(Baac3nes/Moment/Getty Images) I vitenskapen, som i livet, liker vi alle å feire de store nyhetene.
Vi bekreftet eksistensen av svarte hull vedkrusninger de skaper i romtiden. Vi fotografert deskyggen av et svart hull. Vi fant uthvordan redigere DNA. Vi fantHiggs boson!
Det vi vanligvis ikke hører om, er årene med grusomt, møysommelig hardt arbeid som gir ufattelige resultater, som ikke ser ut til å gi bevis for spørsmålene forskerne stiller – den inkrementelle anvendelsen av begrensninger som bringer oss stadig nærmere å finne svar og gjøre funn.
Men uten ikke-oppdagelser – det vi kaller nullresultatet – ville vitenskapens fremgang ofte blitt bremset og hindret. Nullresultater driver oss fremover. De hindrer oss i å gjenta de samme feilene, og former retningen for fremtidige studier.
Det er faktisk mye vi kan lære av ingenting.
Ofte kommer imidlertid nullresultater ikke til vitenskapelige publikasjoner. Dette kan ikke bare generere betydelig ineffektivitet i måten vitenskapen gjøres på, det er en indikator på potensielt større problemer i dagens vitenskapelige publiseringsprosesser.
'Vi vet at det er denne kraftig forvrengende effekten av å unnlate å publisere nullresultater,' sa psykolog Marcus Munafò ved University of Bristol til Energyeffic.
«Å løse problemet er ikke enkelt, fordi det er veldig enkelt å generere et nullresultat ved å kjøre et dårlig eksperiment. Hvis vi skulle oversvømme litteraturen med enda flere nullresultater ved å generere studier av dårlig kvalitet, ville det ikke nødvendigvis hjelpe det grunnleggende problemet, som til syvende og sist er å få de riktige svarene på viktige spørsmål.'
Definere problemet
Nullhypotesen definerer parameterne der resultatene av en studie ikke kan skilles fra bakgrunnsstøy. Gravitasjonsbølge interferometri er et fint, pent eksempel: Signalene produsert av gravitasjonsbølger er veldig svake, og det er mange kilder til støy som kan påvirke LIGOs sensorer. En bekreftet påvisning kunne bare gjøres når disse kildene ble definitivt utelukket.
Hvis disse kildene ikke kan utelukkes, er det det som kalles et nullresultat. Det betyr ikke at gravitasjonsbølger ikke ble oppdaget; det betyr bare at vi ikke kan fastslå at vi har gjort en påvisning med sikkerhet.
Et flyfoto av Virgo-interferometeret, som oppdager gravitasjonsbølger. ( Jomfrusamarbeidet/CCO 1.0 )
Dette kan være veldig nyttig, og på noen felt – som kosmologi og gravitasjonsbølgeastronomi – hjelper publiseringen av nullresultater forskere med å justere parametrene for fremtidige eksperimenter.
I andre felt, hvor resultater kan være mer kvalitative enn kvantitative, er nullresultater mindre verdsatt.
'En del av problemet i mye av atferds- og medisinsk vitenskap er at vi ikke kan lage kvantitative spådommer,' forklarte Munafò.
'Så, vi leter bare etter bevis på at det er en effekt eller en assosiasjon, uavhengig av størrelsen, som så skaper dette problemet når, hvis vi ikke finner bevis for at det er en effekt, har vi ikke satt noen parametere på hvorvidt en så liten effekt faktisk ville ha betydning – biologisk, teoretisk, klinisk. Vi kan ikke gjøre noe med det.
Et ekstraordinært ingenting
Når det brukes riktig, kan et nullresultat gi noen ekstraordinære funn.
Et av de mest kjente eksemplene er Michelson-Morley eksperiment , utført av fysikerne Albert A. Michelson og Edward W. Morley i 1887. Paret forsøkte å oppdage hastigheten til planeten vår med hensyn til 'luminiferous eter' - mediet som lys ble antatt å reise gjennom, omtrent som bølger reiser gjennom vann.
Mens Jorden beveget seg gjennom verdensrommet, antok de at kommende bølger av lys som bølger gjennom et helt stille, universomfattende hav av eter, skulle bevege seg med en litt annen hastighet enn de som bølger ut i rette vinkler på den. Eksperimentene deres var geniale og møysommelige , men selvfølgelig oppdaget de ingenting av den typen. Nullresultatet viste at lysets hastighet var konstant i alle referanserammer, noe Einstein ville fortsette med å forklare med sin spesielle relativitetsteori.
Michelsons 1881 inteferometer, designet for å oppdage eter. ( Albert Abraham Michelson, offentlig eiendom )
I andre tilfeller kan nullresultater hjelpe oss med å designe instrumentering og fremtidige eksperimenter. Deteksjonen av kolliderende sorte hull via gravitasjonsbølger fant sted først etter år med nulldeteksjoner tillot forbedringer av utformingen av gravitasjonsbølgeinterferometeret. Mens ved CERN, har fysikere så langt ikke oppdaget en mørk materie signal i partikkelkollisjonseksperimenter, som har gjort det mulig å legge begrensninger på hva det kan være.
'Nulleksperimenter er bare en del av hele spekteret av observasjoner,' sa astrofysiker George Smoot III fra UC Berkeley til Energyeffic. 'Noen ganger ser du noe nytt og fantastisk, og noen ganger ser du at det ikke er det.'
Når det handler om harde tall, er nullresultater ofte lettere å tolke. På andre felt kan det være lite incentiv til å publisere.
Implikasjonene av ikke-deteksjon er ikke alltid klare, og studier som gjør et betydelig funn, får mer oppmerksomhet, mer finansiering og er mer sannsynlig å bli sitert. Kliniske studier med positive resultater er mer sannsynlig å bli publisert enn de med negative eller null resultater . Når det gjelder å bestemme hvem som skal få et forskningsstipend, er disse tingene viktige.
Forskere er også veldig travle mennesker, med mange potensielle undersøkelseslinjer de kan forfølge. Hvorfor jage nullhypotesen når du kan bruke tiden din på forskning som er mer sannsynlig å bli sett og føre til ytterligere forskningsmuligheter?
For å publisere eller null
I tillegg til å utelate viktig kontekst som kan hjelpe oss å lære noe nytt om vår verden, kan ikke-publisering av nullresultater også føre til ineffektivitet – og, enda verre, kan til og med fraråde unge forskere å satse på en karriere, som Munafò fant først- hånd. Som ung doktorgradsstudent satte han i gang med å replikere et eksperiment som hadde funnet en viss effekt, og trodde at resultatene hans naturligvis ville være de samme.
«Og det fungerte ikke. Jeg fant ikke den effekten i eksperimentet mitt. Så som en tidlig karriereforsker tenker du, vel, jeg må ha gjort noe galt, kanskje jeg ikke er ute av stand til dette, sa han.
«Jeg var heldig nok til å støte på en senior akademiker som sa: «Å, ja, ingen kunne gjenskape det funnet». Hvis du har vært lenge nok i felten, finner du ut om dette gjennom samtaler på konferanser, og dine egne erfaringer, og så videre. Men du må være lenge nok i felten for å finne ut av det. Hvis du ikke er heldig nok til å få den personen til å fortelle deg at det ikke er din feil, det er bare det faktum at selve funnet er ganske flakete, kan du ende opp med å forlate feltet.'
Akademisk publisering har også slitt med dette problemet. I 2002, et unikt prosjekt – den Journal of Negative Results in BioMedicine – ble etablert for å oppmuntre til publisering av resultater som ellers kanskje ikke ser dagens lys. Den stengte i 2017, og hevdet å ha lyktes med sitt oppdrag, ettersom mange andre tidsskrifter hadde fulgt dens ledelse med å publisere flere artikler med negative eller nullresultater.
Men å oppmuntre forskere til å bringe sine negative resultater frem i lyset, kan noen ganger vise seg å være nesten resultatløst. På den ene siden er det potensialet for en overflod av dårlig unnfangede, dårlig utformede, dårlig utførte studier. Men det motsatte er også mulig.
I 2014 ble Journal of Business and Psychology publiserte et spesialnummer med nullresultater, og mottatt overraskende få bidrag . Dette, utledet redaktørene, kan være fordi forskere selv er betinget til å tro at nullresultater er verdiløse. I 2019 annonserte Berlin Institute of Health en belønning for replikasjonsstudier, tar eksplisitt imot nullresultater , men mottok bare 22 søknader.
Disse holdningene kan endre seg. Vi har sett at det kan skje; Smoot, for eksempel, har fått mye innsikt fra null-deteksjoner.
Krabbetåken, en kjent kilde til kosmiske stråler. ( NASA, ESA, J. Hester og A. Loll/Arizona State University )
'Søk etter antimaterie i de kosmiske strålene – det var et nulleksperiment og overbeviste meg om at det ikke var noen alvorlig mengde antimaterie i galaksen vår og sannsynligvis i mye større skala, selv om det var stor symmetri mellom materie og antimaterie,» sa han.
«Neste nulleksperiment var testing for brudd på vinkelmomentum og rotasjon av universet. Selv om det er tenkelig, er nullresultatet veldig viktig for vårt verdensbilde og kosmologiske syn, og det var den første motivasjonen for meg å bruke kosmisk mikrobølgeovn bakgrunn stråling for å observere og måle universet. Det førte til flere nullresultater, men også noen store funn.'
Til syvende og sist kan det være en langsom prosess. Publisering må ikke stimulere til nullresultater i seg selv, men studier utformet på en slik måte at disse resultatene kan tolkes og publiseres i deres passende kontekst. På ingen måte en triviell spørring, men en avgjørende for vitenskapelig fremgang.
'Å få det riktige svaret på det riktige spørsmålet betyr noe,' sa Munafò.
«Og noen ganger vil det bety nullresultater. Men jeg tror vi må være forsiktige med å gjøre publiseringen av et nullresultat til et mål i seg selv; det er et middel til et mål, hvis det hjelper oss å komme til det riktige svaret, men det trenger mer enn bare publisering av nullresultater for å komme dit.
'Til syvende og sist er det vi trenger bedre formulerte spørsmål og bedre utformede studier slik at resultatene våre er solide og informative, uavhengig av hva de er.'