在比较两个组时,必须区分单尾P值和双尾P值。有些书籍称之为单侧和双侧P值,这两者含义相同。
结合具体情境来理解这种区别最为直观。因此,让我们假设您正在比较两个组的均值(使用非配对t检验)。无论是单尾P值还是双尾P值,都是基于同一个零假设:两个总体确实相同,且样本均值之间的观察到的差异是由于随机因素造成的。
双尾P值回答的是以下问题:
假设零假设成立,随机抽取的样本其均值差距达到(或超过)本实验中观察到的程度,且任一组平均值更大的概率是多少?
要解读单尾P值,您必须在收集任何数据之前预测哪个组的平均值会更大。单尾P值回答了以下问题:
假设零假设成立,随机抽取的样本均值相差与本实验中观察到的差异一样大(或更大),且指定组的平均值更大的概率是多少?
如果观察到的差异方向与实验假设的预测方向一致,则单尾P值等于双尾P值的一半(在大多数但并非所有统计检验中均如此)。
当先前数据、物理限制或常识表明,差异(如果存在)只能朝一个方向发展时,单尾检验是合适的。只有当以下两个条件同时成立时,才应选择单尾P值。
•您在收集任何数据之前就预测了哪个组的均值(或比例)会更大。如果您是在看到数据后才做出“预测”的,那就别想使用单尾P值了。
•如果另一组的组平均值最终更大——即使大得多——您也会将这种差异归因于偶然,并认为该差异“在统计学上不显著”。
以下是一个可以适当选择单尾P值的示例:您正在检验一种新抗生素是否会损害肾功能(以血清肌酐水平为衡量标准)。许多抗生素会毒害肾细胞,导致肾小球滤过率降低,血清肌酐水平升高。 据我所知,目前尚无已知抗生素能降低血清肌酐水平,而且也很难想象存在某种机制能使抗生素提高肾小球滤过率。 在收集任何数据之前,您可以指出有两种可能性:要么该药物不会改变总体血清肌酐的均值,要么会提高总体血清肌酐的均值。您认为该药物真正降低总体血清肌酐均值的可能性为零,并计划将任何观察到的下降归因于随机抽样。 因此,计算单尾P值是合理的。在本示例中,双尾P值用于检验“该药物不会改变肌酐水平”这一零假设;单尾P值则用于检验“该药物不会升高肌酐水平”这一零假设。
在选择单尾P值或双尾P值时,关键问题并非在于您是否预期存在差异。如果您已经知道是否存在差异,就没有理由收集数据了。真正的问题在于,差异的方向(如果存在的话)是否只能朝一个方向发展。 只有当您能(在收集任何数据之前)确信地断言,总体中要么不存在差异,要么存在特定方向的差异时,才应使用单尾P值。 如果最终数据显示差异方向是“错误”的,您应该愿意将该差异归因于随机抽样,甚至不应考虑所测得的差异可能反映总体中真实差异的可能性。 如果“错误”方向的差异会引起您的兴趣(哪怕只是一点点),您就应该计算双尾P值。
当您要求 Prism 报告单尾P值时,它会假设实际差异或效应的方向与您预测的方向一致,因此 Prism 报告的单尾P值总是小于(几乎总是,且恰好为)双尾P值的一半。
如果实际上观察到的差异或效应与您的预测方向相反,那么 Prism 报告的单侧 P 值就是错误的。 实际的单尾P值将等于 1.0 减去报告的单尾P值。例如,如果报告的单尾P值为 0.04,且实际差异的方向与您的预测相反,则实际的单尾P值为 0.96。
如果您在收集数据前没有预测效应的方向,就不应该报告单侧 P 值。说“嗯,我本会预测……”是自欺欺人。如果您没有记录预测,就不应该使用单侧 P 值。
单尾P值和双尾P值的概念仅适用于存在两种效应方向(增加或减少)的假设。如果您正在比较三个或更多组(方差分析,ANOVA),那么单尾P值和双尾P值的概念就毫无意义,Prism也不会要求您做出这种选择。
如果实际效应与您的预测方向一致:
•单尾P值等于双尾P值的一半。
•双尾P值是单尾P值的两倍(假设您正确预测了差异的方向)。
对于几乎所有的统计检验,这条规则都完全适用。某些检验(如Fisher检验)不具有对称性,因此对于这些检验,上述规则仅为近似值。
如果实际效应的方向与您预测的方向相反:
•单尾P值等于1.0减去双尾P值的一半。