In een wetenschappelijk experiment is de nulhypothese de stelling dat er geen effect of geen verband is tussen verschijnselen of populaties. Als de nulhypothese waar is, zou elk waargenomen verschil in verschijnselen of populaties te wijten zijn aan steekproeffout (willekeurige kans) of experimentele fout. De nulhypothese is nuttig omdat deze kan worden getest en onjuist blijkt te zijn, wat vervolgens inhoudt dat er een verband is tussen de waargenomen gegevens. Het is misschien gemakkelijker om het te zien als een vernietigbare hypothese of een hypothese die de onderzoeker probeert teniet te doen. De nulhypothese wordt ook wel de H 0 of geen-verschilhypothese genoemd.
De alternatieve hypothese, HA of H 1 , stelt voor dat waarnemingen worden beïnvloed door een niet-willekeurige factor. In een experiment suggereert de alternatieve hypothese dat de experimentele of onafhankelijke variabele een effect heeft op de afhankelijke variabele .
Hoe een nulhypothese te formuleren?
Er zijn twee manieren om een nulhypothese te formuleren. De ene is om het als een declaratieve zin te formuleren, en de andere is om het als een wiskundige verklaring te presenteren.
Stel bijvoorbeeld dat een onderzoeker vermoedt dat lichaamsbeweging verband houdt met gewichtsverlies, ervan uitgaande dat het dieet ongewijzigd blijft. De gemiddelde tijdsduur om een bepaalde hoeveelheid gewichtsverlies te bereiken is zes weken wanneer iemand vijf keer per week traint. De onderzoeker wil testen of afvallen langer duurt als het aantal trainingen wordt teruggebracht naar drie keer per week.
De eerste stap bij het schrijven van de nulhypothese is het vinden van de (alternatieve) hypothese. In een woordprobleem als dit, zoek je naar wat je verwacht dat de uitkomst van het experiment zal zijn. In dit geval is de hypothese: "Ik verwacht dat gewichtsverlies langer dan zes weken zal duren."
Dit kan wiskundig worden geschreven als: H 1 : μ > 6
In dit voorbeeld is μ het gemiddelde.
Nu, de nulhypothese is wat je verwacht als deze hypothese niet uitkomt. In dit geval, als gewichtsverlies niet wordt bereikt in meer dan zes weken, dan moet het plaatsvinden op een tijdstip gelijk aan of korter dan zes weken. Dit kan wiskundig worden geschreven als:
H 0 : μ ≤ 6
De andere manier om de nulhypothese te formuleren, is door geen aannames te doen over de uitkomst van het experiment. In dit geval is de nulhypothese simpelweg dat de behandeling of verandering geen effect zal hebben op de uitkomst van het experiment. Voor dit voorbeeld zou het zijn dat het verminderen van het aantal trainingen geen invloed zou hebben op de tijd die nodig is om gewichtsverlies te bereiken:
H 0 : μ = 6
Voorbeelden van nulhypothese
"Hyperactiviteit staat los van het eten van suiker " is een voorbeeld van een nulhypothese. Als de hypothese wordt getest en onwaar blijkt te zijn, met behulp van statistieken, kan een verband tussen hyperactiviteit en suikerinname worden aangegeven. Een significantietest is de meest gebruikelijke statistische test die wordt gebruikt om het vertrouwen in een nulhypothese vast te stellen.
Een ander voorbeeld van een nulhypothese is "De groeisnelheid van planten wordt niet beïnvloed door de aanwezigheid van cadmium in de bodem ." Een onderzoeker zou de hypothese kunnen testen door de groeisnelheid te meten van planten die zijn gekweekt in een medium zonder cadmium, vergeleken met de groeisnelheid van planten die zijn gekweekt in mediums die verschillende hoeveelheden cadmium bevatten. Het weerleggen van de nulhypothese zou de basis leggen voor verder onderzoek naar de effecten van verschillende concentraties van het element in de bodem.
Waarom een nulhypothese testen?
Je vraagt je misschien af waarom je een hypothese zou willen testen om erachter te komen dat deze niet waar is. Waarom test u niet gewoon een alternatieve hypothese en ontdekt u dat deze waar is? Het korte antwoord is dat het deel uitmaakt van de wetenschappelijke methode. In de wetenschap worden proposities niet expliciet 'bewezen'. In plaats daarvan gebruikt de wetenschap wiskunde om de kans te bepalen dat een bewering waar of onwaar is. Het blijkt dat het veel gemakkelijker is om een hypothese te weerleggen dan om er een positief te bewijzen. En hoewel de nulhypothese eenvoudig kan worden gesteld, is de kans groot dat de alternatieve hypothese onjuist is.
Als uw nulhypothese bijvoorbeeld is dat de plantengroei niet wordt beïnvloed door de duur van het zonlicht, kunt u de alternatieve hypothese op verschillende manieren formuleren. Sommige van deze uitspraken kunnen onjuist zijn. Je zou kunnen zeggen dat planten schade ondervinden van meer dan 12 uur zonlicht of dat planten minstens drie uur zonlicht nodig hebben, enz. Er zijn duidelijke uitzonderingen op die alternatieve hypothesen, dus als je de verkeerde planten test, zou je tot de verkeerde conclusie kunnen komen. De nulhypothese is een algemene uitspraak die kan worden gebruikt om een alternatieve hypothese te ontwikkelen, die al dan niet correct is.
