Como a hipótese nula sustenta a vida de um hominídeo peludo
Recentemente, recebi uma carta de um antropólogo comentando um novo relatório publicado na revista Proceedings of the Royal Society. O tema do relatório era um Pé Grande - mais precisamente, uma análise genética dos cabelos, sobre a qual várias pessoas declararam para muitos que pertencem a um primata gigante peludo e desconhecido.
Uma equipe internacional de cientistas liderada pelo geneticista Bryan Sykes, da Universidade de Oxford, não encontrou nenhuma evidência de que o DNA desse cabelo pertença a primatas misteriosos. Em vez disso, eles pertenciam a mamíferos completamente misteriosos - porcos-espinhos, guaxinins e vacas.
Meu correspondente resumiu sua opinião de forma sucinta: "Bem, e isso!"
Este novo trabalho não permanecerá na história como um dos maiores trabalhos científicos de todos os tempos. Isso não muda nossa visão do mundo natural e de nós mesmos. Mas demonstra a maneira contra-intuitiva pela qual a ciência moderna funciona.
As pessoas geralmente acreditam que o trabalho dos cientistas é provar que a hipótese é verdadeira - a existência de elétrons ou a capacidade de um medicamento para tratar o câncer. Mas muitas vezes, os cientistas fazem a coisa oposta: eles decidem refutar a hipótese.
Os cientistas levaram muitas décadas para desenvolver esse método, mas um dia, no início dos anos 20, se destaca nessa história de maneira especialmente forte. Em uma estação de pesquisa agrícola na Inglaterra, três cientistas fizeram uma pausa para o chá. O estatístico Ronald Fisher serviu uma xícara e a ofereceu a seu colega
Muriel Bristol .
Bristol recusou. Ela preferia o sabor do chá com leite quando o leite foi derramado pela primeira vez em uma xícara.
"Bobagem", respondeu Fisher, como eles dizem. "Tenho certeza de que não há diferença."
Mas Bristol se manteve firme. Ela alegou que podia perceber a diferença.
O terceiro cientista que participou da conversa, William Roach, propôs um experimento. (Também pode ter sido um flerte científico: Roach e Bristol se casaram em 1923). Mas como verificar a declaração de Bristol? A ação mais simples para Fisher e Roach foi derramar uma xícara de chá para que ela não a visse, experimentá-la e pedir que ela adivinhasse como foi feita.
Mas se Bristol adivinhar, isso não será prova de sua alta sensibilidade. Com 50% de chance da resposta correta, ela pode simplesmente adivinhar por acidente.
Alguns anos depois, em seu livro de 1935, The Design of Experiments, Fisher descreveu como verificar essa afirmação. Em vez de tentar provar que Bristol pode sentir a diferença entre diferentes xícaras de chá, ele tentou rejeitar a hipótese de que a escolha dela era aleatória. "Essa hipótese pode ser chamada de
hipótese nula ", escreveu Fisher. - A hipótese nula nunca é comprovada, mas pode ser refutada durante o experimento. Podemos dizer que qualquer experimento existe apenas para dar aos fatos a chance de refutar a hipótese nula. ”
Fisher descobriu uma maneira de rejeitar a hipótese nula - que Bristol faz uma escolha aleatória. Ele preparará oito xícaras de chá, em quatro das quais derramará leite em primeiro lugar e nas restantes no segundo. Ele mistura aleatoriamente as xícaras e sugere que Bristol tente uma xícara de chá. Em seguida, ele os dividirá em dois grupos - copos, nos quais, na opinião dela, o leite foi derramado primeiro, cairá em um grupo e os restantes em outro.
Diz-se que Bristol experimentou de maneira brilhante e correta todas as oito xícaras. Graças ao projeto do experimento de Fisher, as chances de que ela dividisse corretamente oito xícaras em dois grupos aleatoriamente eram pequenas. Havia 70 maneiras diferentes de dividir oito xícaras em dois grupos de 4, o que significava que Bristol poderia determinar a classificação correta de xícaras por acaso em apenas 1 em 70 casos.
O teste de Fisher não conseguiu eliminar completamente a possibilidade de Bristol adivinhar corretamente. Simplesmente significava que a probabilidade disso era pequena. Ele poderia reduzi-lo ainda mais fazendo Bristol beber mais chá, mas nunca poderia reduzi-lo a zero.
Como é impossível encontrar evidências absolutas, Fisher preferiu uma abordagem prática aos experimentos. No laboratório em que trabalharam com Bristol, Fisher teve que analisar os dados acumulados ao longo de décadas para determinar se essas informações poderiam dar um palpite sobre vários detalhes, como a melhor receita para fertilizar cereais. Os cientistas poderiam usar esses dados para desenvolver experimentos maiores com uma precisão cada vez maior dos resultados. Fisher acreditava que não havia sentido em projetar um experimento que levasse séculos para produzir resultados. Em algum momento, ele pensou, os cientistas só precisam terminar o trabalho.
Ele acreditava que uma margem de erro significativa era de 5%. Se assumirmos que a hipótese nula é verdadeira e descobrirmos que as chances de aparecimento dos dados não excedem 5%, ela pode ser rejeitada com segurança. No caso de Bristol, as chances se enquadravam nesse quadro, totalizando cerca de 1,4%.
Graças, em grande parte, a Fisher, a hipótese nula se tornou uma ferramenta importante para a descoberta científica. Verificações de hipóteses nulas podem ser encontradas em qualquer campo da ciência, da psicologia à virologia e cosmologia. E os cientistas usam uma margem de erro de cinco por cento após Fisher.
O que nos leva de volta ao pé grande.
Ao longo dos anos da existência de Bigfoot, Bigfoot, Yeti e outras criaturas misteriosas, várias evidências dúbias foram propostas. A existência de nenhuma delas foi comprovada, mas não foi claramente contestada
As pessoas afirmam há décadas ter humanóides peludos. Eles ofereceram fotografias granuladas, moldes ambíguos de faixas, pedaços misteriosos de cabelo. Nos últimos anos, eles tentaram extrair o DNA do cabelo, mas os cientistas rejeitaram esses estudos genéticos, porque não aplicaram as medidas de segurança padrão usadas nesses estudos.
Os adeptos do Bigfoot argumentam constantemente que estudiosos profissionais ignoram deliberadamente evidências irrefutáveis. O problema é que esses apoiadores não adotam uma abordagem científica para a questão do Bigfoot. Então, dois anos atrás, Sykes e colegas decidiram realizar um estudo científico desses cabelos a partir do "primata anormal". Isso incluiu a criação da hipótese nula, que devemos tentar refutar.
Eles desenvolveram a seguinte hipótese nula: o cabelo que supostamente pertencia ao pé grande (pé grande, yeti ou outras espécies locais da criatura), na verdade, não pertence a um primata desconhecido, mas a mamíferos famosos. Eles extraíram fragmentos de DNA de 30 amostras de cabelo diferentes e foram capazes de isolar a mesma seção curta de cada amostra. Eles então o compararam com os fragmentos de DNA correspondentes obtidos de muitos mamíferos vivos.
Os resultados foram claros: os cientistas encontraram uma correspondência exata com mamíferos conhecidos para todas as 30 amostras.
Isso significa que Sykes e colegas negaram a existência do Bigfoot? Não. Significa apenas que Sykes, ao contrário de Fisher e seu chá, não poderia refutar a hipótese nula. Mas a questão da existência do pé grande permanece em aberto, e sempre será.
Isso não quer dizer que não houve surpresas no estudo de Sykes. Duas amostras de cabelo do Himalaia coincidiram com o DNA extraído de um urso polar fóssil de 40.000 anos de idade. O que é estranho, o DNA deles não coincide com os ursos polares que vivem hoje.
No relatório, Sykes e colegas sugerem uma opção sobre como isso pode acontecer. É possível que os antigos ursos polares e marrons tenham cruzado entre si, e alguns dos ursos que vivem no Himalaia ainda carregam um pedaço de DNA do antigo urso polar.
Alguns céticos propuseram uma explicação alternativa. É possível que o DNA, semelhante ao do urso polar, tenha sido retirado de um mamífero que vive atualmente - digamos, um urso marrom - que sofreu algumas mutações que criaram uma falsa semelhança com o DNA de um antigo urso polar.
Esses céticos, de fato, criaram a hipótese nula. E você pode refutá-lo de uma maneira simples. Os cientistas precisam encontrar mais DNA desses ursos misteriosos. Se outras seções do DNA também coincidirem com as dos antigos ursos polares, essa hipótese nula poderá ser rejeitada.
É assim que a ciência avança, de uma hipótese nula para outra.
Karl Zimmer é colunista do The New York Times, autor de 12 livros, incluindo A Planet of Viruses.