Co to jest hipoteza naukowa? | Definicja hipotezy

Pierwszym elementem metody naukowej jest hipoteza naukowa. Wielu opisuje ją jako „wykształcone przypuszczenie”, oparte na wcześniejszej wiedzy i obserwacji. Chociaż jest to prawda, definicja ta może być rozszerzona. Hipoteza zawiera również wyjaśnienie, dlaczego przypuszczenie może być poprawne, zgodnie z National Science Teachers Association.

Podstawy hipotezy

Hipoteza jest sugerowanym rozwiązaniem dla niewyjaśnionego zdarzenia, które nie pasuje do obecnie przyjętej teorii naukowej. Podstawową ideą hipotezy jest to, że nie ma z góry ustalonego wyniku. Aby hipoteza mogła być nazwana hipotezą naukową, musi być czymś, co może być poparte lub obalone poprzez starannie przygotowane eksperymenty lub obserwacje. To się nazywa falsyfikowalność i testowalność, pomysł, który został rozwinięty w połowie XX wieku przez brytyjskiego filozofa Karla Poppera, zgodnie z Encyklopedią Britannica.

Kluczową funkcją w tym kroku w metodzie naukowej jest wyprowadzenie z hipotez przewidywań dotyczących wyników przyszłych eksperymentów, a następnie przeprowadzenie tych eksperymentów, aby zobaczyć, czy potwierdzają one przewidywania.

Hipoteza jest zwykle napisana w formie stwierdzenia „jeśli” lub „jeżeli”, zgodnie z Uniwersytetem Kalifornijskim. Stwierdzenie to podaje możliwość (jeżeli) i wyjaśnia, co może się zdarzyć z powodu tej możliwości (następnie). Stwierdzenie może również zawierać „może.”

Oto kilka przykładów stwierdzeń hipotez:

• Jeśli czosnek odstrasza pchły, to pies, któremu codziennie podaje się czosnek, nie dostanie pcheł.
• Na rozwój bakterii może mieć wpływ poziom wilgotności w powietrzu.
• Jeśli cukier powoduje ubytki, to ludzie, którzy jedzą dużo słodyczy mogą być bardziej podatni na ubytki.
• Jeśli światło UV może uszkodzić oczy, to może światło UV jest przyczyną ślepoty.

Testowanie hipotezy

Zauważ, że wszystkie powyższe stwierdzenia są testowalne. Podstawową cechą hipotezy jest to, że coś może być testowane i że te testy mogą być replikowane, zgodnie z Midwestern State University.

Przykładem nietestowalnego stwierdzenia jest, „Wszyscy ludzie zakochują się przynajmniej raz.” Definicja miłości jest subiektywna. Ponadto, byłoby niemożliwe, aby ankietować każdego człowieka na temat jego życia miłosnego. Nietestowalne stwierdzenie można jednak przeformułować tak, aby stało się testowalne. Na przykład, poprzednie stwierdzenie może zostać zmienione na: „Jeśli miłość jest ważną emocją, niektórzy mogą wierzyć, że każdy powinien zakochać się przynajmniej raz.” Z tym stwierdzeniem badacz może przeprowadzić sondaż w grupie ludzi, aby sprawdzić, ilu z nich uważa, że ludzie powinni zakochać się przynajmniej raz.

Hipoteza jest często badana przez wielu naukowców, aby zapewnić integralność i prawdziwość eksperymentu. Ten proces może trwać latami, a w wielu przypadkach hipotezy nie idą dalej w metodzie naukowej, ponieważ trudno jest zebrać wystarczające dowody potwierdzające.

„Jako biolog terenowy, moją ulubioną częścią metody naukowej jest bycie w terenie, zbieranie danych,” Jaime Tanner, profesor biologii w Marlboro College, powiedział Live Science. „Ale to, co naprawdę sprawia przyjemność, to świadomość, że próbujesz odpowiedzieć na interesujące pytanie, więc pierwszy krok w identyfikowaniu pytań i generowaniu możliwych odpowiedzi (hipotez) jest również bardzo ważny i jest procesem twórczym. Następnie po zebraniu danych analizuje się je, aby sprawdzić, czy hipoteza jest potwierdzona, czy nie.”

Hipoteza zerowa to nazwa nadana hipotezie, która jest prawdopodobnie fałszywa lub nie ma wpływu. Często podczas badania naukowiec bada inną gałąź pomysłu, która może zadziałać, co nazywane jest hipotezą alternatywną, według Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley.

Podczas testu naukowiec może próbować udowodnić lub obalić tylko hipotezę zerową lub przetestować zarówno hipotezę zerową, jak i alternatywną. Jeśli hipoteza określa pewien kierunek, nazywana jest hipotezą jednoogonową. Oznacza to, że naukowiec wierzy, że wynik będzie albo z efektem, albo bez efektu. Kiedy hipoteza jest tworzona bez przewidywania wyniku, nazywa się ją hipotezą dwuogonową, ponieważ istnieją dwa możliwe wyniki. Wynik może być z efektem lub bez efektu, ale dopóki testowanie nie zostanie zakończone, nie ma sposobu, aby wiedzieć, który wynik będzie, zgodnie z Web Center for Social Research Methods.

Podczas testowania naukowiec może natknąć się na dwa rodzaje błędów. Błąd typu I jest wtedy, gdy hipoteza zerowa zostaje odrzucona, gdy jest prawdziwa. Błąd typu II występuje wtedy, gdy hipoteza zerowa nie jest odrzucana, gdy jest fałszywa, zgodnie z University of California, Berkeley.

Po przeanalizowaniu wyników, hipoteza może zostać odrzucona lub zmodyfikowana, ale nigdy nie można udowodnić, że jest poprawna w 100 procentach przypadków. Na przykład, względność została przetestowana wiele razy, więc jest ogólnie przyjęta jako prawdziwa, ale może istnieć przypadek, który nie został napotkany, gdzie nie jest prawdziwa. Na przykład, naukowiec może sformułować hipotezę, że pewien rodzaj pomidora jest czerwony. Podczas badań naukowiec odkrywa, że każdy pomidor tego typu jest czerwony. Chociaż jego odkrycia potwierdzają jego hipotezę, gdzieś na świecie może istnieć pomidor tego typu, który nie jest czerwony. Tak więc jego hipoteza jest prawdziwa, ale może nie być prawdziwa w 100 procentach przypadków.

Ewolucja hipotezy

Najbardziej formalne hipotezy składają się z pojęć, które można połączyć i sprawdzić ich związki. Grupa hipotez łączy się w ramy pojęciowe. W miarę gromadzenia wystarczających danych i dowodów na poparcie hipotezy, staje się ona hipotezą roboczą, która jest kamieniem milowym na drodze do przekształcenia się w teorię. Choć hipotezy i teorie są często mylone, teorie są wynikiem testowanej hipotezy. Podczas gdy hipotezy są pomysłami, teorie wyjaśniają wyniki testowania tych pomysłów.

„Teorie to sposoby, dzięki którym nadajemy sens temu, co obserwujemy w świecie przyrody. Teorie to struktury idei, które wyjaśniają i interpretują fakty” – powiedział Tanner.