Si nous ne parvenons pas à rejeter l'hypothèse nulle dans une vaste étude, ne constitue-t-il pas une preuve du contraire?

59

Une limite fondamentale du test de signification des hypothèses nulles est qu’il ne permet pas à un chercheur de rassembler des preuves en faveur de la valeur nulle ( Source )

Je vois cette revendication répétée à plusieurs endroits, mais je ne peux pas la justifier. Si nous réalisons une vaste étude et que nous ne trouvons pas de preuve statistiquement significative contre l'hypothèse nulle , ne s'agit-il pas d'une preuve de l'hypothèse nulle?

hypothesis-testing Atte Juvonen
la source

3

Mais nous commençons notre analyse en supposant que l'hypothèse nulle est correcte ... L'hypothèse pourrait être fausse. Peut-être n'avons-nous pas assez de pouvoir, mais cela ne veut pas dire que l'hypothèse est correcte.

SmallChess

13

Si vous ne l'avez pas lu, je vous recommande fortement La Terre est ronde (p <0,05) de Jacob Cohen . Il souligne qu'avec une taille d'échantillon suffisante, vous pouvez rejeter à peu près toute hypothèse nulle. Il parle également en faveur de l'utilisation des tailles d'effet et des intervalles de confiance, et propose une présentation soignée des méthodes bayésiennes. De plus, c'est un pur délice à lire!

Dominic Comtois

7

Des hypothèses nulles peuvent être simplement fausses. ... le fait de ne pas rejeter la nullité ne constitue pas une preuve contre une alternative suffisamment proche.

Glen_b

3

Voir stats.stackexchange.com/questions/85903 . Mais voir aussi stats.stackexchange.com/questions/125541 . Si, en effectuant "une étude de grande envergure", vous entendez "suffisamment volumineux pour avoir un pouvoir élevé permettant de détecter l'effet minimal d'intérêt", le fait de ne pas rejeter peut être interprété comme une acceptation de la valeur NULL.

Amibe dit Réintégrer Monica

7

Considérons le paradoxe de confirmation de Hempel. Examiner un corbeau et le voir noir est un support pour "tous les corbeaux sont noirs". Mais examiner logiquement un objet non-noir, et voir que ce n'est pas un corbeau, doit également soutenir la proposition puisque les déclarations "tous les corbeaux sont noirs" et "tous les objets non-noirs ne sont pas des corbeaux" sont logiquement équivalentes ... La résolution est que le nombre d'objets non-noirs est beaucoup, beaucoup plus grand que le nombre de corbeaux, de sorte que le support qu'un corbeau noir donne à la proposition est d'autant plus grand que le support minuscule que donne un non-corbeau non-noir.

Ben

62

Ne pas rejeter une hypothèse nulle est la preuve que l'hypothèse nulle est vraie, mais ce n'est peut-être pas une preuve particulièrement bonne , et cela ne prouve certainement pas l'hypothèse nulle.

Faisons un petit détour. Considérons un instant le vieux cliché:

L'absence de preuve n'est pas une preuve d'absence.

Malgré sa popularité, cette déclaration est un non-sens. Si vous cherchez quelque chose sans y parvenir, c'est la preuve irréfutable que ce n'est pas là. La qualité de cette preuve dépend de la profondeur de votre recherche. Une recherche superficielle fournit des preuves faibles. une recherche exhaustive fournit des preuves solides.

Revenons maintenant aux tests d'hypothèses. Lorsque vous exécutez un test d'hypothèse, vous recherchez des preuves que l'hypothèse nulle n'est pas vraie. Si vous ne la trouvez pas, alors c'est certainement la preuve que l'hypothèse nulle est vraie, mais quelle est la force de cette preuve? Pour le savoir, vous devez savoir dans quelle mesure il est probable que des preuves qui vous auraient amené à rejeter l'hypothèse nulle auraient pu échapper à votre recherche. C'est-à-dire quelle est la probabilité d'un faux négatif sur votre test? Ceci est lié au pouvoir, , du test (en particulier, c'est le complément, 1- .) $\beta$ $\beta$

Désormais, la puissance du test, et donc le taux de faux négatifs, dépend généralement de la taille de l'effet recherché. Les grands effets sont plus faciles à détecter que les petits. Par conséquent, il n'y a pas de unique pour une expérience, et donc pas de réponse définitive à la question de la force de la preuve pour l'hypothèse nulle. En d'autres termes, il existe toujours une taille d'effet suffisamment petite pour que l'expérience ne l'exclue pas. $\beta$

De là, il y a deux façons de procéder. Parfois, vous savez que vous ne vous souciez pas d'une taille d'effet inférieure à un seuil. Dans ce cas, vous devriez probablement recadrer votre expérience de sorte que l'hypothèse nulle soit que l'effet soit supérieur à ce seuil, puis testez l'hypothèse alternative selon laquelle l'effet est inférieur au seuil. Vous pouvez également utiliser vos résultats pour définir des limites sur la taille crédible de l'effet. Votre conclusion serait que l'ampleur de l'effet se situe dans un intervalle, avec une certaine probabilité. Cette approche n’est qu’un petit pas en avant d’un traitement bayésien, sur lequel vous voudrez peut-être en savoir plus, si vous vous retrouvez souvent dans ce genre de situation.

Il existe une réponse intéressante à une question connexe qui concerne les preuves de test d'absence , ce qui pourrait vous être utile.

Personne
la source

9

Considérons un test d'hypothèse avec , avec et une p-valeur non significative. Selon votre raisonnement, ceci est une preuve de . Un autre test d'hypothèse avec , avec et une valeur p non significative, fournirait alors des éléments de preuve pour . Ces preuves sont évidemment contradictoires.

H_{1} : μ > 2

$H_1:\mu>2$

\bar{x} = 3

$\bar{x}=3$

μ \leq 2

$\mu \le 2$

H_{1} : μ < 4

$H_1:\mu<4$

\bar{x} = 3

$\bar{x}=3$

μ \geq 4

$\mu \ge 4$

Macond

4

Je ne suis pas sûr de suivre votre argument. D'après ce que je peux dire, vous décrivez deux expériences, chacune d'elles fournissant des preuves (probablement assez faibles) de l'une des deux hypothèses contradictoires. Pourquoi est-ce surprenant?

Personne le

8

Autre exemple: commun . Si vous échouez à le rejeter, cela signifie-t-il que vous avez la preuve que parmi toutes les autres valeurs sur la ligne réelle, la vraie moyenne est exactement 0 ..? Cette réponse est trompeuse!

H_{0} : μ = 0

$H_0: \mu = 0$

Tim

3

J'aime votre récit des preuves - il semble rapidement que le facteur Bayes permette de quantifier le soutien des données d’un modèle à un autre. Est-ce que donne des preuves pour ou contre ? Cela dépend de votre densité antérieure pour : si vous pensez que est quelque part juste en dessous de 2 ou beaucoup plus haut que 3, les données en fournissent la preuve; si vous pensez que est également susceptible de se situer entre -10 et 10, les données fournissent des preuves à son encontre. Mais dans une analyse fréquentiste, votre degré de croyance n'est pas représenté par un nombre. Quel est le concept de preuve applicable?

\bar{x} = 3

$\bar{x}=3$

μ \leq 2

$\mu\leq2$

μ

$\mu$

μ

$\mu$

μ

$\mu$

Scortchi

6

Cela me rappelle l'hypothèse de Riemann. Nous avons cherché des zéros non triviaux en dehors de la ligne avec la partie réelle 1/2, mais nous n’en avons trouvé aucun. Et bien que nous ne considérions pas que l'hypothèse de Riemann soit vraie parce que nous ne l'avions pas prouvée, la plupart des mathématiciens pensent que c'est vrai et que beaucoup de résultats sont vrais sous condition si l'hypothèse de Riemann est vraie :) Donc, dans ce cas, nous avons interprété absence de preuve en tant que preuve d'absence

Ant

29

NHST s'appuie sur les valeurs p, qui nous disent: Étant donné que l'hypothèse nulle est vraie, quelle est la probabilité que nous observions nos données (ou plus extrêmes)?

Nous supposons que l'hypothèse nulle est vraie - il est clair dans NHST que l'hypothèse nulle est correcte à 100%. Les petites valeurs de p nous indiquent que, si l'hypothèse nulle est vraie, nos données (ou des données plus extrêmes) ne sont pas probables.

Mais qu'est-ce qu'une grande valeur p nous dit? Cela nous indique que, dans l'hypothèse nulle, nos données (ou des données plus extrêmes) sont probables.

De manière générale, P (A | B) P (B | A).

Imaginez que vous vouliez prendre une grande valeur p comme preuve de l'hypothèse nulle. Vous comptez sur cette logique:

~~Si la valeur null est true, une valeur p élevée est probable.~~ ( Mise à jour: Faux. Voir les commentaires ci-dessous. )
Une valeur p élevée est trouvée.
Par conséquent, le null est vrai.

Cela prend la forme plus générale:

Si B est vrai, alors A est probable.
Un se produit.
Par conséquent, B est vrai.

C'est fallacieux, cependant, comme le montre un exemple:

S'il pleuvait dehors, le sol serait probablement humide.
Le sol est humide.
Par conséquent, il a plu dehors.

Le sol pourrait très bien être mouillé car il a plu. Ou bien cela pourrait être dû à un arroseur, à une personne qui nettoie ses gouttières, à une conduite d’eau cassée, etc. Des exemples plus extrêmes peuvent être trouvés dans le lien ci-dessus.

C'est un concept très difficile à saisir. Si nous voulons des preuves pour la nullité, l'inférence bayésienne est requise. Pour moi, l'explication la plus accessible de cette logique est celle de Rouder et al. (2016). in paper Existe-t-il un repas gratuit dans Inference? publié dans Topics in Cognitive Science, 8, p. 520–547.

Mark White
la source

3

Je n'aime pas que tous vos exemples concluent "X est vrai". Avoir la preuve de quelque chose n'est pas la même chose que conclure avec quelque certitude à 100%. Si je sors et que le sol est humide, c'est la preuve qu'il a "plu". Cette preuve rend beaucoup plus probable qu'il a plu.

Atte Juvonen

C'est juste. Que Rouder et al. Le document que j'ai lié à la fin de ma réponse ne contient pas d'exemples qui permettent de tirer des conclusions certaines.

Mark White

6

@ AtteJuvonen Oui, nous avons des preuves de la pluie, mais nous ne savons pas quelle en est la probabilité, vous pouvez donc en conclure que "il aurait pu pleuvoir ou autre chose qui aurait rendu le sol humide" . Donc, vous avez des preuves peu concluantes . Ce n'est que sur la base des statistiques bayésiennes que l'argument opposé peut être avancé.

Tim

3

Je ne suis pas d’accord avec votre conclusion "Si nous voulons des preuves de la nullité, une inférence bayésienne est requise"; L’étude que vous citez provient de Wagenmakers, qui est un fervent partisan des statistiques bayésiennes. Il est donc évident qu’ils le soutiennent. Mais en réalité, on peut facilement avoir des preuves "du nul" dans le paradigme fréquentiste, par exemple en effectuant TOST (deux tests unilatéraux) pour l'équivalence. (cc @AtteJuvonen).

amibe dit de réintégrer Monica

10

"Si la valeur null est true, une valeur p élevée est probable." - ce n'est pas correct Si l'hypothèse nulle est vraie, alors

p \sim U [0, 1]

$p\sim U[0,1]$ , les valeurs élevées ne sont donc pas plus probables que les valeurs basses sous l'hypothèse nulle. Tout ce que vous pouvez dire, c'est qu'une valeur élevée est plus probable sous null que sous d'autres hypothèses - mais que les hypothèses soient valables ou non, les hypothèses ne représentent donc pas l'espace de probabilité dans lequel nous évoluons. Sauf si nous travaillons dans un paradigme bayésien! Et c'est là que votre argumentation échoue malheureusement.

p

$p$

p

$p$

S. Kolassa - Réintégrer Monica

14

Pour comprendre ce qui ne va pas dans l'hypothèse, voir l'exemple suivant:

Imaginez un enclos dans un zoo où vous ne pouvez pas voir ses habitants. Vous voulez tester l'hypothèse selon laquelle il est habité par des singes en mettant une banane dans la cage et vérifier si elle est partie le lendemain. Ceci est répété N fois pour une signification statistique accrue.

Vous pouvez maintenant formuler une hypothèse nulle: étant donné qu'il y a des singes dans l'enceinte, il est très probable qu'ils trouveront et mangeront la banane. Par conséquent, si les bananes ne sont pas touchées chaque jour, il est très improbable qu'il y ait des singes à l'intérieur.

Mais maintenant, vous voyez que les bananes ont disparu (presque) chaque jour. Est-ce que cela vous dit que les singes sont à l'intérieur?

Bien sûr que non, car il y a d'autres animaux qui aiment aussi les bananes, ou peut-être qu'un gardien de zoo attentif enlève la banane tous les soirs.

Alors, quelle est l'erreur commise dans cette logique? Le fait est que vous ne savez rien de la probabilité que les bananes disparaissent s'il n'y a pas de singes à l'intérieur. Pour corroborer l'hypothèse nulle, la probabilité de disparaître des bananes doit être faible si l'hypothèse nulle est fausse, mais cela n'est pas nécessairement le cas. En fait, l'événement peut être tout aussi probable (ou même plus probable) si l'hypothèse nulle est fausse.

Sans connaître cette probabilité, vous ne pouvez rien dire exactement sur la validité de l'hypothèse nulle. Si les gardiens du zoo enlèvent toutes les bananes chaque soir, l'expérience n'aura aucune valeur, même si, à première vue, il semble que vous ayez corroboré l'hypothèse nulle.

Thern
la source

Cela devrait être la réponse acceptée.

Emily L.

2

@ amoeba Dans ce cas, null hyp serait que les singes sont dans la cage. Alt hyp serait que pas de singes sont dans la cage. Les échantillons que je recueille sont les observations "banane partie" et "banane toujours là" chaque matin. En faisant plusieurs hypothèses sur les singes et leur capacité à trouver des bananes, je peux calculer la probabilité p que j'aurais vu le résultat réel avec des singes dans une cage. Si les bananes sont toujours là souvent, je rejetterai l'hypothèse nulle. Si les bananes sont toujours parties, cela correspond au point zéro, mais cela ne prouve pas que les singes sont dans la cage.

Thern le

1

@ amoeba Je ne sais pas s'il est possible de traduire directement l'exemple de singe dans votre scénario de test t. À ma connaissance, le test d'hypothèse nulle signifie généralement ce que Mark White a également écrit dans sa réponse: "Étant donné que l'hypothèse nulle est vraie, quelle est la probabilité que nous observions nos données (ou des données plus extrêmes)?". Votre scénario de test t en est un cas spécifique, mais je ne vois pas comment ce scénario peut être généralisé. De mon point de vue, je dirais que votre scénario et l'exemple du singe sont deux méthodes différentes de vérification d'hypothèses qui ne peuvent pas être mappées directement l'une sur l'autre.

Thern le

1

Si c'est le cas @Nebr, je suis encore une fois très confus quant à la signification de votre exemple de singe. Le test t est probablement le test d'hypothèse le plus courant; Je l'ai mentionné dans mon commentaire simplement parce que c'est un exemple typique de test. Si votre exemple de singe ne s'applique pas (comme vous le dites) à ceci - typique! - situation, alors je suis perplexe sur sa signification. En fait, si vous dites que le test t et l’exemple de singe sont "deux manières différentes de tester des hypothèses", pouvez-vous donner un exemple de test statistique qui suit votre exemple de singe "façon"? En quoi exactement votre exemple de singe est-il une analogie?

amibe dit de réintégrer Monica le

1

@Nebr je conviens que c'est une question générale. Mais si vous ne pouvez pas me donner un seul exemple de test statistique réel qui aurait la même propriété que votre exemple de singe, alors je suis désolé, mais je devrai prendre en compte votre exemple de singe sans aucune pertinence pour ce fil. Je ne dis pas que l'exemple de singe doit correspondre spécifiquement à un test t. Mais cela doit correspondre à quelque chose !!

Amibe dit de réintégrer Monica

14

Dans son célèbre article Pourquoi la plupart des résultats de recherche publiés sont faux , Ioannidis a utilisé le raisonnement bayésien et le sophisme du taux de base pour affirmer que la plupart des résultats sont des faux positifs. En bref, la probabilité, après l’étude, qu’une hypothèse de recherche particulière soit vraie dépend, entre autres choses, de la probabilité de cette hypothèse avant l’étude (c’est-à-dire le taux de base).

En réponse, Moonesinghe et al. (2007) ont utilisé le même cadre pour montrer que la réplication augmentait considérablement la probabilité qu'une hypothèse soit vraie après l'étude. Cela a du sens: si plusieurs études peuvent reproduire une constatation donnée, nous sommes plus sûrs que l'hypothèse conjecturée est vraie.

J'ai utilisé les formules de Moonesinghe et al. (2007) pour créer un graphique qui montre la probabilité post-étude en cas d'échec de la réplication d'une constatation. Supposons qu’une hypothèse de recherche donnée ait une probabilité d’être vraie à 50% avant l’étude. De plus, je suppose que toutes les études n’ont pas de biais (irréaliste!) Ont un pouvoir de 80% et utilisent un de 0,05. $\alpha$

Le graphique montre que si au moins 5 études sur 10 n'atteignent pas la signification, notre probabilité d'après-étude que l'hypothèse est vraie est presque égale à 0. Les mêmes relations existent pour davantage d'études. Cette découverte est également logique: un échec répété dans la recherche d’un effet renforce notre conviction que cet effet est probablement faux. Ce raisonnement est conforme à la réponse acceptée de @RPL.

Dans un deuxième scénario, supposons que les études n’ont qu’une puissance de 50% (toutes choses égales par ailleurs).

Maintenant, notre probabilité post-étude diminue plus lentement, car chaque étude ne disposait que d'un faible pouvoir pour trouver l'effet, s'il existait réellement.

COOLSerdash
la source

Notez que vous obtenez toutes les preuves sur l'hypothèse nulle à partir de cas où un test échoue avec cette hypothèse. Mais l'hypothèse du PO était que les tests corroboraient l'hypothèse nulle ("Si nous réalisons une étude de grande envergure et si nous ne trouvons pas de preuve statistiquement significative contre l'hypothèse nulle, n'est-ce pas une preuve de l'hypothèse nulle?"). Cela correspond à la partie la plus à gauche de vos diagrammes, et donc à un cas où la probabilité d'effet est encore de 50% (ou, en général, la probabilité préalable à l'étude), de sorte que vous n'avez rien gagné.

Thern

@Nebr je ne comprends pas. Si nous réalisons 1 grande étude bien puissante (puissance de 95% par exemple) et si nous ne parvenons pas à trouver de preuves contre l'hypothèse nulle (c'est-à-dire qu'un test d'hypothèse statistique n'est pas significatif au niveau de 5%), notre probabilité après l'étude serait: être 0,05 dans le cadre mentionné (avec une probabilité de 50% avant l’étude).

COOLSerdash

1

@Nebr Votre dernier commentaire n'a aucun sens: si le résultat n'est pas significatif, il ne peut pas s'agir d'un "faux positif".

amibe dit de réintégrer Monica le

1

@Nebr If you have a negative, you found evidence against the null- Quoi? Le mot "négatif" a exactement le sens opposé. Une valeur p significative est appelée un résultat "positif"; un non significatif est un "négatif".

amibe dit de réintégrer Monica le

1

@Nebr 100% de puissance ne signifie PAS "que si H0 est vrai, nous pouvons être sûrs que nous verrons toujours H1". Cela signifie que si H1 est vrai, nous verrons toujours H1. Je ne tenterai pas de lire votre commentaire plus avant, car chaque phrase est source de confusion.

amibe dit de réintégrer Monica le

12

La meilleure explication que j'ai vue à ce sujet vient de quelqu'un dont la formation est en mathématiques.

Signification de l'hypothèse nulle Le test est fondamentalement une preuve par contradiction: supposons , existe-t-il une preuve de $H_0$ $H_1$ ? S'il existe des preuves pour , rejetez et acceptez . Mais s'il n'y a pas de preuve pour , il est circulaire de dire que est vrai parce que vous avez supposé que était vrai pour commencer. $H_1$ $H_0$ $H_1$ $H_1$ $H_0$ $H_0$

Clarinettiste
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4

Peut-être devriez-vous consulter ce fil de discussion: stats.stackexchange.com/questions/163957/…

10

Si vous n'aimez pas cette conséquence des tests d'hypothèses mais que vous n'êtes pas prêt à faire le saut complet vers les méthodes bayésiennes, que diriez-vous d'un intervalle de confiance?

Supposons que vous une pièce fois et que vous voyiez têtes, ce qui vous amène à dire qu'un intervalle de confiance de 95% pour la probabilité des têtes est . $42078$ $20913$ $[0.492,0.502]$

Vous n’avez pas dit que vous aviez vu des preuves qu’il s’agissait bien de , mais les preuves suggèrent une certaine confiance quant à la proximité possible de . $\frac12$ $\frac12$

Henri
la source

2

Qu'est-ce qu'un bayésien dans un intervalle de confiance?

kjetil b halvorsen

3

@kjetilbhalvorsen: Un intervalle de confiance n'est pas bayésien (un intervalle crédible le serait), mais un intervalle de confiance donne plus d'informations sur les preuves qu'un hypothèse simple rejet / non-rejet serait

Henry

9

Il serait peut-être préférable de dire que le non-rejet d'une hypothèse nulle ne constitue pas en soi une preuve de l'hypothèse nulle. Une fois que nous avons pris en compte la vraisemblance des données, qui prennent en compte de manière plus explicite la quantité de données, les données collectées peuvent alors appuyer les paramètres entrant dans l'hypothèse nulle.

Cependant, nous devrions également bien réfléchir à nos hypothèses. En particulier, le fait de ne pas rejeter une hypothèse de point zéro n'est pas une très bonne preuve que l'hypothèse de point zéro est vraie. De manière réaliste, il accumule la preuve que la vraie valeur du paramètre n'est pas si éloignée du point en question. Les hypothèses de point nul sont, dans une certaine mesure, des constructions plutôt artificielles et le plus souvent, vous ne croyez pas vraiment qu'elles seront tout à fait vraies.

Il devient beaucoup plus raisonnable de parler du non-rejet qui sous-tend l'hypothèse nulle, si vous pouvez inverser de manière significative l'hypothèse nulle et alternative et si, ce faisant, vous rejetteriez votre nouvelle hypothèse nulle. Lorsque vous essayez de le faire avec une hypothèse nulle de point standard, vous voyez immédiatement que vous ne pourrez jamais rejeter son complément, car votre hypothèse nulle inversée contient alors des valeurs arbitrairement proches du point considéré.

Par contre, si vous testez, par exemple, l'hypothèse nulle contre l'alternative pour la moyenne d'une distribution normale, puis pour toute valeur vraie de il existe une taille d'échantillon - à moins d'une irréaliste réalité, la valeur vraie de est ou - pour laquelle nous avons une probabilité de presque 100% qu'un intervalle de confiance de niveau tombera complètement entre ou en dehors de cet intervalle. Bien entendu, pour tout échantillon fini, vous pouvez obtenir des intervalles de confiance qui dépassent les limites, auquel cas ce n’est pas une très bonne preuve de l’hypothèse nulle. $H_0: |\mu| \leq \delta$ $H_A: |\mu| > \delta$ $\mu$ $\mu$ $-\delta$ $+\delta$ $1-\alpha$ $[-\delta, +\delta]$

Björn
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4

+1 Cet IMHO devrait être la réponse acceptée. Je ne comprends pas pourquoi il a si peu de votes positifs.

amibe dit de réintégrer Monica le

1

@ amoeba car il a été posté en retard, mais je suis d'accord et déjà +1.

Tim

6

Cela dépend plutôt de la façon dont vous utilisez la langue. Selon la théorie de la décision Pearson et Neyman, il ne s'agit pas d'une preuve de null, mais vous devez vous comporter comme si le zéro était vrai.

La difficulté vient du modus tollens. Les méthodes bayésiennes sont une forme de raisonnement inductif et, en tant que telles, une forme de raisonnement incomplet. Les méthodes d'hypothèses nulles sont une forme probabiliste de modus tollens et, en tant que telles, font partie du raisonnement déductif et constituent donc une forme complète de raisonnement.

Modus tollens a la forme "si A est vrai, alors B est vrai et B n'est pas vrai; par conséquent, A n'est pas vrai." Sous cette forme, si le null est vrai, alors les données apparaîtront de manière particulière. Elles n'apparaissent pas de cette manière. Par conséquent (avec un certain degré de confiance), le null n’est pas vrai (ou du moins, il est "falsifié" . "

Le problème est que vous voulez "Si A alors B et B." A partir de là, vous souhaitez en déduire A, mais ce n'est pas valide. "Si A alors B," n'exclut pas que "sinon A alors B" soit également une déclaration valide. Considérons la déclaration "si c'est un ours, alors il peut nager. C'est un poisson (pas un ours)". Les déclarations ne disent rien sur la capacité des non-ours à nager.

La probabilité et les statistiques sont une branche de la rhétorique et non une branche des mathématiques. C'est un grand utilisateur de mathématiques, mais cela ne fait pas partie des mathématiques. Il existe pour diverses raisons, persuasion, prise de décision ou inférence. Il étend la rhétorique dans une discussion disciplinée de la preuve.

Dave Harris
la source

1

+1 pour avoir mentionné Neyman et Pearson (voir stats.stackexchange.com/questions/125541 ).

Amibe dit Réintégrer Monica

5

Je vais essayer d'illustrer cela avec un exemple.

Songeons que nous échantillonnage d'une population, avec l'intention de test pour ses moyens . Nous obtenons un échantillon avec mean . Si nous obtenons une valeur p non significative, nous obtiendrions également des valeurs p non significatives si nous avions testé toute autre hypothèse nulle , telle que situe entre et . Maintenant, pour quelle valeur de avons-nous des preuves? $\mu$ $\bar{x}$ $H_0:\mu=\mu_i$ $\mu_i$ $\mu_0$ $\bar{x}$ $\mu$

De même, lorsque nous obtenons des valeurs p significatives, nous n'obtenons pas de preuve pour un , mais plutôt une preuve contre (qui peut être utilisée comme preuve de , ou selon la situation). La nature des tests d'hypothèses ne fournit pas de preuves pour quelque chose, elle ne fait que contre quelque chose, si c'est le cas. $H_1:\mu=M$ $H_0:\mu=\mu_0$ $\mu\ne\mu_0$ $\mu<\mu_0$ $\mu>\mu_0$

Macond
la source

"Maintenant, pour quelle valeur de μ avons-nous des preuves?" - Nous avons des preuves plus solides pour les valeurs proches de la moyenne de l'échantillon et des preuves plus faibles pour des valeurs plus éloignées de la moyenne de l'échantillon. La force ou la faiblesse dépend de la taille et de la variance de l'échantillon. Y a-t-il quelque chose qui cloche dans cette interprétation?

Atte Juvonen

Oui, ceci est une mauvaise interprétation. La valeur de p n'est pas la probabilité que l'hypothèse nulle soit vraie ou la force de la preuve en faveur de l'hypothèse nulle. De même, vous pouvez effectuer une estimation d'intervalle avec une moyenne d'échantillon au milieu de l'intervalle, mais cela ne signifie pas pour autant que la probabilité que la moyenne de la population se situe près du milieu de l'intervalle est plus élevée. Dominic Comtois a répondu à votre question par une explication satisfaisante de cette interprétation erronée.

Macond

"Cela ne signifie pas qu'il y a une probabilité plus élevée que la population soit proche du milieu de l'intervalle". - Cela ne peut pas être correct. J'ai lu le journal mais je n'ai rien trouvé pour corroborer cela.

Atte Juvonen

Le milieu de l'intervalle de confiance correspond à celui de , ce qui donnera la moyenne de l'échantillon observé avec des probabilités plus élevées. Mais ceci n’est pas équivalent à l’affirmation suivante: "Les probabilités d’être vrais moyens sont plus grandes pour les ". Comme cela a été dit à maintes reprises par d’autres: .

μ

$\mu$

μ

$\mu$

P (A | B) \neq P (B | A)

$P(A|B) \ne P(B|A)$

Macond

4

Considérez le petit ensemble de données (illustré ci-dessous) avec la moyenne , supposons que vous avez effectué un test bilatéral avec , où . Le test semble être insignifiant avec . Cela signifie-t-il que votre est vrai? Et si vous testiez contre ? Comme la distribution est symétrique, le test renverrait une valeur similaire . Vous avez donc à peu près la même quantité de preuves que et que . $\bar x \approx 0$ $t$ $H_0: \bar x = \mu$ $\mu = -0.5$ $p > 0.05$ $H_0$ $\mu = 0.5$ $t$ $p$ $\mu = -0.5$ $\mu = 0.5$

L'exemple ci-dessus montre que les petites valeurs nous empêchent de croire en et que des valeurs élevées suggèrent que nos données sont en quelque sorte plus cohérentes avec , par rapport à . Si vous avez effectué de nombreux tests de ce type, vous pourriez alors trouver ce type de qui est probablement basé sur nos données. En fait, vous utiliseriez une estimation de vraisemblance semi- maximale . L’idée de MLE est que vous recherchiez une valeur de qui maximise la probabilité d’observer vos données étant donné , ce qui conduit à la fonction de vraisemblance $p$ $H_0$ $p$ $H_0$ $H_1$ $\mu$ $\mu$ $\mu$

L (μ | X) = f (X | μ)

$L(\mu | X) = f(X | \mu)$

Le MLE est un moyen valable de trouver l’estimation ponctuelle de , mais il ne vous dit rien sur la probabilité d’observer avec vos données. Ce que vous avez fait, c’est que vous avez choisi une seule valeur pour et posé des questions sur la probabilité d’observer vos données. Comme déjà remarqué par d’autres, . Pour trouver nous devons tenir compte du fait que nous avons testé différentes valeurs candidates pour . Cela conduit au théorème de Bayes $\hat\mu$ $\hat\mu$ $\hat\mu$ $f(\mu|X) \ne f(X|\mu)$ $f(\mu|X)$ $\hat\mu$

f (μ | X) = \frac{f (X | μ) f (μ)}{\int f (X | μ) f (μ) d μ}

$f(\mu|X) = \frac{ f(X|\mu) \, f(\mu) }{ \int \, f(X|\mu) \, f(\mu) \, d\mu }$

cette première, considère la probabilité sont différentes « s a priori (ce qui peut être uniforme, ce qui conduit à des résultats cohérents avec MLE) et , deuxièmement, le fait pour normalise que vous avez considéré différents candidats pour . De plus, si vous posez des questions sur en termes probabilistes, vous devez la considérer comme une variable aléatoire. C’est donc une autre raison d’adopter l’approche bayésienne. $\mu$ $\hat\mu$ $\mu$

En conclusion, le test d’hypothèse vous indique si est plus probable que , mais puisque la procédure nécessitait que vous que est vrai et qu’il choisisse une valeur spécifique. Pour donner une analogie, imaginez que votre test est un oracle. Si vous lui demandez, "le sol est humide, est-il possible qu'il pleuve?" , elle répondra: "oui, c'est possible, dans 83% des cas quand il pleuvait, le sol était mouillé" . Si vous lui demandez à nouveau, "est-il possible que quelqu'un ait simplement renversé de l'eau sur le sol?" , elle répondra "bien sur, c’est aussi possible, dans 100% des cas où une personne renversait de l’eau par terre, elle mouillait" $H_1$ $H_0$ $H_0$ , etc. Si vous lui demandez des chiffres, elle vous les donnera, mais les chiffres ne seraient pas comparables . Le problème est que le test d'hypothèse / oracle fonctionne dans un cadre où elle ne peut donner des réponses concluantes qu'aux questions demandant si les données sont cohérentes avec une hypothèse , et non l'inverse, puisque vous n'envisagez pas d'autres hypothèses.

Tim
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2

Suivons un exemple simple.

Mon hypothèse nulle est que mes données suivent une distribution normale. L’hypothèse alternative est que la distribution de mes données n’est pas normale.

Je tire deux échantillons aléatoires d'une distribution uniforme sur [0,1]. Je ne peux pas faire grand chose avec seulement deux échantillons. Je ne pourrais donc pas rejeter mon hypothèse nulle.

Est-ce que cela signifie que je peux conclure que mes données suivent une distribution normale? Non, c'est une distribution uniforme !!

Le problème est que j'ai fait l'hypothèse de normalité dans mon hypothèse nulle. Ainsi, je ne peux pas conclure que mon hypothèse est correcte car je ne peux pas la rejeter.

Petitchess
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3

Je ne pense pas qu'une étude avec 2 échantillons qualifie une "étude". Dès que nous obtenons un nombre raisonnable de points de données, cet exemple ne fonctionne pas. Si nous tirons 1000 points de données et qu’ils ressemblent à une distribution uniforme, nous avons des preuves contre notre hypothèse nulle. Si nous tirons 1000 points de données et qu’ils ressemblent à une distribution normale, nous avons des preuves de notre hypothèse nulle.

Atte Juvonen

1

@ AtteJuvonen Ma réponse n'est pas une tentative de définir ce qu'une étude est censée être. J'essaie simplement de donner un exemple simple pour illustrer le manque de pouvoir statistique pour la question. Nous savons tous que 2 échantillons sont mauvais.

SmallChess

4

Droite. Je dis juste que votre exemple illustre le problème de tirer des conclusions de 2 échantillons. Cela n'illustre pas le problème de la mise en évidence d'une hypothèse nulle.

Atte Juvonen

2

Pour rejeter votre étude doit disposer de suffisamment de puissance statistique . Si vous êtes capable de rejeter , vous pouvez dire que vous avez rassemblé suffisamment de données pour tirer une conclusion. $H_0$ $H_0$

D'autre part, ne pas rejeter ne nécessite aucune donnée, car elle est supposée être vraie par défaut. Donc, si votre étude ne rejette pas , il est impossible de déterminer laquelle est la plus probable: est vraie ou votre étude n'était tout simplement pas assez grande . $H_0$ $H_0$ $H_0$

Dmitry Grigoryev
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Avoir la preuve de quelque chose n'est pas la même chose que connaître quelque chose avec 100% de certitude. Nous n'avons pas besoin de "savoir si est vrai". Même si nous rejetons nous ne savons toujours pas si est vrai.

H_{0}

$H_0$

H_{0}

$H_0$

H_{0}

$H_0$

Atte Juvonen

0

Non, ce n'est pas une preuve, sauf si vous avez la preuve que c'est une preuve Je n'essaie pas d'être mignon, mais plutôt littéral. Vous avez seulement une probabilité de voir de telles données, étant donné votre hypothèse, le zéro est vrai. C’est TOUT ce que vous obtenez de la p-valeur (si cela, puisque la p-valeur est basée sur des hypothèses elles-mêmes).

Pouvez-vous présenter une étude qui montre que pour les études qui "échouent" à soutenir l'hypothèse nulle, la majorité des hypothèses nulles se révèlent vraies? Si vous pouvez trouver cette étude, votre incapacité à réfuter les hypothèses nulles reflète au moins une TRÈS probabilité généralisée que la valeur nulle soit vraie. Je parie que vous n'avez pas cette étude. Étant donné que les preuves relatives à l'hypothèse nulle fondées sur des valeurs p ne sont pas probantes, il vous suffit de vous en aller les mains vides.

Vous avez commencé par supposer que votre valeur NULL était vraie pour obtenir cette valeur p; elle ne peut donc rien vous dire sur la valeur null, mais uniquement sur les données. Pensez-y. C'est une inférence unidirectionnelle - point.

Roger Dodger
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Si nous ne parvenons pas à rejeter l'hypothèse nulle dans une vaste étude, ne constitue-t-il pas une preuve du contraire?

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