Por que descobrir ‘nada’ na ciência pode ser tão incrivelmente importante

Foto aérea do interferômetro de Virgem, que detecta ondas gravitacionais. (A colaboração de Virgem / CCO 1.0)

Na ciência, como na vida, todos gostamos de comemorar as grandes novidades.

Confirmamos a existência de buracos negros pelas ondulações que eles criam no espaço-tempo. Fotografamos a sombra de um buraco negro. Descobrimos como editar o DNA. Encontramos o bóson de Higgs!

O que normalmente não ouvimos são os anos de árduo trabalho árduo e exaustivo que oferece resultados inconclusivos, parecendo não fornecer evidências para as perguntas dos cientistas – a aplicação incremental de restrições que nos aproximam cada vez mais de encontrar respostas e fazer descobertas.

No entanto, sem as não-detecções – o que chamamos de resultado nulo – o progresso da ciência freqüentemente seria retardado e bloqueado. Resultados nulos nos levam a frente. Eles nos impedem de repetir os mesmos erros e moldam a direção de estudos futuros.

Na verdade, há muito que podemos aprender do nada.

Freqüentemente, entretanto, resultados nulos não chegam às publicações científicas. Isso não só pode gerar ineficiências significativas na forma como a ciência é feita, como também é um indicador de problemas potencialmente maiores nos processos atuais de publicação científica.

“Sabemos que existe esse efeito de distorção poderoso de não publicar resultados nulos”, disse o psicólogo Marcus Munafò, da Universidade de Bristol, ao ScienceAlert.

“Resolver o problema não é simples, porque é muito fácil gerar um resultado nulo executando um experimento ruim. Se inundássemos a literatura com ainda mais resultados nulos gerando estudos de baixa qualidade, isso não ajudaria necessariamente o problema fundamental, que é, em última análise, obter as respostas certas para questões importantes. ”

Definindo o problema

A hipótese nula define os parâmetros sob os quais os resultados de um estudo seriam indistinguíveis do ruído de fundo. A interferometria de onda gravitacional é um bom exemplo: Os sinais produzidos pelas ondas gravitacionais são muito fracos e existem muitas fontes de ruído que podem afetar os sensores do LIGO. Uma detecção confirmada só poderia ser feita depois que essas fontes fossem descartadas de forma conclusiva.

Se essas fontes não podem ser descartadas, é o que se chama de resultado nulo. Isso não significa que as ondas gravitacionais não foram detectadas; significa apenas que não podemos determinar se fizemos uma detecção com certeza.

Isso pode ser muito útil, e em alguns campos – como cosmologia e astronomia de ondas gravitacionais – a publicação de resultados nulos ajuda os cientistas a ajustar os parâmetros de experimentos futuros.

Em outros campos, onde os resultados podem ser mais qualitativos do que quantitativos, os resultados nulos são menos valorizados.

“Parte do problema em muitas ciências comportamentais e médicas é que não podemos fazer previsões quantitativas”, explicou Munafò.

“Então, estamos apenas procurando evidências de que existe um efeito ou uma associação, independentemente de sua magnitude, o que cria esse problema quando, se não conseguirmos encontrar evidências de que existe um efeito, não colocamos nenhum parâmetro sobre se um efeito tão pequeno realmente importaria – biologicamente, teoricamente, clinicamente. Não podemos fazer nada com isso. ”

Um nada extraordinário

Quando usado corretamente, um resultado nulo pode produzir algumas descobertas extraordinárias.

Um dos exemplos mais famosos é o experimento de Michelson-Morley, conduzido pelos físicos Albert A. Michelson e Edward W. Morley em 1887. A dupla estava tentando detectar a velocidade de nosso planeta em relação ao ‘éter luminífero’ – o meio através do qual luz foi pensada para viajar, da mesma forma que as ondas viajam através da água.

À medida que a Terra se movia através do espaço, eles levantaram a hipótese de que as ondas de luz que se aproximam ondulando através de um oceano de éter perfeitamente imóvel em todo o Universo deveriam se mover a uma velocidade ligeiramente diferente daquela que ondula em ângulos retos com ele. Seus experimentos foram engenhosos e meticulosos, mas é claro, eles não detectaram nada do tipo. O resultado nulo mostrou que a velocidade da luz era constante em todos os referenciais, que Einstein explicaria com sua teoria da relatividade especial.

Interferômetro de Michelson de 1881, projetado para detectar éter. (Albert Abraham Michelson, domínio público)

Em outros casos, resultados nulos podem nos ajudar a projetar instrumentação e experimentos futuros. A detecção de buracos negros em colisão por meio de ondas gravitacionais só ocorreu depois de anos de detecções nulas que permitiram melhorias no design do interferômetro de ondas gravitacionais. Enquanto estavam no CERN, os físicos até agora não fizeram nenhuma detecção de um sinal de matéria escura em experimentos de colisão de partículas, o que permitiu que restrições fossem colocadas sobre o que poderia ser.

“Experimentos nulos são apenas uma parte de toda a gama de observações”, disse o astrofísico George Smoot III, da UC Berkeley, ao ScienceAlert. “Às vezes você vê algo novo e incrível e às vezes você vê que não.”

Quando se trata de números fixos, os resultados nulos costumam ser mais fáceis de interpretar. Em outros campos, pode haver pouco incentivo para publicar.

As implicações da não detecção nem sempre são claras, e os estudos que fazem uma descoberta significativa recebem mais atenção, mais financiamento e são mais propensos a serem citados. Os ensaios clínicos com resultados positivos têm maior probabilidade de serem publicados do que aqueles com resultados negativos ou nulos. Quando se trata de decidir quem receberá uma bolsa de pesquisa, essas coisas são importantes.

Os cientistas também são pessoas muito ocupadas, com muitas linhas potenciais de investigação que poderiam estar perseguindo. Por que perseguir a hipótese nula quando você poderia estar usando seu tempo fazendo pesquisas que têm mais chances de serem vistas e levar a novas oportunidades de pesquisa?

Para publicar ou nulo

Além de deixar de fora um contexto importante que poderia nos ajudar a aprender algo novo sobre o nosso mundo, a não publicação de resultados nulos também pode levar à ineficiência – e, pior, pode até desencorajar jovens cientistas a seguirem uma carreira, como Munafò descobriu primeiro- mão. Como um jovem estudante de doutorado, ele começou a replicar um experimento que havia encontrado certo efeito e pensou que seus resultados seriam naturalmente os mesmos.

“E não funcionou. Não encontrei esse efeito em meu experimento. Então, como um pesquisador em início de carreira, você pensa, bem, devo ter feito algo errado, talvez eu não seja feito para isso”, ele disse.

“Tive a sorte de topar com um acadêmico sênior que disse: ‘Oh, sim, ninguém poderia replicar essa descoberta’. Se você já está na área há tempo suficiente, você descobrirá sobre essas coisas por meio de conversas em conferências e suas próprias experiências, e assim por diante. Mas você tem que ficar em campo o tempo suficiente para descobrir isso. Se você não tiver sorte o suficiente para que essa pessoa lhe diga que não é sua culpa, é apenas o fato de que a própria descoberta é muito esquisito, você pode acabar saindo do campo. ”

A publicação acadêmica também está lutando contra esse problema. Em 2002, um projeto único – o Journal of Negative Results in BioMedicine – foi estabelecido para encorajar a publicação de resultados que de outra forma não veriam a luz do dia. Encerrou em 2017, alegando ter cumprido sua missão, visto que muitos outros periódicos seguiram seu exemplo publicando mais artigos com resultados negativos ou nulos.

No entanto, encorajar os cientistas a trazerem seus resultados negativos à luz pode, às vezes, ser quase infrutífero. Por um lado, existe o potencial para uma abundância de estudos mal concebidos, mal planejados e mal conduzidos. Mas o oposto também é possível.

Em 2014, o Journal of Business and Psychology publicou uma edição especial de resultados nulos e recebeu surpreendentemente poucas submissões. Isso, deduziram os editores, pode ser porque os próprios cientistas estão condicionados a acreditar que resultados nulos são inúteis. Em 2019, o Instituto de Saúde de Berlim anunciou uma recompensa para estudos de replicação, dando boas-vindas explicitamente a resultados nulos, mas recebeu apenas 22 inscrições.

Essas atitudes podem mudar. Vimos que isso pode acontecer; Smoot, por exemplo, obteve muitos insights de detecções nulas.

A Nebulosa do Caranguejo, uma fonte conhecida de raios cósmicos. (NASA, ESA, J. Hester e A. Loll / Arizona State University)

“Pesquisar antimatéria nos raios cósmicos – foi um experimento nulo e me convenceu de que não havia nenhuma quantidade séria de antimatéria em nossa galáxia e provavelmente em uma escala muito maior, embora houvesse uma grande simetria entre matéria e antimatéria”, ele disse.

“O próximo experimento nulo foi testar a violação do momento angular e rotação do Universo. Embora seja concebível, o resultado nulo é muito importante para a nossa visão de mundo e cosmologia e foi a motivação inicial para eu usar a radiação cósmica de fundo em micro-ondas para observar e medir o Universo. Isso levou a resultados mais nulos, mas também a algumas descobertas importantes. ”

Em última análise, pode ser um processo lento. A publicação deve incentivar não resultados nulos em si, mas estudos concebidos de forma que esses resultados possam ser interpretados e publicados em seu contexto apropriado. De forma alguma uma pergunta trivial, mas crucial para o progresso científico.

“Obter a resposta certa para as questões certas é importante”, disse Munafò.

“E às vezes isso significará resultados nulos. Mas acho que devemos ter cuidado para não tornar a publicação de um resultado nulo um fim em si mesmo; é um meio para um fim, se nos ajudar a chegar à resposta certa, mas precisa de mais do que apenas a publicação de resultados nulos para chegar lá.

“Em última análise, o que precisamos é de perguntas mais bem formuladas e estudos mais bem elaborados para que nossos resultados sejam sólidos e informativos, independentemente de quais sejam.”


Publicado em 10/01/2022 06h53

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