ทำไมสมมติฐานว่างจึงมักถูกปฏิเสธ?


35

ฉันหวังว่าฉันจะเข้ากับชื่อได้ บ่อยครั้งที่สมมติฐานว่างถูกสร้างขึ้นด้วยความตั้งใจที่จะปฏิเสธมัน มีเหตุผลสำหรับสิ่งนี้หรือเป็นเพียงแค่การประชุมหรือไม่?



บางทีนี่อาจช่วยstats.stackexchange.com/questions/163957/…

8
มากเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิด: ความหมายของค่า P และค่านิยมทีในการทดสอบทางสถิติ , ความเข้าใจ p-value , ขนาดของผลเป็นสมมติฐาน , ทำไมเป็นโมฆะค่าจุด , "คุณไม่สามารถปฏิเสธโมฆะ" สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเช่นนี้การค้นหาเว็บไซต์ของเรา
whuber

คำตอบ:


26

วัตถุประสงค์ของการทดสอบสมมติฐานทางสถิติมีวัตถุประสงค์เพื่อกำหนดความสงสัยในตนเองเป็นส่วนใหญ่ทำให้เราระมัดระวังในการประกาศสมมติฐานของเราเว้นแต่จะมีหลักฐานที่สมเหตุสมผลที่จะสนับสนุน ดังนั้นในรูปแบบปกติของการทดสอบสมมติฐานสมมติฐานว่างให้"ผู้สนับสนุนปีศาจ"การโต้เถียงกับเราและประกาศสมมติฐานของเราหากเราสามารถแสดงให้เห็นว่าการสังเกตหมายความว่ามันไม่น่าเป็นไปได้ว่าการโต้แย้งของผู้สนับสนุนเป็นเสียง เราก็เลยเอาH0เป็นสิ่งที่เราไม่ต้องการเป็นความจริงแล้วดูว่าเราสามารถปฏิเสธได้หรือไม่ หากเราสามารถปฏิเสธได้ก็ไม่ได้หมายความว่าสมมติฐานของเราน่าจะถูกต้องเพียงแค่ผ่านอุปสรรคพื้นฐานนี้และสมควรที่จะได้รับการพิจารณา ถ้าเราทำไม่ได้นั่นไม่ได้หมายความว่าสมมติฐานของเราเป็นเท็จมันอาจเป็นไปได้ว่าเราไม่มีข้อมูลเพียงพอที่จะให้หลักฐานที่เพียงพอ ตามที่ @Bahgat แนะนำอย่างถูกต้อง (+1) นี่เป็นความคิดเกี่ยวกับความคิดที่ผิด ๆ ของ Popper

อย่างไรก็ตามเป็นไปได้ที่จะมีการทดสอบโดยที่เป็นสิ่งที่คุณต้องการให้เป็นจริง แต่เพื่อให้การทำงานนั้นคุณต้องแสดงให้เห็นว่าการทดสอบมีพลังทางสถิติที่สูงพอที่จะมั่นใจได้ว่าจะปฏิเสธโมฆะ ถ้ามันเป็นเรื่องจริง การคำนวณพลังงานทางสถิตินั้นค่อนข้างยากที่จะทำการทดสอบซึ่งเป็นสาเหตุที่การทดสอบรูปแบบนี้ไม่ค่อยได้ใช้และทางเลือกที่H 0คือสิ่งที่คุณไม่ต้องการให้เป็นจริงโดยปกติจะใช้แทนH0H0

ดังนั้นคุณไม่ต้องใช้เพื่อคัดค้านสมมติฐานของคุณ แต่มันจะทำให้ขั้นตอนการทดสอบง่ายขึ้นมากH0


21

Karl Popperกล่าวว่า " เราไม่สามารถยืนยันสมมติฐานได้อย่างแน่ชัด แต่เราสามารถคัดค้านได้อย่างแน่นอน " ดังนั้นเมื่อเราทำการทดสอบสมมติฐานในสถิติเราพยายามที่จะปฏิเสธ (ปฏิเสธ) สมมติฐานตรงข้าม (สมมติฐานว่าง) ของสมมติฐานที่เราสนใจ (สมมติฐานทางเลือก) และที่เราไม่สามารถยืนยันได้ เนื่องจากเราสามารถระบุสมมติฐานว่างได้อย่างง่ายดาย แต่เราไม่รู้ว่าสมมติฐานทางเลือกคืออะไร เราอาจตั้งสมมติฐานตัวอย่างเช่นว่ามีความแตกต่างเฉลี่ยระหว่างประชากรสองคน แต่เราไม่สามารถชี้ให้เห็นว่าช่องว่างกว้างเท่าไหร่

ดูเพิ่มเติมอย่าเชื่อในสมมติฐานว่างหรือไม่


1
H0

2
ฉันไม่แน่ใจว่าตรรกะของการปลอมแปลงของ Popper นั้นสามารถนำไปใช้กับการทดสอบสมมติฐานทางสถิติได้ 100% หลังจาก Fisher / Neyman หรือไม่ หลังจากที่ตกใจทุกคนบอกว่า "เราไม่สามารถยืนยันสมมติฐานอย่างแน่ชัด แต่เราสามารถลบล้างมันได้" ถ้าฉันจำได้อย่างถูกต้อง Popper บอกว่าจะต้องมีการวางกรอบสมมติฐานอย่างชัดเจนเพื่อให้สามารถเข้าถึงได้สำหรับการปลอมแปลง ในขณะที่คุณชี้ให้เห็นเราพยายามที่จะปฏิเสธสมมติฐานว่าง ไม่แน่ใจว่า Popper มีเจตนาที่จะปลอมแปลงสมมุติฐานว่างฉันคิดว่าเขาอยากจะปลอมแปลงสมมติฐานที่เป็นทางเลือกหรือสิ่งที่จริงมีความหมายกับเรา
Stefan

2
@DikranMarsupial ใช่ฉันรู้ว่างานของเขาและอ่าน "การคาดคะเนและ Refutations" และหลังจากใช้เวลาหลายเดือนคิดว่าสิ่งที่เขาเขียนฉันไม่คิดว่าสิ่งที่เขาต้องการจะประสบความสำเร็จกับการทดสอบสมมติฐานในขณะที่เราทำ เขายังปฏิเสธการให้เหตุผลเชิงอุปนัยมากกว่าการใช้เหตุผลแบบนิรนัย เราไม่ได้ทำการอนุมานอยู่ตลอดเวลาใช่ไหม ตรรกะของเขาส่วนใหญ่นำไปใช้กับฟิสิกส์เช่นตัวอย่างที่สำคัญของเขาคือวิธีการที่ Einstein อนุมานได้จากการคำนวณของเขาว่าแรงโน้มถ่วงจะบิดเบือนเวลาว่างและด้วยเหตุนี้แสงที่โค้งงอ นี่คือการทดสอบหลายต่อหลายครั้งแล้วและไม่สามารถปฏิเสธได้ตั้งแต่นั้นมา
Stefan

1
@DikranMarsupial แต่ฉันเปิดสำหรับการเท็จของงบของฉัน :) หัวข้อที่ดีแม้ว่า
สเตฟาน

2
การทดสอบสมมติฐานจะประสบความสำเร็จส่วนหนึ่งของโครงการของเขาซึ่งก็คือว่าเราทำให้สมมติฐานของเราอธิบายได้ชัดเจนและพิสูจน์ได้ (อย่างน้อยก็น่าจะเป็น) ในความเป็นจริงนักสถิติไปไกลกว่านั้นและต้องมีการทดสอบจริงก่อนดำเนินการต่อไป ฉันสงสัยว่าเขาอาจอนุมัติการทดสอบสมมติฐานแบบเบย์มากกว่าการเทียบเคียงบ่อยๆ ฉันไม่คิดว่าการปลอมแปลงเป็นที่น่าพอใจอย่างสมบูรณ์ในการแยกดังนั้นฉันไม่รังเกียจ Popper ที่ไม่ได้รับการอนุมัติอย่างเต็มที่! ; o)
Dikran Marsupial

12

เสื้อพี(พี+1)/2ความแปรปรวนร่วมที่กำหนดโดยรูปแบบ ดังนั้นสิ่งที่ฉันใช้ในเรื่องนี้ก็คือเมื่อ @whuber ใส่ไว้ในความคิดเห็นด้านล่างโมฆะมักเป็นข้อสันนิษฐานทางเทคนิคที่สำคัญ ค่า Null เป็นจุด (หลายตัวแปรที่เป็นไปได้) ในปริภูมิพาราเมทริกเพื่อให้การแจกแจงการสุ่มตัวอย่างถูกระบุอย่างสมบูรณ์ หรือพื้นที่ จำกัด พารามิเตอร์โดยมีทางเลือกที่สามารถกำหนดให้เป็นส่วนเสริมในพื้นที่นั้นและสถิติการทดสอบจะขึ้นอยู่กับระยะทางจากชุดพารามิเตอร์ที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้นภายใต้ทางเลือกชุดที่มีข้อ จำกัด ภายใต้ null; หรือในสถิติโลกอันดับ / ลำดับ nonparametric การแจกแจงภายใต้ค่า Null นั้นสามารถได้มาจากการแจงนับที่สมบูรณ์ของตัวอย่างและผลลัพธ์ที่เป็นไปได้ทั้งหมด (มักประมาณโดยบางสิ่งบางอย่างตามปกติในตัวอย่างขนาดใหญ่)

H0:μ2=μ1+0.01H1:μ2>μ1+1H0:μ2=μ1-0.01H1:μ2<μ1-1


5
+1 แม้ว่าการอ้างอิงถึงปรัชญาวิทยาศาสตร์กำลังดึงดูดใจฟิชเชอร์และเนย์แมน - เพียร์สันนำหน้าตกใจและฉันเชื่อว่าสาเหตุหลักมาจากปัญหาทางเทคนิคที่สำคัญในการสร้างความไม่สมดุลระหว่างสมมติฐานว่างและสมมติฐานสำรอง
whuber

(โดยใช้แบบจำลองอย่างง่ายยกเว้นว่ามันถูกปฏิเสธ) อาจเป็นการฝึกฝนบ่อยครั้ง แต่ฉันไม่แน่ใจว่ามันควรจะเป็นแนวปฏิบัติที่ดี ...
Björn

@whuber แน่นอน แต่ด้วยเหตุผลบางอย่างการทดสอบสมมติฐานว่างมักจะอยู่ในบริบทที่มีปรัชญาของ Popper แต่แนวคิดของสมมติฐานว่างกลับไปที่ Fisher และ Neyman-Pearson (ตามที่คุณพูดถึง) สิ่งเดียวที่พวกเขามีเหมือนกันคือพวกเขาทั้งสองใช้ / เสนอสมมติฐานเพื่อรับความรู้ - และด้วยความเคารพต่อการรับความรู้และวิธีการทางวิทยาศาสตร์ Popper ก็มีอิทธิพลมากกว่าอย่างชัดเจน ดังนั้นฉันคิดว่านั่นเป็นเหตุผลที่แนวคิดของการทดสอบสมมติฐาน (รวมถึง NHT) โดยทั่วไปเชื่อมโยงกับ Popper ... ฉันอาจจะผิด
สเตฟาน

1
@whuber และ StasK: คุณจะสามารถขยายอีกเล็กน้อยเกี่ยวกับ "ปัญหาทางเทคนิคที่สำคัญ" ซึ่งฉันเชื่อว่าหมายถึงความคิดเห็นของ StasK ว่าสถิติการทดสอบนั้นง่ายกว่าหากได้รับค่า null? บางทีฉันควรถามคำถามใหม่ซึ่งหวังว่าจะได้รับการแก้ไข
สเตฟาน

11

นี่เป็นคำถามที่ยุติธรรมและดี @Tim ได้ให้ทุกสิ่งที่คุณต้องการเพื่อตอบคำถามของคุณอย่างเป็นทางการอย่างไรก็ตามหากคุณไม่คุ้นเคยกับการทดสอบสมมติฐานทางสถิติคุณสามารถกำหนดสมมุติฐานว่างได้โดยการคิดในเรื่องที่คุ้นเคยมากกว่า

สมมติว่าคุณกำลังถูกกล่าวหาว่าเป็นผู้ก่ออาชญากรรม จนกว่าคุณจะพิสูจน์ว่ามีความผิดคุณก็ไร้เดียงสา ( สมมติฐานว่าง ) ทนายความให้หลักฐานว่าคุณมีความผิด ( สมมุติฐานทางเลือก ) ทนายความของคุณพยายามที่จะทำให้หลักฐานนี้ในระหว่างการพิจารณาคดี (การทดลอง ) และท้ายที่สุดผู้พิพากษาตัดสินว่าคุณบริสุทธิ์ตามข้อเท็จจริงที่ทนายความและทนายให้มาหรือไม่ หากข้อเท็จจริงต่อคุณกำลังครอบงำนั่นคือความน่าจะเป็นที่คุณเป็นผู้บริสุทธิ์ต่ำมากผู้พิพากษา (หรือคณะลูกขุน) จะสรุปว่าคุณมีความผิดตามหลักฐาน

ด้วยความคิดนี้คุณสามารถกำหนดคุณลักษณะของการทดสอบสมมติฐานทางสถิติได้เช่นทำไมการวัดอิสระ (หรือหลักฐาน)จึงมีความสำคัญเนื่องจากคุณควรได้รับการพิจารณาคดีอย่างยุติธรรม

อย่างไรก็ตามนี่คือตัวอย่างที่มีข้อ จำกัด และในที่สุดคุณก็ต้องเข้าใจแนวคิดของสมมติฐานว่าง

ดังนั้นเพื่อตอบคำถามของคุณ:

  1. ใช่มีเหตุผลสำหรับสมมติฐานว่าง (ตามที่อธิบายไว้ข้างต้น)

  2. ไม่มันไม่ใช่แค่การประชุมสมมติฐานว่างคือการทดสอบสมมติฐานหลักหรือทางสถิติมิฉะนั้นมันจะไม่ทำงานอย่างที่มันตั้งใจ


7

กฎแห่งความประหยัด (ยังเป็นที่รู้จักกันในนามมีดโกนของ Occam) เป็นหลักการทั่วไปของวิทยาศาสตร์ ภายใต้หลักการนั้นเราคิดว่าโลกที่เรียบง่ายจนกว่ามันจะสามารถแสดงให้เห็นว่าโลกมีความซับซ้อนมากขึ้น ดังนั้นเราจึงสันนิษฐานว่าโลกที่ง่ายกว่าของสมมติฐานว่างจนกว่ามันจะถูกปลอม ตัวอย่างเช่น:

เราถือว่าการรักษากและการรักษาขทำงานเหมือนเดิมจนกว่าเราจะแสดงต่างกัน เราคิดว่าสภาพอากาศเหมือนกันในซานดิเอโกเช่นเดียวกับในแฮลิแฟกซ์จนกระทั่งเราแสดงต่างกันเราคิดว่าผู้ชายและผู้หญิงจะได้รับเงินเดียวกันจนกว่าเราจะแสดงต่างกันเป็นต้น

สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมโปรดดูhttps://en.wikipedia.org/wiki/Occam%27s_razor


3

ถ้าฉันสามารถวาดความคล้ายคลึงกับตรรกะวิธีทั่วไปในการพิสูจน์บางสิ่งบางอย่างก็คือถือว่าสิ่งตรงกันข้ามและดูว่าสิ่งนั้นนำไปสู่ความขัดแย้งหรือไม่ นี่คือสมมติฐานว่างตรงข้ามและการปฏิเสธ (เช่นแสดงว่ามันไม่น่าเป็นไปได้มาก) ก็เหมือนกับการได้มาซึ่งความขัดแย้ง

คุณทำอย่างนั้นเพราะมันเป็นวิธีที่จะทำให้คำสั่งที่ชัดเจน เช่นเดียวกับในสาขาของฉันมันง่ายกว่ามากที่จะพูดว่า "คำว่า 'ยานี้ไม่มีประโยชน์' มีโอกาส 5% ที่จะถูก" กว่าจะพูดว่า "คำพูด 'ยานี้มีประโยชน์' มีโอกาส 90% ที่จะถูก" . แน่นอนว่าคนต้องการรู้ว่ามีการเรียกร้องผลประโยชน์เท่าใด แต่ก่อนอื่นพวกเขาต้องการรู้ว่ามันไม่ได้เป็นศูนย์


2

สมมติฐานว่างจะเกิดขึ้นเสมอกับความตั้งใจที่จะปฏิเสธมันซึ่งเป็นแนวคิดพื้นฐานของการทดสอบสมมติฐาน เมื่อคุณพยายามแสดงให้เห็นว่ามีบางสิ่งที่น่าจะเป็นจริง (เช่นการรักษาดีขึ้นหรือแย่ลง) จากนั้นสมมติฐานว่างเป็นตำแหน่งเริ่มต้น (เช่นการรักษาไม่ได้สร้างความแตกต่างให้กับโรค) คุณสร้างหลักฐานสำหรับการเรียกร้องที่คุณต้องการโดยการรวบรวมข้อมูลที่ (หวังว่า) จนถึงสิ่งที่ควรเกิดขึ้นภายใต้สมมติฐานว่าง (ในตัวอย่างผู้ป่วยที่ได้รับการสุ่มเพื่อรับการรักษาหรือยาหลอกที่มีผลลัพธ์ที่คาดหวังไว้) สรุปว่าไม่น่าเป็นไปได้ที่จะเกิดขึ้นภายใต้สมมติฐานว่างเพื่อให้คุณสามารถปฏิเสธสมมติฐานว่างได้

โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.