Mi a tudományos hipotézis? | A hipotézis definíciója

A tudományos hipotézis a tudományos módszer kezdeti építőköve. Sokan “megalapozott találgatásként” írják le, amely előzetes ismereteken és megfigyeléseken alapul. Bár ez igaz, a definíció kibővíthető. A National Science Teachers Association szerint a hipotézis magában foglalja annak magyarázatát is, hogy a találgatás miért lehet helyes.

A hipotézis alapjai

A hipotézis egy olyan megmagyarázhatatlan eseményre javasolt megoldás, amely nem illeszkedik a jelenleg elfogadott tudományos elméletbe. A hipotézis alapgondolata, hogy nincs előre meghatározott eredmény. Ahhoz, hogy egy hipotézist tudományos hipotézisnek lehessen nevezni, olyasminek kell lennie, ami gondosan kidolgozott kísérletekkel vagy megfigyelésekkel alátámasztható vagy cáfolható. Ezt nevezik falszifikálhatóságnak és tesztelhetőségnek, ezt a gondolatot a 20. század közepén egy Karl Popper nevű brit filozófus dolgozta ki az Encyclopedia Britannica szerint.

A tudományos módszer e lépésének egyik legfontosabb funkciója, hogy a hipotézisekből a jövőbeli kísérletek eredményeire vonatkozó előrejelzéseket vezetnek le, majd elvégzik ezeket a kísérleteket, hogy lássák, alátámasztják-e a jóslatokat.

A hipotézist általában egy ha/akkor állítás formájában írják le – olvasható a Kaliforniai Egyetemen. Ez a kijelentés megadja a lehetőséget (ha), és elmagyarázza, hogy mi történhet a lehetőség miatt (akkor). Az állításban szerepelhet a “lehet” is.”

Itt van néhány példa a hipotézis-kijelentésekre:

• Ha a fokhagyma elriasztja a bolhákat, akkor a kutyának, akinek minden nap fokhagymát adnak, nem lesz bolhája.
• A baktériumok növekedését befolyásolhatja a levegő nedvességtartalma.
• Ha a cukor szuvasodást okoz, akkor a sok édességet fogyasztó emberek hajlamosabbak lehetnek a szuvasodásra.
• Ha az UV-fény károsíthatja a szemet, akkor talán az UV-fény okozza a vakságot.

Egy hipotézis tesztelése

Megjegyezzük, hogy a fenti állítások mindegyike tesztelhető. A Midwestern State University szerint a hipotézis elsődleges jellemzője, hogy valami tesztelhető, és hogy ezek a tesztek megismételhetők.

A nem tesztelhető állításra példa: “Minden ember legalább egyszer szerelmes lesz”. A szerelem meghatározása szubjektív. Emellett lehetetlen lenne minden embert megkérdezni a szerelmi életéről. Egy nem tesztelhető állítást azonban át lehet fogalmazni, hogy tesztelhetővé váljon. Például az előző állítás megváltoztatható így: “Ha a szerelem fontos érzelem, akkor egyesek úgy gondolhatják, hogy mindenkinek legalább egyszer szerelmesnek kellene lennie”. Ezzel az állítással a kutató megkérdezhet egy embercsoportot, hogy megtudja, hányan hisznek abban, hogy az embereknek legalább egyszer szerelmesnek kellene lenniük.

A hipotézist gyakran több tudós is megvizsgálja, hogy biztosítsa a kísérlet integritását és hitelességét. Ez a folyamat évekig is eltarthat, és sok esetben a hipotézisek nem jutnak tovább a tudományos módszerben, mivel nehéz elegendő alátámasztó bizonyítékot gyűjteni.”

“Terepi biológusként a tudományos módszer kedvenc részem a terepen való adatgyűjtés” – mondta Jaime Tanner, a Marlboro College biológiaprofesszora a Live Science-nek. “De ami igazán szórakoztatóvá teszi ezt, az a tudat, hogy egy érdekes kérdésre próbálsz választ adni, így a kérdések azonosításának és a lehetséges válaszok (hipotézisek) generálásának első lépése szintén nagyon fontos, és egy kreatív folyamat. Aztán miután összegyűjtöttük az adatokat, elemezzük azokat, hogy lássuk, a hipotézisünk alátámasztott-e vagy sem.”

Null hipotézisnek nevezzük azt a hipotézist, amely esetleg hamis vagy nincs hatása. Gyakran előfordul, hogy egy vizsgálat során a tudós az elképzelés egy másik, esetleg működő ágát vizsgálja, amit alternatív hipotézisnek neveznek – olvasható a Berkeley-i Kaliforniai Egyetem közleményében.

A vizsgálat során a tudós megpróbálhatja bizonyítani vagy cáfolni csak a nullhipotézist, vagy tesztelheti a null- és az alternatív hipotézist is. Ha egy hipotézis egy bizonyos irányt határoz meg, akkor azt egyfarkú hipotézisnek nevezzük. Ez azt jelenti, hogy a tudós úgy véli, hogy az eredmény vagy hatásos, vagy hatás nélküli lesz. Ha egy hipotézist úgy állítanak fel, hogy nincs előrejelzés az eredményre vonatkozóan, akkor azt kétfarkú hipotézisnek nevezik, mivel két lehetséges kimenetel van. Az eredmény lehet hatásos vagy hatás nélküli, de amíg a tesztelés nem fejeződik be, nem lehet tudni, hogy melyik eredmény lesz az – írja a Web Center for Social Research Methods.

A tesztelés során a tudós kétféle hibával találkozhat. I. típusú hiba az, amikor a nullhipotézist elutasítják, holott az igaz. A II. típusú hiba akkor fordul elő, amikor a nullhipotézist nem utasítják el, amikor az hamis, a Berkeley-i Kaliforniai Egyetem szerint.

Az eredmények elemzése után a hipotézis elvethető vagy módosítható, de soha nem bizonyítható, hogy az esetek 100 százalékában helyes. Például a relativitáselméletet már sokszor tesztelték, ezért általában igaznak fogadják el, de előfordulhat olyan eset, amivel még nem találkoztunk, hogy nem igaz. Egy tudós például felállíthat egy hipotézist, miszerint egy bizonyos paradicsomfajta piros. A kutatás során a tudós ezután megállapítja, hogy minden ilyen típusú paradicsom piros. Bár eredményei megerősítik a hipotézisét, előfordulhat, hogy valahol a világon van olyan paradicsom ebből a típusból, amely nem piros. Így a hipotézise igaz, de nem biztos, hogy az esetek 100 százalékában igaz.

A hipotézis fejlődése

A legtöbb formális hipotézis olyan fogalmakból áll, amelyek összekapcsolhatók, és kapcsolatukat tesztelni lehet. A hipotézisek egy csoportja fogalmi keretet alkot. Amint elegendő adat és bizonyíték gyűlik össze egy hipotézis alátámasztására, az munkahipotézissé válik, ami mérföldkő az elméletté válás útján. Bár a hipotéziseket és az elméleteket gyakran összekeverik, az elméletek a tesztelt hipotézisek eredményei. Míg a hipotézisek ötletek, addig az elméletek az ezen ötletek tesztelésének eredményeit magyarázzák.

“Az elméletek azok a módszerek, amelyekkel értelmet adunk annak, amit a természeti világban megfigyelünk. Az elméletek olyan eszmei struktúrák, amelyek megmagyarázzák és értelmezik a tényeket” – mondta Tanner.