In den meisten wissenschaftlichen Experimenten ist es schwierig oder unmöglich zu beweisen, dass etwas wahr ist. Stattdessen stellen viele Wissenschaftler Hypothesen darüber auf, was ihrer Meinung nach passieren wird. Hypothesen können zwei oder mehr widersprüchliche Möglichkeiten sein, nur eine kann wahr sein, und sie decken alle möglichen Ergebnisse ab. Die Hypothese, die für wahr gehalten wird, wird als Nullhypothese bezeichnet, die anderen Hypothesen werden als Alternativhypothesen bezeichnet.
Mit einer Hypothese versucht ein Wissenschaftler ein Ereignis oder eine Beobachtung anhand aktueller Informationen zu erklären. Anhand der Hypothese können Vorhersagen gemacht und dann getestet werden. Eine gute Hypothese ist eine, die alle Aspekte der Beobachtung erklärt, die einfachste mögliche Erklärung ist, so formuliert werden kann, dass Vorhersagen darüber gemacht werden können, und schließlich durch Experimente überprüfbar ist.
Dass diese Hypothese auch vorübergehend für wahr gehalten wird, wird in den Experimenten überprüft. Oft heißt es, dass es aufgrund der wissenschaftlichen Experimente keine Veränderung oder Wirkung geben wird. Während des Experiments versucht der Wissenschaftler, diese Hypothese entweder abzulehnen oder nicht abzulehnen. Indem man sie zurückweist, folgt daraus, dass eine der Alternativhypothesen richtig oder richtiger als die Nullhypothese ist.
Es ist fast unmöglich, etwas in der Wissenschaft zu beweisen oder zu akzeptieren. Stattdessen werden Hypothesen abgelehnt oder nicht abgelehnt. Eine Nullhypothese kann beispielsweise sein, dass ein bestimmtes Medikament keine Wirkung auf die Menschen hat, denen es verabreicht wird. Wenn innerhalb der unter Drogen gesetzten Gruppe ein Effekt beobachtet wird, wird die Nullhypothese zugunsten einer Alternativhypothese abgelehnt. Wenn in der unter Drogen gesetzten Gruppe keine Wirkung aufzutreten scheint, wird sie nicht abgelehnt und normalerweise sind weitere Tests erforderlich.
In der Statistik wird die Nullhypothese als die Hypothese angesehen, die keinen signifikanten statistischen Unterschied aufweist. Mit anderen Worten, es ist eine Feststellung der statistischen Gleichheit. Es muss nicht genau einem Wert entsprechen, aber die Hypothese und die beobachtete Stichprobe müssen ähnlich und nicht unterschiedlich genug sein, um die Hypothese abzulehnen. Wenn die Nullhypothese abgelehnt wird, bedeutet dies, dass sie sich statistisch signifikant von der beobachteten Gruppe unterscheidet und dieser Unterschied nicht zufällig ist.
Wenn eine Nullhypothese nicht abgelehnt wird, wird sie als statistisch ähnlich angesehen. Diese Ähnlichkeit wird oft einem zufälligen Stichprobenfehler zugeschrieben, was bedeutet, dass der Unterschiedsbetrag auf den Zufall zurückzuführen ist. Wenn es abgelehnt wird, ist dies kein Fehler im Namen des Experimentators. Tatsächlich erwarten die meisten Forscher und Wissenschaftler wenig oder keine Erwartungen, dass die Hypothese wahr ist. Eine abgelehnte Nullhypothese ist ein signifikantes Ergebnis in wissenschaftlichen Experimenten.