Jeg mottok nylig et brev fra en antropolog som kommenterte en ny artikkel i Proceedings of the Royal Society. Emnet for rapporten var Bigfoot, eller rettere sagt, den genetiske analysen av forskjellige hår, som ifølge mennesker til forskjellige tider tilhører en gigantisk, hårete og uidentifisert primat.
Et internasjonalt team av forskere, ledet av Oxford University-genetiker Bryan Sykes, har ikke funnet bevis for at DNAene til disse hårene tilhører en mystisk primat. De fleste av disse hårene tilhørte helt ikke-mystiske pattedyr som piggsvin, vaskebjørn og kuer.
Forfatteren av brevet uttrykte sin mening om denne saken veldig sparsomt og uttrykkelig: "Vel, selvfølgelig."
Den nye rapporten vil ikke gå ned i historien som en av de største vitenskapelige studier gjennom tidene og folkeslagene. Han vil ikke endre ideene våre om den naturlige verden eller om oss selv. Men han viser ulogicality og paradoxicality som moderne vitenskap arbeider med.
Folk tenker ofte at forskernes oppgave er å bevise sannheten om hypoteser - om eksistensen av elektroner, for eksempel, eller om medisinenes evne til å kurere kreft. Imidlertid gjør forskere ofte det motsatte: De tilbakeviser hypoteser.
Det tok dem mange tiår å utvikle denne teknikken, men en dag på begynnelsen av 1920-tallet har en spesiell plass i historien. På en eksperimentell landbruksstasjon i England bestemte tre forskere seg for å ta en pause og drikke te. En statistiker ved navn Ronald Fisher helte en kopp og tilbød den til kollegaen Muriel Bristol.
Hun nektet. Hun likte smaken av te i koppen der melken først ble helt.
"Nonsense," sa Fischer. "Selvfølgelig er det ingen forskjell her."
Salgsfremmende video:
Men Bristol vedvarte og hevdet at hun følte forskjellen.
En tredje forsker fra selskapet som heter William Roach foreslo et eksperiment. (Egentlig var det et øyeblikk med vitenskapelig flørting her, for Roach og Bristol ble gift i 1923.) Men hvordan kan du bekrefte Bristols påstand? Det enkleste som Fisher og Roach kunne gjøre var å helle en kopp te uten at hun så det, ga henne en smak og tilbud om å gjette i hvilken rekkefølge den ble helt.
Men hvis Bristol hadde gitt det rette svaret, ville det ikke bli ansett som bevis på at hun hadde noen overnaturlige krefter rundt te. Siden sjansene for et riktig svar var 50 prosent, kunne hun godt ha gitt det ved en tilfeldighet.
Noen år senere, i 1935, skrev Fisher The Design of Experimental, hvor han forklarte hvordan man kunne teste en slik påstand. I stedet for å prøve å bevise at Bristol klarer å fortelle forskjellen mellom to kopper te, bør man prøve å tilbakevise hypotesen om at den gjør sitt valg tilfeldig. "Vi kan snakke om en slik hypotese som en" nullhypotese "- skrev Fischer. - Nullhypotesen kan ikke bevises eller underbygges, men den kan tilbakevises i løpet av eksperimenter. Vi kan si at hvert eksperiment bare eksisterer for å gi fakta en sjanse til å tilbakevise nullhypotesen."
Fischer skisserte en måte å motbevise nullhypotesen om at valget av Bristol er tilfeldig. Det er nødvendig å tilberede åtte kopper, hell først melk i de fire første, og te først i de andre fire. Bland deretter koppene og inviter Bristol til å smake på te fra hver sin etter tur. Som et resultat må hun dele koppene i to grupper: den første, der melk først ble helt, og den andre, hvor melk ble helt etter te.
Det sies at Bristol har bestått eksamen glimrende, etter å ha identifisert alle åtte koppene korrekt. Takket være utformingen av Fischers eksperiment, var sjansen for at hun delte de åtte koppene riktig i to grupper, liten. Hun hadde 70 forskjellige måter å dele de åtte koppene i to grupper på fire; og dette betyr at Bristol kun kunne bestemme koppene riktig ved en tilfeldighet bare i ett tilfelle av 70 forsøk.
Fisher-testen kunne ikke eliminere muligheten for at Bristol handlet på gjetting. Han viste ganske enkelt at sjansene for å gjette henne ved en tilfeldighet var ubetydelige. Fischer kunne ha redusert sjansene ytterligere ved å antyde at Bristol smakte flere kopper te, men han kunne ikke redusere sjansen for at hun gjetter seg til null.
Siden absolutt bevis ikke var mulig, foretrakk Fischer praktisk i sine eksperimenter. I laboratoriet der han jobbet med Bristol, var Fischer ansvarlig for å analysere flere tiår med data for å avgjøre om informasjonen kunne gi en indikasjon på noen detaljer som den optimale gjødselkomposisjonen for avlinger.
Forskere kunne bruke disse dataene til å designe stadig større eksperimenter med stadig mer nøyaktige resultater. Fischer mente at det var meningsløst å designe et eksperiment som tok århundrer å gi resultater. På et tidspunkt, mente Fischer, ville forskere ganske enkelt måtte stoppe det.
Han mente at en rimelig terskel var fem prosent. Hvis vi antar at nullhypotesen er sann, og finner ut at sjansene for vitenskapelig observasjon av disse dataene er mindre enn fem prosent, kan vi trygt nekte et slikt eksperiment. I Bristol-historien var oddsen godt under Fishers terskel på bare 1,4 prosent.
I stor grad takket være Fischer, har nullhypotesen blitt et viktig redskap for vitenskapelig oppdagelse. Nullhypotetestester finnes i dag i alle grener av vitenskapelig kunnskap, fra psykologi og virologi til kosmologi. Og forskerne følger Fischers anbefaling ved å bruke en terskel på fem prosent.
Men tilbake til Bigfoot
Mennesker har påstått i flere tiår at de har observert hårete humanoider. De viser kornete fotografier, tvilsomme fotavtrykk og mystiske hårspisser. De siste årene har de til og med prøvd å trekke ut DNA fra disse hårene, men forskere har avvist slik genetisk forskning fordi de mangler standard forholdsregler som vanligvis brukes i forskning av denne typen.
Talsmenn for Bigfoot-hypotesen har gjentatte ganger hevdet at profesjonelle forskere med vilje ignorerer overbevisende bevis. Men i virkeligheten er problemet at disse talsmennene ikke nærmer seg spørsmålet om eksistensen av Bigfoot fra et vitenskapelig synspunkt. For to år siden bestemte Sykes og kollegene seg derfor for å gjennomføre en vitenskapelig studie av dette "anomale primat" -håret. For å gjøre dette, var det nødvendig å lage en nullhypotese for å prøve å tilbakevise den.
De utviklet følgende nullhypotese. Hår, som visstnok tilhører Bigfoot (yeti, bigfoot, eller hva denne skapningen kalles forskjellige steder), tilhører ikke noen tidligere ukjente primater, men til kjente pattedyr. De hentet ut DNA-fragmenter fra 30 forskjellige hårprøver og klarte å isolere de samme korte DNA-bitene fra hverandre. De sammenlignet deretter en slik strekning med den tilsvarende DNA-strekningen sekvensert i mange levende pattedyr.
Resultatet var klart og forståelig: forskere fant nøyaktige treff for alle 30 prøvene, og fant dem hos kjente pattedyr.
Har Sykes og kollegene bevist at Bigfoot ikke eksisterer? Ikke. Det betyr bare at Sykes, i motsetning til Fischer med sitt teeksperiment, ikke var i stand til å tilbakevise nullhypotesen. Spørsmålet forblir åpent, og hvis Bigfoot ikke eksisterer, vil det forbli ubesvart for alltid.
Jeg må si at Sykes 'eksperiment ga noen overraskelser. To hårprøver fra Himalaya samsvarte med DNA-basesekvensen som ble gjenvunnet fra et 40.000 år gammelt isbjørnfossil. Enda fremmed var det faktum at DNAet hans ikke stemmer overens med DNAet fra levende isbjørn.
I samtalen deres foreslår Sykes og kollegene et scenario for hvordan et slikt resultat kunne ha kommet. Det er mulig at eldgamle isbjørner og brunbjørner er avlet, og noen av bjørnene som bor i Himalaya har fremdeles noe DNA fra eldgamle isbjørn.
Noen skeptikere fremmet en annen forklaring på Sykes ’funn. Det er mulig at DNAet som visstnok tilhører en isbjørn faktisk tilhører et levende pattedyr - kanskje en brunbjørn - som gjennomgikk flere mutasjoner som skapte en falsk likhet med DNA fra en gammel isbjørn.
Det viser seg at disse skeptikerne i det vesentlige skapte en nullhypotese. Og det er en enkel og sikker måte å tilbakevise det på. Forskere må finne mer DNA fra disse mystiske bjørnene. Hvis andre regioner av DNA også samsvarer med DNA fra en gammel isbjørn, kan forskere motbevise nullhypotesen.
Slik flytter vitenskapen, fra en nullhypotese til en annen.
Karl Zimmer, New York Times spaltist og forfatter av 12 bøker, inkludert A Planet of Viruses.
