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

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

Confirmamos la existencia de agujeros negros por las ondas que crean en el espacio-tiempo. Nosotros fotografiado la sombra de un agujero negro. Descubrimos cómo editar el ADN. ¡Encontramos el bosón de Higgs!

Lo que generalmente no escuchamos es sobre los años de trabajo arduo, minucioso y extenuante que arroja resultados no concluyentes, que aparentemente no brindan evidencia de las preguntas que hacen los científicos: la aplicación incremental de restricciones que nos acercan cada vez más a encontrar respuestas y hacer descubrimientos

Sin embargo, sin no detecciones, lo que llamamos el resultado nulo, el progreso de la ciencia a menudo se ralentizaría y bloquearía. Los resultados nulos nos impulsan hacia adelante. Nos impiden repetir los mismos errores y dan forma a la dirección de futuros estudios.

Hay, de hecho, mucho que podemos aprender de la nada.

A menudo, sin embargo, los resultados nulos no llegan a las publicaciones científicas. Esto no solo puede generar ineficiencias significativas en la forma en que se hace ciencia, sino que es un indicador de problemas potencialmente mayores en los procesos de publicación científica actuales.

“Sabemos que existe este poderoso efecto distorsionador de no publicar resultados nulos”, dijo a Heaven32 el psicólogo Marcus Munafò de la Universidad de Bristol.

“Resolver el problema no es sencillo, porque es muy fácil generar un resultado nulo al ejecutar un mal experimento. Si tuviéramos que inundar la literatura con aún más resultados nulos al generar estudios de mala calidad, eso no ayudaría necesariamente a la problema fundamental, que es, en última instancia, obtener las respuestas correctas a preguntas importantes”.

Definiendo el problema

La hipótesis nula define los parámetros bajo los cuales los resultados de un estudio serían indistinguibles del ruido de fondo. La interferometría de ondas gravitacionales es un buen ejemplo: las señales producidas por las ondas gravitacionales son muy débiles y hay muchas fuentes de ruido

que pueden afectar a los sensores de LIGO. Solo se pudo hacer una detección confirmada una vez que esas fuentes se descartaron de manera concluyente.

Si esas fuentes no se pueden descartar, eso es lo que se llama un resultado nulo. Eso no significa que no se hayan detectado ondas gravitacionales; simplemente significa que no podemos determinar que hemos hecho una detección con certeza.

interferómetro de virgoUna foto aérea del interferómetro Virgo, que detecta ondas gravitacionales. (La colaboración 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 resultados nulos ayuda a los científicos a ajustar los parámetros de futuros experimentos.

En otros campos, donde los resultados pueden ser más cualitativos que cuantitativos, los resultados nulos son menos valorados.

“Parte del problema en muchas ciencias médicas y del comportamiento es que no podemos hacer predicciones cuantitativas”, explicó Munafò.

“Entonces, solo estamos buscando evidencia de que hay un efecto o una asociación, independientemente de su magnitud, lo que crea este problema cuando, si no encontramos evidencia de que hay un efecto, no hemos pu esto ningún parámetro sobre si un efecto tan pequeño realmente importaría o no, biológica, teórica y clínicamente. No podemos hacer nada con eso”.

Una nada extraordinaria

Cuando se maneja correctamente, un resultado nulo puede producir algunos hallazgos extraordinarios.

Uno de los ejemplos más famosos es el Experimento de Michelson-Morley, realizado por los físicos Albert A. Michelson y Edward W. Morley en 1887. La pareja intentaba detectar la velocidad de nuestro planeta con respecto al ‘éter luminífero’, 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 movía por el espacio, plantearon la hipótesis de que las ondas de luz que se aproximan y se ondulan a través de un océano de éter perfectamente inmóvil y de todo el Universo deberían moverse a una velocidad ligeramente diferente a las que se propagan en ángulo recto. Sus experimentos fueron ingeniosos y minuciosos., pero por supuesto, no detectaron nada por el estilo. El resultado nulo mostró que la velocidad de la luz era constante en todos los marcos de referencia, lo que Einstein continuaría explicando con su teoría especial de la relatividad.

interferómetro 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 instrumentación y experimentos futuros. La detección de agujeros negros en colisión a través de ondas gravitacionales solo tuvo lugar después de años de detecciones nulas que permitieron mejoras en el diseño del interferómetro de ondas gravitacionales. Mientras estuvieron en el CERN, los físicos hasta ahora no han detectado ninguna señal de materia oscura en experimentos de colisión de partículas, lo que ha permitido imponer restricciones sobre lo que podría ser.

“Los experimentos nulos son solo una parte de la gama completa de observaciones”, dijo a Heaven32 el astrofísico George Smoot III de UC Berkeley. “A veces ves algo nuevo y sorprendente y otras veces ves que no lo hay”.

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

Las implicaciones de la no detección no siempre son claras, y los estudios que hacen un hallazgo significativo reciben más atención, más financiación y es más probable que se citen. Los ensayos clínicos con resultados positivos son más probabilidades de ser publicado

que aquellos con resultados negativos o nulos. Cuando se trata de decidir quién va a recibir una beca de investigación, estas cosas importan.

Los científicos también son personas muy ocupadas, con muchas posibles líneas de investigación que podrían seguir. ¿Por qué perseguir la hipótesis nula cuando podría estar usando su tiempo haciendo una investigación que es más probable que se vea y conduzca a más oportunidades de investigación?

Publicar o anular

Además de dejar de lado un contexto importante que podría ayudarnos a aprender algo nuevo sobre nuestro mundo, la no publicación de resultados nulos también puede conducir a la ineficiencia y, lo que es peor, incluso podría desanimar a los jóvenes científicos a seguir una carrera, como Munafò descubrió primero. mano. Cuando era un joven estudiante de doctorado, se dedicó a replicar un experimento que había encontrado un cierto efecto y pensó que sus resultados serían, naturalmente, los mismos.

“Y no funcionó. No encontré ese efecto en mi experimento. Entonces, como investigador de carrera temprana, piensas, bueno, debo haber hecho algo mal, tal vez no estoy hecho para esto”, dijo. dicho.

“Tuve la suerte de toparme con un académico senior que dijo: ‘Oh, sí, nadie podría replicar ese hallazgo’. Si has estado en el campo el tiempo suficiente, te enteras de esto a través de conversaciones en conferencias, y tus propias experiencias, etc. Pero tienes que permanecer en el campo el tiempo suficiente para descubrirlo. Si no tienes la suerte de que esa persona te diga que no es tu culpa, es solo el hecho de que el hallazgo en sí mismo es bastante escamoso, podrías terminar abandonando el campo”.

La publicación académica también ha estado lidiando con este problema. En 2002, un proyecto único – el Revista de resultados negativos en biomedicina – se estableció para fomentar la publicación de resultados que de otro modo no verían la luz del día. Cerró en 2017, alegando haber tenido éxito en su misión, ya que muchas otras revistas habían seguido su ejemplo al publicar más artículos con resultados negativos o nulos.

Sin embargo, alentar a los científicos a sacar a la luz sus resultados negativos a veces puede resultar casi infructuoso. Por un lado, existe la posibilidad de un exceso de estudios mal concebidos, mal diseñados y mal realizados. Pero también es posible lo contrario.

En 2014, el Revista de Negocios y Psicología publicó un número especial de resultados nulos, y recibió sorprendentemente pocas presentaciones. Esto, dedujeron los editores, podría 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, dar la bienvenida explícitamente a los resultados nulos, sin embargo, solo recibió 22 solicitudes.

Estas actitudes podrían cambiar. Hemos visto que puede suceder; Smoot, por ejemplo, ha obtenido una gran cantidad de información de las detecciones nulas.

nebulosa del CangrejoLa Nebulosa del Cangrejo, una conocida fuente de rayos cósmicos. (NASA, ESA, J. Hester y A. Loll/Universidad Estatal de Arizona)

“Buscar antimateria en los rayos cósmicos fue un experimento nulo y me convenció de que no había una gran cantidad de antimateria en nuestra galaxia y probablemente en una escala mucho mayor, a pesar de que había una gran simetría entre la materia y la antimateria”, dijo. dicho.

“El siguiente experimento nulo fue probar 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 cosmología y fue la motivación inicial para mí para usar la radiación de fondo de microondas cósmica para observar y medir el Universo. Eso condujo a más resultados nulos, pero también a algunos descubrimientos importantes”.

En última instancia, podría ser un proceso lento. La publicación debe incentivar no los resultados nulos en sí mismos, sino estudios diseñados de tal manera que estos resultados puedan interpretarse y publicarse en su contexto apropiado. De ninguna manera es una pregunta trivial, sino crucial para el progreso científico.

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

“Y a veces eso significará resultados nulos. Pero creo que debemos tener cuidado de no hacer que la publicación de 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 necesita algo más que la publicación de resultados nulos 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, independientemente de lo que sean”.

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