Как нулевая гипотеза сохраняет волосатость живыми гоминид
Недавно я получил электронное письмо от антрополога, комментирующего новый отчет, опубликованный в журнале Proceedings of the Royal Society. Темой доклада был снежный человек, а точнее, генетический анализ волос, которые, как утверждали разные люди на протяжении многих лет, принадлежали гигантскому волосатому неизвестному примату.
Международная группа ученых под руководством генетика Брайана Сайкса из Оксфордского университета не нашла доказательств того, что ДНК этих волос принадлежала загадочным приматам.
Вместо этого большинство из них принадлежало совершенно ничем не загадочным млекопитающим — дикобразам, енотам и коровам.
Мой корреспондент лаконично резюмировал свое мнение: «Ну вот и все!» Эта новая работа не войдет в историю как одна из величайших научных работ всех времен.
Это не меняет нашего понимания мира природы или нас самих.
Но это демонстрирует нелогичный способ работы современной науки.
Люди часто думают, что работа учёного — доказать истинность гипотезы — существования электронов или способности лекарства излечивать рак.
Но часто ученые поступают наоборот: решают опровергнуть гипотезу.
Ученым потребовалось много десятилетий, чтобы разработать этот метод, но один день в начале 1920-х годов выделяется особенно.
На сельскохозяйственной исследовательской станции в Англии трое ученых сделали перерыв на чай.
Статистик Рональд Фишер налил чашку и предложил ее своему коллеге.
Мюриэль Бристоль [Мюриэл Бристоль].
Бристоль отказался.
Она предпочла вкус чая с молоком, когда в чашку сначала наливают молоко.
Говорят, что Фишер ответил: «Чепуха».
«Я уверен, что нет никакой разницы».
Но Бристоль стояла на своем.
Она утверждала, что может заметить разницу.
Третий учёный, присутствовавший на беседе, Уильям Роуч, предложил эксперимент. (Возможно, это также был научный флирт: Роуч и Бристоль поженились в 1923 году).
Но как можно проверить утверждение Бристоля? Самым простым для Фишера и Роуча было налить чашку чая с глаз долой, дать ей попробовать его и попросить угадать, как он приготовлен.
Но если Бристоль угадает, это не будет доказательством ее высокой чувствительности.
С вероятностью 50% правильного ответа она может просто угадать его случайно.
Несколько лет спустя в своей книге «План экспериментов» 1935 года Фишер описал, как проверить такое утверждение.
Вместо того, чтобы попытаться доказать, что Бристоль чувствует разницу между разными чашками чая, он попытался отвергнуть гипотезу о том, что ее выбор был случайным.
«Ээту гипотезу можно назвать нулевая гипотеза », — написал Фишер.
— Нулевая гипотеза никогда не доказывается, но ее можно опровергнуть в ходе эксперимента.
Можно сказать, что любой эксперимент существует только для того, чтобы дать фактам шанс опровергнуть нулевую гипотезу».
Фишер придумал способ отвергнуть нулевую гипотезу о том, что Бристоль выбирал случайным образом.
Он приготовит восемь чашек чая, в четыре из которых нальет молоко в первую, а в оставшиеся — во вторую.
Он будет случайным образом смешивать чашки и приглашать Бристоля попробовать чай по одной чашке за раз.
Затем он разделит их на две группы — чашки, в которые, по ее мнению, было налито молоко первыми, попадут в одну группу, а оставшиеся — в другую.
Бристоль якобы прошел эксперимент с честью и правильно определил все восемь чашек.
Из-за плана эксперимента Фишер шансы на то, что она правильно распределила восемь чашек на две группы, были невелики.
Было 70 различных способов разделить восемь чашек на две группы по 4, а это означало, что Бристоль мог случайно определить правильную сортировку чашек только один раз из 70. Тест Фишера не смог полностью исключить возможность догадок Бристоля.
Это просто означало, что вероятность этого события была низкой.
Он мог бы еще больше снизить его, заставив Бристоля пить больше чая, но он никогда не смог бы свести его к нулю.
Поскольку абсолютное доказательство найти невозможно, Фишер предпочел практический подход при проведении экспериментов.
В лаборатории, где работали он и Бристоль, Фишеру пришлось анализировать данные за десятилетия, чтобы определить, может ли эта информация дать подсказку о таких деталях, как лучший рецепт удобрения сельскохозяйственных культур.
Ученые могли бы использовать эти данные для разработки более масштабных экспериментов со все более точными результатами.
Фишер считал, что нет смысла планировать эксперимент, для получения результатов которого могут потребоваться столетия.
В какой-то момент, полагал он, учёным просто придётся довести дело до конца.
Он считал, что значимая погрешность составляет 5%.
Если мы предположим, что нулевая гипотеза верна, и обнаружим, что вероятность появления данных не превышает 5%, мы можем смело отвергнуть ее.
В случае с «Бристолем» шансы хорошо уложились в эти рамки, они составили примерно 1,4%.
Во многом благодаря Фишеру нулевая гипотеза стала важным инструментом научных открытий.
Проверки нулевых гипотез можно найти во всех областях науки: от психологии до вирусологии и космологии.
И ученые, следуя Фишеру, используют пятипроцентную погрешность.
Это возвращает нас к снежному человеку.
В течение многих лет предлагались различные сомнительные доказательства существования снежного человека, снежного человека, йети и других загадочных существ.
Существование ни одного из них не доказано, но и не опровергнуто однозначно.
На протяжении десятилетий люди утверждали, что встречали волосатых гуманоидов.
Они предлагали зернистые фотографии, двусмысленные слепки следов, загадочные пряди волос.
В последние годы даже пытались извлечь ДНК из волос, но ученые отвергли такие генетические исследования, поскольку они не использовали стандартные меры предосторожности, применяемые в таких исследованиях.
Сторонники снежного человека обычно заявляют, что профессиональные ученые намеренно игнорируют неопровержимые доказательства.
Проблема в том, что эти сторонники не придерживаются научного подхода к проблеме снежного человека.
Поэтому два года назад Сайкс и его коллеги решили провести научное исследование этих волос «аномального примата».
Это включало создание нулевой гипотезы, которую можно было бы попытаться опровергнуть.
Они выдвинули следующую нулевую гипотезу: волосы, предположительно принадлежавшие снежному человеку (снежному человеку, бигфуту или другим местным разновидностям существа), на самом деле принадлежали не неизвестному примату, а известным млекопитающим.
Они извлекли фрагменты ДНК из 30 различных образцов волос и смогли выделить один и тот же короткий участок из каждого образца.
Затем они сравнили его с соответствующими участками ДНК, полученными от различных живых млекопитающих.
Результаты были очевидны: ученые обнаружили точное совпадение с известными млекопитающими для всех 30 образцов.
Означает ли это, что Сайкс и его коллеги опровергли существование снежного человека? Нет. Это просто означает, что Сайкс, в отличие от Фишера и его чая, не смог отвергнуть нулевую гипотезу.
Но вопрос о существовании снежного человека остается открытым и будет таковым всегда.
Это не значит, что в исследованиях Сайкса не было сюрпризов.
Два образца волос из Гималаев соответствовали ДНК, извлеченной из окаменелости белого медведя возрастом 40 000 лет. Странно то, что их ДНК не совпадает с ДНК современных белых медведей.
В докладе Сайкс и его коллеги предлагают версию того, как это могло произойти.
Вполне возможно, что древние белые медведи и бурые медведи скрещивались, а некоторые медведи, живущие в Гималаях, все еще несут в себе немного ДНК древних белых медведей.
Некоторые скептики предложили альтернативное объяснение.
Возможно, ДНК, подобная ДНК белого медведя, произошла от живого млекопитающего, скажем, бурого медведя, которое претерпело пару мутаций, создавших ложное сходство с ДНК древнего белого медведя.
Эти скептики, по сути, создали нулевую гипотезу.
И опровергнуть это можно простым способом.
Ученым необходимо найти больше ДНК этих загадочных медведей.
Если другие участки ДНК также совпадают с участками ДНК древних белых медведей, то эту нулевую гипотезу можно отвергнуть.
Именно так наука движется вперед, от одной нулевой гипотезы к другой.
Карл Циммер — обозреватель The New York Times и автор 12 книг, в том числе «Планета вирусов».
Теги: #Популярная наука #Наука #научный метод #гипотезы #нулевая гипотеза #теории
-
Обзор Synology Diskstation 211J
19 Oct, 24 -
О Гибридном Интеллекте И Неизвестном Ватсоне
19 Oct, 24 -
Какие Документы Люди Пытаются Купить Онлайн?
19 Oct, 24 -
Яндекс Открытки: Осторожно, Фишинг!
19 Oct, 24
