Ich habe kürzlich einen Brief von einem Anthropologen erhalten, in dem er ein neues Papier in den Proceedings of the Royal Society kommentierte. Das Thema des Berichts war der Bigfoot bzw. die genetische Analyse verschiedener Haare, die nach Angaben von Menschen zu unterschiedlichen Zeiten einem riesigen, haarigen und nicht identifizierten Primaten gehören.
Ein internationales Wissenschaftlerteam unter der Leitung des Genetikers Bryan Sykes von der Universität Oxford hat keine Beweise dafür gefunden, dass die DNA dieser Haare einem mysteriösen Primaten gehört. Die meisten dieser Haare gehörten völlig mysteriösen Säugetieren wie Stachelschweinen, Waschbären und Kühen.
Der Verfasser des Briefes äußerte sich sehr sparsam und ausdrucksstark zu diesem Thema: "Natürlich."
Der neue Bericht wird nicht als eine der größten wissenschaftlichen Studien aller Zeiten und Völker in die Geschichte eingehen. Er wird unsere Vorstellungen von der natürlichen Welt oder von uns selbst nicht ändern. Aber er zeigt die Unlogik und Paradoxie, mit der die moderne Wissenschaft arbeitet.
Die Leute denken oft, dass die Aufgabe von Wissenschaftlern darin besteht, die Wahrheit von Hypothesen zu beweisen - zum Beispiel über die Existenz von Elektronen oder über die Fähigkeit von Medikamenten, Krebs zu heilen. Wissenschaftler tun jedoch sehr oft genau das Gegenteil: Sie widerlegen Hypothesen.
Sie haben viele Jahrzehnte gebraucht, um diese Technik zu entwickeln, aber eines Tages in den frühen 1920er Jahren nimmt sie einen besonderen Platz in der Geschichte ein. An einer experimentellen landwirtschaftlichen Station in England beschlossen drei Wissenschaftler, eine Pause einzulegen und Tee zu trinken. Ein Statistiker namens Ronald Fisher schenkte eine Tasse ein und bot sie seinem Kollegen Muriel Bristol an.
Sie lehnte ab. Sie mochte den Geschmack des Tees in der Tasse, in die die Milch zuerst gegossen wurde.
"Unsinn", sagte Fischer. "Natürlich gibt es hier keinen Unterschied."
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Aber Bristol blieb bestehen und behauptete, sie habe den Unterschied gespürt.
Ein dritter Wissenschaftler der Firma namens William Roach schlug ein Experiment vor. (Eigentlich gab es hier einen Moment des wissenschaftlichen Flirts, denn Roach und Bristol waren 1923 verheiratet.) Aber wie können Sie Bristols Behauptung überprüfen? Das Einfachste, was Fisher und Roach tun konnten, war, eine Tasse Tee einzuschenken, ohne dass sie ihn sah, ihr einen Geschmack zu geben und anzubieten, zu erraten, in welcher Reihenfolge er eingegossen wurde.
Aber wenn Bristol die richtige Antwort gegeben hätte, wäre dies kein Beweis dafür, dass sie übernatürliche Kräfte in Bezug auf Tee hatte. Da die Wahrscheinlichkeit einer korrekten Antwort 50 Prozent betrug, hätte sie sie sehr wohl versehentlich geben können.
Einige Jahre später, 1935, schrieb Fisher The Design of Experiments, in dem er erklärte, wie man eine solche Behauptung testen könne. Anstatt zu beweisen, dass Bristol in der Lage ist, den Unterschied zwischen zwei Tassen Tee zu erkennen, sollte man versuchen, die Hypothese zu widerlegen, dass sie ihre Wahl zufällig trifft. "Wir können von einer solchen Hypothese als 'Nullhypothese' sprechen" - schrieb Fischer. - Eine Nullhypothese kann nicht bewiesen oder begründet werden, aber sie kann im Verlauf von Experimenten widerlegt werden. Wir können sagen, dass jedes Experiment nur existiert, um Fakten zu liefern eine Chance, die Nullhypothese zu widerlegen."
Fischer skizzierte einen Weg, um die Nullhypothese zu widerlegen, dass die Wahl von Bristol zufällig ist. Es ist notwendig, acht Tassen zuzubereiten, zuerst Milch in die ersten vier und Tee zuerst in die zweiten vier zu gießen. Mischen Sie dann die Tassen und laden Sie Bristol ein, den Tee nacheinander zu probieren. Infolgedessen muss sie die Tassen in zwei Gruppen einteilen: die erste, in die zuerst Milch gegossen wurde, und die zweite, in die Milch nach dem Tee gegossen wurde.
Bristol soll die Prüfung hervorragend bestanden haben und alle acht Tassen korrekt identifiziert haben. Dank der Gestaltung von Fischers Experiment waren die Chancen gering, dass sie die acht Tassen korrekt in zwei Gruppen aufteilte. Sie hatte 70 verschiedene Möglichkeiten, die acht Tassen in zwei Vierergruppen zu teilen; und dies bedeutet, dass Bristol die Tassen nur in einem Fall von 70 Versuchen zufällig korrekt bestimmen konnte.
Der Fisher-Test konnte die Möglichkeit, dass Bristol auf Vermutungen reagierte, nicht vollständig ausschließen. Er zeigte nur, dass die Chancen, dass sie zufällig vermutete, unbedeutend waren. Fischer hätte diese Chancen noch weiter verringern können, indem er Bristol vorschlug, mehr Tassen Tee zu probieren, aber er konnte die Wahrscheinlichkeit, dass sie raten würde, nicht auf Null reduzieren.
Da ein absoluter Beweis nicht möglich war, bevorzugte Fischer in seinen Experimenten die Praktikabilität. In dem Labor, in dem er mit Bristol zusammenarbeitete, war Fischer für die Analyse jahrzehntelanger Daten verantwortlich, um festzustellen, ob die Informationen Hinweise auf Details wie die optimale Düngemittelzusammensetzung für Nutzpflanzen liefern können.
Wissenschaftler könnten diese Daten verwenden, um immer größere Experimente mit immer genaueren Ergebnissen zu entwerfen. Fischer hielt es für sinnlos, ein Experiment zu entwerfen, das Jahrhunderte brauchte, um Ergebnisse zu erzielen. Fischer glaubte, dass Wissenschaftler irgendwann einfach damit aufhören müssten.
Er glaubte, dass eine vernünftige Schwelle fünf Prozent betrug. Wenn wir davon ausgehen, dass die Nullhypothese wahr ist, und feststellen, dass die Wahrscheinlichkeit einer wissenschaftlichen Beobachtung dieser Daten weniger als fünf Prozent beträgt, können wir ein solches Experiment sicher ablehnen. In der Bristol-Geschichte lagen die Chancen mit nur 1,4 Prozent deutlich unter der Schwelle von Fisher.
Vor allem dank Fischer ist die Nullhypothese zu einem wichtigen Vehikel für wissenschaftliche Entdeckungen geworden. Nullhypothesentests finden sich heute in allen Bereichen des wissenschaftlichen Wissens, von Psychologie und Virologie bis zur Kosmologie. Und die Wissenschaftler folgen Fischers Empfehlung mit einem Schwellenwert von fünf Prozent.
Aber zurück zu Bigfoot
Menschen behaupten seit Jahrzehnten, haarige Humanoide beobachtet zu haben. Sie zeigen körnige Fotos, fragwürdige Fußabdrücke und mysteriöse Haarbüschel. In den letzten Jahren haben sie sogar versucht, DNA aus diesen Haaren zu extrahieren, aber Wissenschaftler haben diese genetische Forschung abgelehnt, weil ihnen die üblichen Vorsichtsmaßnahmen fehlen, die üblicherweise in der Forschung dieser Art verwendet werden.
Befürworter der Bigfoot-Hypothese haben wiederholt argumentiert, dass professionelle Wissenschaftler zwingende Beweise absichtlich ignorieren. In Wirklichkeit besteht das Problem jedoch darin, dass diese Befürworter die Frage nach der Existenz von Bigfoot nicht von einem wissenschaftlichen Standpunkt aus betrachten. Daher haben Sykes und seine Kollegen vor zwei Jahren beschlossen, eine wissenschaftliche Studie über dieses "anomale Primatenhaar" durchzuführen. Dazu musste eine Nullhypothese erstellt werden, um sie zu widerlegen.
Sie entwickelten die folgende Nullhypothese. Haare, die angeblich Bigfoot gehören (Yeti, Bigfoot oder wie auch immer diese Kreatur an verschiedenen Orten genannt wird), gehören nicht einem zuvor unbekannten Primaten, sondern berühmten Säugetieren. Sie extrahierten DNA-Fragmente aus 30 verschiedenen Haarproben und schafften es, die gleichen kurzen DNA-Stücke voneinander zu isolieren. Sie verglichen dann eine solche Strecke mit der entsprechenden DNA-Strecke, die in vielen lebenden Säugetieren sequenziert wurde.
Das Ergebnis war klar und verständlich: Wissenschaftler fanden genaue Übereinstimmungen für alle 30 Proben und fanden sie bei bekannten Säugetieren.
Haben Sykes und seine Kollegen bewiesen, dass Bigfoot nicht existiert? Nein. Dies bedeutet nur, dass Sykes im Gegensatz zu Fischer mit seinem Teeexperiment die Nullhypothese nicht widerlegen konnte. Die Frage bleibt offen, und wenn Bigfoot nicht existiert, bleibt sie für immer unbeantwortet.
Ich muss sagen, dass Sykes 'Experiment einige Überraschungen bereitete. Zwei Haarproben aus dem Himalaya stimmten mit der DNA-Basensequenz überein, die aus einem 40.000 Jahre alten Eisbärenfossil gewonnen wurde. Noch seltsamer war die Tatsache, dass seine DNA nicht mit der DNA lebender Eisbären übereinstimmt.
In ihrem Vortrag schlagen Sykes und seine Kollegen ein Szenario vor, wie ein solches Ergebnis hätte zustande kommen können. Es ist möglich, dass sich alte Eisbären und Braunbären kreuzen, und einige der im Himalaya lebenden Bären haben noch DNA von alten Eisbären.
Einige Skeptiker brachten eine andere Erklärung für Sykes 'Ergebnisse vor. Es ist möglich, dass die DNA, die angeblich dem Eisbären gehört, tatsächlich einem lebenden Säugetier gehört - vielleicht einem Braunbären -, das mehrere Mutationen durchgemacht hat, die eine falsche Ähnlichkeit mit der DNA eines alten Eisbären hervorriefen.
Es stellt sich heraus, dass diese Skeptiker im Wesentlichen eine Nullhypothese aufgestellt haben. Und es gibt einen einfachen und sicheren Weg, dies zu widerlegen. Wissenschaftler müssen mehr DNA von diesen mysteriösen Bären finden. Wenn andere DNA-Regionen ebenfalls mit der DNA eines alten Eisbären übereinstimmen, können Wissenschaftler die Nullhypothese widerlegen.
So bewegt sich die Wissenschaft von einer Nullhypothese zur nächsten.
Karl Zimmer, Kolumnist der New York Times und Autor von 12 Büchern, darunter A Planet of Viruses.
