enero 21, 2022

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Por qué descubrir ‘nada’ en la ciencia puede ser tan importante

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En la ciencia, como en la vida, a todos nos encanta celebrar las grandes noticias.

Confirmamos la presencia de agujeros negros con las ondas que crean en el espacio-tiempo. nosotros fotografiado La sombra del agujero negro. Descubrimos cómo modificar el ADN. ¡Encontramos el bosón de Higgs!

Lo que generalmente no escuchamos son años de trabajo arduo y minucioso que arroja resultados no concluyentes y que parecen no dar ninguna pista sobre las preguntas que se hacen los científicos: la aplicación gradual de restricciones que nos acerca cada vez más a encontrar respuestas y hacer descubrimientos.

Sin embargo, sin una falta de descubrimiento, lo que llamamos un resultado nulo, el progreso de la ciencia a menudo se ralentiza y se obstaculiza. Los resultados vacíos nos empujan hacia adelante. Nos impiden repetir los mismos errores y son la dirección de los estudios futuros.

De hecho, hay mucho que podemos aprender de la nada.

Sin embargo, muchas veces, los resultados nulos no llegan a las publicaciones científicas. Esto no solo puede generar deficiencias significativas en la forma en que se hace ciencia, sino que también es indicativo de problemas potencialmente mayores en las publicaciones científicas actuales.

“Sabemos que hay un fuerte efecto distorsionador al no publicar resultados nulos”, dijo a ScienceAlert el psicólogo Marcus Monavo de la Universidad de Bristol.

“La solución al problema no es simple, porque es muy fácil crear un resultado nulo al hacer un mal experimento. Si queremos inundar la literatura con más resultados nulos al crear estudios de mala calidad, no necesariamente ayudará a la problema central, que en última instancia es obtener las respuestas correctas para preguntas importantes.

conoce el problema

La hipótesis nula define los parámetros bajo los cuales los resultados del estudio son indistinguibles del ruido de fondo. onda de gravedad La interferometría es un ejemplo claro y elegante: las señales de las ondas gravitacionales son muy débiles y hay muchas fuentes de ruido Puede afectar a los sensores LIGO. Solo se puede hacer un descubrimiento confirmado después de que estas fuentes hayan sido categóricamente excluidas.

Si estas fuentes no se pueden excluir, esto se denomina resultado nulo. Esto no significa que no se hayan detectado ondas gravitacionales; Simplemente significa que no podemos determinar que hicimos la detección con certeza.

Interferómetro VirgoImagen aérea del interferómetro Virgo, que detecta ondas gravitacionales. (Cooperación Virgo / CCO 1.0)

Esto puede ser realmente útil y, en algunos campos, como la cosmología y la astronomía de ondas gravitacionales, la publicación de los resultados nulos ayuda a los científicos a afinar los parámetros de futuros experimentos.

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En otras áreas, donde los resultados pueden ser más cualitativos que cuantitativos, los resultados nulos son menos valiosos.

“Parte del problema con muchas de las ciencias médicas y del comportamiento es que no podemos hacer predicciones cuantitativas”, explicó Manafi.

“Por lo tanto, solo estamos buscando evidencia de un efecto o una asociación, independientemente de su tamaño, lo que lleva a este problema cuando, si no encontramos evidencia de un efecto, no establecemos criterios sobre si un efecto de este tamaño es significativo. O no, biológicamente, teóricamente, clínicamente. No podemos hacer nada con eso”.

Nada inusual

Cuando se usa correctamente, un resultado nulo puede conducir a algunos resultados inusuales.

Uno de los ejemplos más famosos es . El experimento de Michelson MorleyRealizada por los físicos Albert A. Michelson y Edward W. Morley en 1887. La pareja intentaba descubrir la velocidad de nuestro planeta en relación con el “éter luminoso”, el medio a través del cual se pensaba que viajaba la luz, al igual que las ondas viajan a través de agua.

A medida que la Tierra se mueve por el espacio, plantearon la hipótesis de que las ondas de luz entrantes se propagan a través de un océano fijo de éter en una escala cósmica y deberían moverse a una velocidad ligeramente diferente a la de las ondas que se extienden en ángulo recto. Sus experiencias fueron ingeniosas y arduas., pero por supuesto no descubrieron nada por el estilo. El resultado cero mostró que la velocidad de la luz era constante en todos los marcos de referencia, lo que Einstein seguiría explicando a través de su teoría especial de la relatividad.

Antefómetro de MichelsonInterferómetro de Michelson de 1881, diseñado para detectar éter. (Albert Abraham Michelson, dominio público)

En otros casos, los resultados nulos pueden ayudarnos a diseñar futuros dispositivos y experimentos. La colisión de agujeros negros a través de ondas gravitacionales solo se descubrió después de años de descubrimientos nulos que permitieron mejoras en el diseño del interferómetro de ondas gravitacionales. Mientras que en el CERN, los físicos aún no han descubierto ningún materia oscura Experimentos de colisión de señales en partículas, que permitieron establecer límites sobre lo que podría ser.

“Los experimentos en blanco son solo una parte de la gama completa de observaciones”, dijo a ScienceAlert el astrofísico George Smoot III de la Universidad de California, Berkeley. “A veces ves algo nuevo y sorprendente y otras veces ves algo que no lo es”.

Cuando se trata de números duros, los resultados nulos suelen ser más fáciles de interpretar. En otras áreas, puede haber pocos incentivos para publicar.

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Las implicaciones de no ser descubierto no siempre son claras, y los estudios que hacen un descubrimiento importante reciben más atención, más financiación y es más probable que sean citados. Ensayos clínicos con resultados positivos Es probable que se publique de los que tienen Resultados negativos o nulos. Cuando se trata de decidir quién recibirá una beca de investigación, estas cosas son importantes.

Los científicos también son personas muy ocupadas, con muchas posibles líneas de investigación que seguir. ¿Por qué perseguir la hipótesis nula cuando podría usar su tiempo para hacer una investigación que es más probable que se vea y genere más oportunidades de investigación?

Publicado o revocado

Además de dejar un contexto importante que puede ayudarnos a aprender algo nuevo sobre nuestro mundo, no publicar hallazgos vacíos también puede conducir a la ineficiencia y, lo que es peor, puede desanimar a los jóvenes científicos a seguir una carrera, ya que encuentra beneficios de primera mano. Cuando era un joven estudiante de doctorado, se dispuso a repetir un experimento que encontró cierto efecto y creía que sus resultados serían naturalmente los mismos.

“Y no funcionó. No encontré ese efecto en mi experiencia. Así que, como investigador de carrera temprana, piensas, bueno, debo haber cometido un error, probablemente no tuve dificultades con eso”. ,” él dijo.

“Tuve la suerte de encontrarme con un académico senior que dijo: ‘Oh, sí, nadie puede replicar este descubrimiento’. Si ha estado en el campo el tiempo suficiente, puede aprender sobre estas cosas a través de conversaciones en conferencias, su propias experiencias, etc. Pero tienes que permanecer en el campo el tiempo suficiente para averiguarlo. Si no tienes la suerte de que esa persona te diga que no es tu culpa, es solo el hecho de que el resultado en sí es bastante inestable. , podrías terminar abandonando el campo”.

La publicación académica también se enfrenta a este problema. En 2002 un proyecto único – el Revista de resultados negativos en biomedicina – Fomentar la publicación de resultados que pueden no ver la luz del día. Cerró en 2017, alegando que había tenido éxito en su misión, ya que varias otras revistas siguieron el ejemplo y publicaron más artículos con resultados negativos o nulos.

Sin embargo, animar a los científicos a sacar a la luz sus hallazgos negativos a veces puede ser casi inútil. Por otro lado, existe la posibilidad de una gran cantidad de estudios mal diseñados, mal diseñados y mal realizados. Pero lo contrario también es posible.

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En 2014, Revista de Negocios y Psicología Publicar un número especial de cero resultados, y Recibió sorprendentemente pocos pedidos. Los editores concluyeron que esto puede deberse a que los propios científicos están condicionados a creer que los resultados nulos no valen nada. En 2019, el Instituto de Salud de Berlín anunció una recompensa por los estudios de replicación, Da la bienvenida abiertamente a los resultados vacíosSin embargo, solo recibió 22 solicitudes.

Estas actitudes pueden cambiar. Hemos visto que puede pasar. Smoot, por ejemplo, ha extraído una gran cantidad de información de descubrimientos vacíos.

Nebulosa del CangrejoLa Nebulosa del Cangrejo, una conocida fuente de rayos cósmicos. (NASA, Agencia Espacial Europea, J. Hester y A. jajaja / Universidad Estatal de Arizona)

“Buscando Antimateria En los rayos cósmicos, este fue un experimento en blanco y me convenció de que no hay una gran cantidad de antimateria en nuestra galaxia y probablemente en una escala mucho mayor, a pesar de que hay una gran consistencia entre la materia y la antimateria”, dijo.

“El siguiente experimento nulo fue una prueba de la violación del momento angular y la rotación del universo. Si bien es concebible, el resultado nulo es muy importante para nuestra visión del mundo y la cosmología y mi impulso inicial fue utilizar fondo cósmico de microondas Radiación para observar y medir el universo. Esto ha llevado a más hallazgos vacíos, pero también a algunos descubrimientos importantes”.

Al final, puede ser un proceso lento. La publicación debe estar motivada no por los hallazgos nulos per se, sino por estudios diseñados de tal manera que estos hallazgos puedan interpretarse y publicarse en su contexto apropiado. De ninguna manera es una solicitud trivial, sino una pregunta crucial para el progreso científico.

“Obtener la respuesta correcta a la pregunta correcta es importante”, dijo Manafi.

“Y a veces eso podría significar resultados nulos. Pero creo que debemos tener cuidado de no hacer que publicar un resultado nulo sea un fin en sí mismo; es un medio para un fin, si nos ayuda a llegar a la respuesta correcta, pero toma algo más que publicar un resultado nulo para llegar allí.

“En última instancia, lo que necesitamos son preguntas mejor formuladas y estudios mejor diseñados para que nuestros resultados sean sólidos e informativos, sin importar cuáles sean”.

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