הגדרת השערה אפסית ודוגמאות

בניסוי מדעי, השערת האפס היא ההצעה כי אין השפעה או אין קשר בין תופעות או אוכלוסיות. אם ההשערה האפסית נכונה, כל הבדל שנצפה בתופעות או באוכלוסיות נובע משגיאת דגימה (סיכוי אקראי) או שגיאה ניסיונית. ה השערת אפס הוא שימושי מכיוון שניתן לבדוק אותו ולהמצא שהוא כוזב, מה שמרמז עליו שם הוא קשר בין הנתונים שנצפו. יתכן וקל יותר לחשוב על זה כאל בטל השערה או כזו שהחוקר מבקש לבטל. השערת האפס ידועה גם כ- H_0, או השערה ללא הבדל.

ההשערה החלופית, ח_א או ח₁, מציע שתצפיות מושפעות מגורם לא אקראי. בניסוי, ההשערה החלופית מציעה כי למשתנה הניסוי או הבלתי תלוי יש השפעה על משתנה תלוי.

ישנן שתי דרכים להגיד השערה בטלה. האחת היא לקבוע את זה כמשפט הצהרתי, והשני הוא להציג אותו כאמירה מתמטית.

לדוגמה, נניח שחוקר חושד כי פעילות גופנית מתואמת לירידה במשקל, בהנחה שהתזונה נותרה ללא שינוי. משך הזמן הממוצע להשגת כמות מסוימת של ירידה במשקל הוא שישה שבועות בהם אדם מסתדר חמש פעמים בשבוע. החוקרת רוצה לבדוק האם לוקח זמן רב יותר לירידה במשקל אם מספר האימונים מופחת לשלוש פעמים בשבוע.

השלב הראשון לכתיבת השערת האפס הוא למצוא את ההשערה (החלופית). בבעיית מילים כמו זו, אתה מחפש את מה שאתה מצפה להיות התוצאה של הניסוי. במקרה זה, ההשערה היא "אני מצפה שהירידה במשקל תארך יותר משישה שבועות."

ניתן לכתוב את זה באופן מתמטי כמו: ח₁: μ > 6

בדוגמה זו μ הוא הממוצע.

כעת, השערת האפס היא מה שאתה מצפה אם השערה זו תעשה זאת לא קורה. במקרה זה, אם ירידה במשקל לא מושגת יותר משישה שבועות, עליה להתרחש בזמן שווה לשישה שבועות או פחות. ניתן לכתוב זאת באופן מתמטי כ:

ח₀: μ ≤ 6

הדרך הנוספת לקבוע את השערת האפס היא לא להניח שום הנחה לגבי תוצאות הניסוי. במקרה זה, השערת האפס היא פשוט שלטיפול או לשינוי לא תהיה השפעה על תוצאות הניסוי. לדוגמא זו, יכול להיות שהפחתת מספר האימונים לא תשפיע על הזמן הדרוש להשגת ירידה במשקל:

ח₀: μ = 6

"היפראקטיביות אינה קשורה לאכילה סוכר"הוא דוגמה להשערת אפס. אם ההשערה נבדקת ונמצאת כשגויה, תוך שימוש בסטטיסטיקה, ניתן להצביע על קשר בין היפראקטיביות לבין בליעת סוכר. מבחן משמעות הוא המבחן הסטטיסטי הנפוץ ביותר המשמש לביסוס אמון בהשערת אפס.

דוגמה נוספת להשערת אפס היא "קצב גידול הצומח אינו מושפע מהנוכחות של קדמיום ב קרקע"חוקר יכול לבדוק את ההשערה על ידי מדידת קצב הגידול של צמחים הגדלים במדיום חסר קדמיום, בהשוואה לקצב הגידול של צמחים הגדלים במדיומים המכילים כמויות שונות של קדמיום. הפרת השערת האפס תביא את הקרקע להמשך המחקר על השפעות ריכוזים שונים של היסוד באדמה.

יתכן שאתה תוהה מדוע תרצה לבדוק השערה רק כדי לגלות שהיא שקרית. מדוע לא רק לבדוק השערה חלופית ולגלות שהיא נכונה? התשובה הקצרה היא שהיא חלק מהשיטה המדעית. במדע, ההצעות אינן "מוכחות" במפורש. במקום זאת, המדע משתמש במתמטיקה כדי לקבוע את ההסתברות שהצהרה נכונה או שקרית. מסתבר שהרבה יותר קל להפריך השערה מאשר להוכיח חיובי. כמו כן, אף כי ניתן לומר בפשטות את השערת האפס, יש סיכוי טוב שההשערה החלופית אינה נכונה.

לדוגמה, אם ההשערה האפסית שלך היא שגידול הצמחים אינו מושפע ממשך אור השמש, תוכל לומר את ההשערה החלופית בכמה דרכים שונות. יתכן שחלק מההצהרות הללו אינן נכונות. אפשר לומר שצמחים נפגעים מיותר מ 12 שעות של אור שמש או שצמחים זקוקים לפחות לשלוש שעות של אור וכו '. ישנם חריגים ברורים להשערות החלופיות הללו, כך שאם אתה בודק את הצמחים הלא נכונים, אתה יכול להגיע למסקנה שגויה. השערת האפס היא הצהרה כללית שניתן להשתמש בה כדי לפתח השערה חלופית, אשר עשויה להיות או לא נכונה.