśli przetestujesz niewłaściwe rośliny, możesz dojść do błędnego wniosku. Hipoteza zerowa jest ogólnym stwierdzeniem, które można wykorzystać do opracowania alternatywnej hipotezy, która może być lub nie być poprawna.