Di statistik, para ilmuwan dapat melakukan sejumlah tes signifikansi yang berbeda untuk menentukan apakah ada hubungan antara dua fenomena. Salah satu yang pertama mereka biasanya lakukan adalah a hipotesis nol uji. Singkatnya, hipotesis nol menyatakan bahwa tidak ada hubungan yang bermakna antara dua fenomena yang diukur. Setelah melakukan tes, para ilmuwan dapat:
- Tolak hipotesis nol (artinya ada hubungan pasti dan konsekuensial antara dua fenomena), atau
- Gagal menolak nol hipotesa (artinya tes belum mengidentifikasi hubungan konsekuensial antara kedua fenomena)
Pengambilan Kunci: Hipotesis Null
• Dalam uji signifikansi, hipotesis nol menyatakan bahwa tidak ada hubungan yang bermakna antara dua fenomena yang diukur.
• Dengan membandingkan hipotesis nol dengan hipotesis alternatif, para ilmuwan dapat menolak atau gagal untuk menolak hipotesis nol.
• Hipotesis nol tidak dapat dibuktikan secara positif. Sebaliknya, semua yang dapat ditentukan oleh para ilmuwan dari uji signifikansi adalah bahwa bukti yang dikumpulkan tidak atau tidak membuktikan hipotesis nol.
Penting untuk dicatat bahwa kegagalan untuk menolak tidak berarti bahwa hipotesis nol itu benar — hanya saja tes itu tidak membuktikannya salah. Dalam beberapa kasus, tergantung pada percobaan, hubungan mungkin ada antara dua fenomena yang tidak diidentifikasi oleh percobaan. Dalam kasus seperti itu, eksperimen baru harus dirancang untuk mengesampingkan hipotesis alternatif.
Null vs. Hipotesis alternatif
Hipotesis nol dianggap sebagai default dalam a percobaan ilmiah. Sebaliknya, hipotesis alternatif adalah hipotesis yang mengklaim bahwa ada hubungan yang bermakna antara dua fenomena. Dua hipotesis yang bersaing ini dapat dibandingkan dengan melakukan uji hipotesis statistik, yang menentukan apakah ada hubungan yang signifikan secara statistik antara data.
Misalnya, para ilmuwan yang mempelajari kualitas air sungai mungkin ingin menentukan apakah suatu bahan kimia tertentu memengaruhi keasaman air. Hipotesis nol — bahwa bahan kimia tidak berpengaruh pada kualitas air — dapat diuji dengan mengukur pH tingkat dua sampel air, yang salah satunya mengandung beberapa bahan kimia dan satu di antaranya telah ditinggalkan tidak tersentuh. Jika sampel dengan bahan kimia yang ditambahkan kurang lebih bersifat asam — sebagaimana ditentukan melalui analisis statistik — itu adalah alasan untuk menolak hipotesis nol. Jika keasaman sampel tidak berubah, itu adalah alasannya tidak tolak hipotesis nol.
Ketika para ilmuwan merancang eksperimen, mereka berusaha menemukan bukti untuk hipotesis alternatif. Mereka tidak mencoba membuktikan bahwa hipotesis nol itu benar. Hipotesis nol diasumsikan sebagai pernyataan yang akurat sampai bukti sebaliknya membuktikan sebaliknya. Akibatnya, uji signifikansi tidak menghasilkan bukti yang berkaitan dengan kebenaran hipotesis nol.
Gagal Menolak vs. Menerima
Dalam sebuah eksperimen, hipotesis nol dan hipotesis alternatif harus dirumuskan dengan cermat sehingga satu dan hanya satu dari pernyataan ini yang benar. Jika data yang dikumpulkan mendukung hipotesis alternatif, maka hipotesis nol dapat ditolak sebagai salah. Namun, jika data tidak mendukung hipotesis alternatif, ini tidak berarti bahwa hipotesis nol itu benar. Maksudnya adalah bahwa hipotesis nol belum dibuktikan — maka istilah "kegagalan untuk menolak." "Kegagalan untuk menolak" suatu hipotesis tidak boleh disamakan dengan penerimaan.
Dalam matematika, negasi biasanya dibentuk dengan hanya menempatkan kata "tidak" di tempat yang benar. Dengan menggunakan konvensi ini, tes signifikansi memungkinkan para ilmuwan untuk menolak atau tidak menolak hipotesis nol. Terkadang perlu beberapa saat untuk menyadari bahwa "tidak menolak" tidak sama dengan "menerima."
Contoh Hipotesis Null
Dalam banyak hal, filosofi di balik uji signifikansi mirip dengan uji coba. Pada awal persidangan, ketika terdakwa mengajukan permohonan “tidak bersalah,” itu analog dengan pernyataan hipotesis nol. Sementara terdakwa mungkin memang tidak bersalah, tidak ada permohonan “tidak bersalah” untuk secara resmi dibuat di pengadilan. Hipotesis alternatif "bersalah" adalah apa yang coba ditunjukkan oleh jaksa penuntut.
Anggapan di awal persidangan adalah bahwa terdakwa tidak bersalah. Secara teori, terdakwa tidak perlu membuktikan bahwa dia tidak bersalah. Beban pembuktian ada pada jaksa penuntut, yang harus mengumpulkan cukup bukti untuk meyakinkan juri bahwa terdakwa bersalah tanpa keraguan. Demikian juga, dalam uji signifikansi, seorang ilmuwan hanya dapat menolak hipotesis nol dengan memberikan bukti untuk hipotesis alternatif.
Jika tidak ada cukup bukti dalam persidangan untuk menunjukkan kesalahan, maka terdakwa dinyatakan "tidak bersalah." Klaim ini tidak ada hubungannya dengan tidak bersalah; itu hanya mencerminkan fakta bahwa penuntut gagal memberikan cukup bukti bersalah. Dengan cara yang sama, kegagalan untuk menolak hipotesis nol dalam uji signifikansi tidak berarti bahwa hipotesis nol itu benar. Ini hanya berarti bahwa ilmuwan tidak dapat memberikan bukti yang cukup untuk hipotesis alternatif.
Misalnya, para ilmuwan yang menguji efek pestisida tertentu pada hasil panen mungkin merancang suatu Percobaan di mana beberapa tanaman dibiarkan tidak diobati dan yang lainnya diperlakukan dengan jumlah yang bervariasi pestisida. Hasil apa pun di mana hasil panen bervariasi berdasarkan paparan pestisida — dengan asumsi semua variabel lain adalah sama — akan memberikan bukti kuat untuk hipotesis alternatif (bahwa pestisida tidak mempengaruhi hasil panen). Akibatnya, para ilmuwan akan memiliki alasan untuk menolak hipotesis nol.