Nullhypothesendefinition und Beispiele

In einem wissenschaftlichen Experiment ist die Nullhypothese der Satz, dass es keine Wirkung oder keine Beziehung zwischen Phänomenen oder Populationen gibt. Wenn die Nullhypothese wahr ist, würde jeder beobachtete Unterschied in Phänomenen oder Populationen auf einen Stichprobenfehler (zufällige Wahrscheinlichkeit) oder einen experimentellen Fehler zurückzuführen sein. Die Nullhypothese ist nützlich, weil sie getestet und als falsch befunden werden kann, was dann impliziert, dass sie dort ist ist eine Beziehung zwischen den beobachteten Daten. Es kann einfacher sein, es als eine zu betrachten aufhebbar Hypothese oder eine, die der Forscher aufheben will. Die Nullhypothese wird auch als H bezeichnet_0, oder keine Differenzhypothese.

Die alternative Hypothese, H_EIN oder H₁, schlägt vor, dass Beobachtungen durch einen nicht zufälligen Faktor beeinflusst werden. In einem Experiment legt die alternative Hypothese nahe, dass sich die experimentelle oder unabhängige Variable auf die abhängige Variable auswirkt.

Wie man eine Nullhypothese aufstellt

Es gibt zwei Möglichkeiten, eine Nullhypothese aufzustellen. Zum einen ist es ein erklärender Satz, zum anderen eine mathematische Aussage.

Angenommen, ein Forscher vermutet, dass Bewegung mit Gewichtsverlust zusammenhängt, unter der Annahme, dass die Ernährung unverändert bleibt. Die durchschnittliche Zeitdauer, um eine bestimmte Menge an Gewichtsverlust zu erreichen, beträgt sechs Wochen, wenn eine Person fünfmal pro Woche trainiert. Der Forscher möchte testen, ob der Gewichtsverlust länger dauert, wenn die Anzahl der Trainingseinheiten auf dreimal pro Woche reduziert wird.

Der erste Schritt zum Schreiben der Nullhypothese besteht darin, die (alternative) Hypothese zu finden. In einem solchen Wortproblem suchen Sie nach dem, was Sie als Ergebnis des Experiments erwarten. In diesem Fall lautet die Hypothese: "Ich erwarte, dass der Gewichtsverlust länger als sechs Wochen dauert."

Dies kann mathematisch geschrieben werden als: H₁: μ> 6

In diesem Beispiel ist μ der Durchschnitt.

Nun ist die Nullhypothese das, was Sie erwarten, wenn diese Hypothese zutrifft nicht geschehen. In diesem Fall muss der Gewichtsverlust höchstens sechs Wochen betragen, wenn er nicht in mehr als sechs Wochen erreicht wird. Dies kann mathematisch geschrieben werden als:

H₀: μ ≤ 6

Die andere Möglichkeit, die Nullhypothese aufzustellen, besteht darin, keine Vermutung über das Ergebnis des Experiments anzustellen. In diesem Fall lautet die Nullhypothese einfach, dass die Behandlung oder Änderung keinen Einfluss auf das Ergebnis des Experiments hat. In diesem Beispiel würde das Verringern der Anzahl der Trainingseinheiten keinen Einfluss auf die Zeit haben, die zum Erreichen des Gewichtsverlusts benötigt wird:

H₀: μ = 6

Beispiele für Nullhypothesen

"Hyperaktivität hat nichts mit Zucker zu tun" ist ein Beispiel für eine Nullhypothese. Wenn die Hypothese unter Verwendung von Statistiken geprüft und als falsch befunden wird, kann ein Zusammenhang zwischen Hyperaktivität und Zuckereinnahme angezeigt sein. Ein Signifikanztest ist der am häufigsten verwendete statistische Test, um das Vertrauen in eine Nullhypothese zu ermitteln.

Ein weiteres Beispiel für eine Nullhypothese lautet: "Die Pflanzenwachstumsrate wird durch das Vorhandensein von Cadmium im Boden nicht beeinflusst." Ein Forscher könnte die Hypothese testen, indem er die Wachstumsrate von Pflanzen, die in einem Medium ohne Cadmium gezüchtet wurden, im Vergleich zur Wachstumsrate von Pflanzen, die in Medien gezüchtet wurden, die unterschiedliche Mengen Cadmium enthalten, misst. Das Widerlegen der Nullhypothese würde die Grundlage für die weitere Erforschung der Auswirkungen unterschiedlicher Konzentrationen des Elements im Boden bilden.

Warum eine Nullhypothese testen??

Sie fragen sich vielleicht, warum Sie eine Hypothese testen möchten, nur um sie für falsch zu erklären. Warum nicht einfach eine alternative Hypothese testen und für wahr halten? Die kurze Antwort ist, dass es Teil der wissenschaftlichen Methode ist. In der Wissenschaft werden Aussagen nicht explizit "bewiesen". Vielmehr verwendet die Wissenschaft Mathematik, um die Wahrscheinlichkeit zu bestimmen, dass eine Aussage wahr oder falsch ist. Es stellt sich heraus, dass es viel einfacher ist, eine Hypothese zu widerlegen, als sie positiv zu beweisen. Auch wenn die Nullhypothese einfach ausgedrückt werden kann, besteht eine gute Chance, dass die Alternativhypothese falsch ist.

Wenn Ihre Nullhypothese beispielsweise lautet, dass das Pflanzenwachstum nicht von der Dauer des Sonnenlichts beeinflusst wird, können Sie die Alternativhypothese auf verschiedene Arten angeben. Einige dieser Aussagen sind möglicherweise falsch. Man könnte sagen, dass Pflanzen durch mehr als 12 Stunden Sonnenlicht geschädigt werden oder dass Pflanzen mindestens drei Stunden Sonnenlicht benötigen usw. Es gibt eindeutige Ausnahmen zu diesen alternativen Hypothesen. Wenn Sie also die falschen Pflanzen testen, können Sie zu einer falschen Schlussfolgerung gelangen. Die Nullhypothese ist eine allgemeine Aussage, die verwendet werden kann, um eine alternative Hypothese zu entwickeln, die korrekt sein kann oder nicht.