Wat is een wetenschappelijke hypothese? | Definitie van hypothese

Een wetenschappelijke hypothese is de eerste bouwsteen van de wetenschappelijke methode. Velen omschrijven het als een “beredeneerde gok”, gebaseerd op voorkennis en observatie. Hoewel dit waar is, kan de definitie worden uitgebreid. Een hypothese omvat ook een verklaring waarom de gok juist zou kunnen zijn, volgens de National Science Teachers Association.

Hypothese basis

Een hypothese is een voorgestelde oplossing voor een onverklaarbaar voorval dat niet past in de huidige aanvaarde wetenschappelijke theorie. Het basisidee van een hypothese is dat er geen vooraf bepaalde uitkomst is. Om een hypothese een wetenschappelijke hypothese te noemen, moet het iets zijn dat kan worden ondersteund of weerlegd door zorgvuldig opgezette experimenten of observatie. Dit wordt falsifieerbaarheid en testbaarheid genoemd, een idee dat in het midden van de 20e eeuw werd ontwikkeld door de Britse filosoof Karl Popper, volgens de Encyclopedia Britannica.

Een belangrijke functie in deze stap van de wetenschappelijke methode is het afleiden van voorspellingen uit de hypothesen over de resultaten van toekomstige experimenten, en vervolgens het uitvoeren van die experimenten om te zien of ze de voorspellingen ondersteunen.

Een hypothese wordt meestal geschreven in de vorm van een als/dan verklaring, volgens de Universiteit van Californië. Deze verklaring geeft een mogelijkheid (als) en legt uit wat er kan gebeuren als gevolg van de mogelijkheid (dan). De verklaring kan ook “kan” bevatten.”

Hier volgen enkele voorbeelden van hypotheseverklaringen:

• Als knoflook vlooien weert, dan zal een hond die elke dag knoflook krijgt, geen vlooien krijgen.
• Bacteriële groei kan worden beïnvloed door het vochtgehalte in de lucht.
• Als suiker gaatjes veroorzaakt, dan zijn mensen die veel snoepen misschien vatbaarder voor gaatjes.
• Als UV-licht de ogen kan beschadigen, dan is UV-licht misschien een oorzaak van blindheid.

Het testen van een hypothese

Merk op dat alle stellingen, hierboven, testbaar zijn. De belangrijkste eigenschap van een hypothese is dat iets getest kan worden en dat die testen gerepliceerd kunnen worden, aldus de Midwestern State University.

Een voorbeeld van een ontestbare uitspraak is: “Alle mensen worden ten minste één keer verliefd.” De definitie van liefde is subjectief. Bovendien zou het onmogelijk zijn om ieder mens te ondervragen over zijn liefdesleven. Een ontestbare uitspraak kan wel anders geformuleerd worden om hem testbaar te maken. Bijvoorbeeld, de vorige uitspraak kan worden veranderd in: “Als liefde een belangrijke emotie is, geloven sommigen dat iedereen minstens één keer verliefd moet worden.” Met deze stelling kan de onderzoeker een groep mensen ondervragen om te zien hoeveel mensen vinden dat mensen minstens één keer verliefd moeten worden.

Een hypothese wordt vaak door meerdere wetenschappers onderzocht om de integriteit en waarheidsgetrouwheid van het experiment te waarborgen. Dit proces kan jaren duren, en in veel gevallen komen hypothesen niet verder in de wetenschappelijke methode omdat het moeilijk is om voldoende ondersteunend bewijs te verzamelen.

“Als veldbioloog is mijn favoriete deel van de wetenschappelijke methode het in het veld zijn om de gegevens te verzamelen,” vertelde Jaime Tanner, een professor in de biologie aan het Marlboro College, aan Live Science. “Maar wat dat echt leuk maakt is de wetenschap dat je een interessante vraag probeert te beantwoorden, dus de eerste stap in het identificeren van vragen en het genereren van mogelijke antwoorden (hypotheses) is ook erg belangrijk en is een creatief proces. Als je dan eenmaal de gegevens hebt verzameld, analyseer je die om te zien of je hypothese wordt ondersteund of niet.”

Een nulhypothese is de naam die wordt gegeven aan een hypothese die mogelijk onjuist is of geen effect heeft. Vaak bestudeert de wetenschapper tijdens een proef een andere tak van het idee die mogelijk wel werkt, een alternatieve hypothese genoemd, aldus de University of California, Berkeley.

Tijdens een proef kan de wetenschapper proberen alleen de nulhypothese te bewijzen of te weerleggen, of zowel de nulhypothese als de alternatieve hypothese te testen. Als een hypothese een bepaalde richting aangeeft, wordt zij een eenstaarthypothese genoemd. Dit betekent dat de wetenschapper gelooft dat de uitkomst ofwel met ofwel zonder effect zal zijn. Wanneer een hypothese wordt opgesteld zonder voorspelling van de uitkomst, wordt zij een tweestaarshypothese genoemd omdat er twee mogelijke uitkomsten zijn. De uitkomst kan met of zonder effect zijn, maar totdat de test is voltooid, is het niet mogelijk te weten welke uitkomst het zal zijn, aldus het Web Center for Social Research Methods.

Tijdens het testen kan een wetenschapper twee soorten fouten tegenkomen. Er is sprake van een Type I-fout wanneer de nulhypothese wordt verworpen terwijl deze waar is. Een Type II-fout treedt op wanneer de nulhypothese niet wordt verworpen wanneer deze onjuist is, aldus de University of California, Berkeley.

Bij analyse van de resultaten kan een hypothese worden verworpen of gewijzigd, maar nooit kan worden bewezen dat zij 100 procent van de tijd juist is. Zo is bijvoorbeeld de relativiteit vele malen getest, zodat zij algemeen als waar wordt aanvaard, maar er kan een geval zijn, dat nog niet is aangetroffen, waarin zij niet waar is. Een wetenschapper kan bijvoorbeeld een hypothese vormen dat een bepaald soort tomaat rood is. Tijdens het onderzoek ontdekt de wetenschapper dan dat elke tomaat van dit type rood is. Hoewel zijn bevindingen zijn hypothese bevestigen, kan er ergens ter wereld een tomaat van dat type zijn die niet rood is. Zijn hypothese is dus waar, maar misschien niet 100 procent van de tijd.

De evolutie van een hypothese

De meeste formele hypothesen bestaan uit concepten die met elkaar in verband kunnen worden gebracht en waarvan het verband kan worden getest. Een groep hypothesen komt samen om een conceptueel kader te vormen. Wanneer voldoende gegevens en bewijsmateriaal zijn verzameld om een hypothese te ondersteunen, wordt het een werkhypothese, die een mijlpaal is op weg naar een theorie. Hoewel hypothesen en theorieën vaak met elkaar worden verward, zijn theorieën het resultaat van een geteste hypothese. Terwijl hypothesen ideeën zijn, verklaren theorieën de bevindingen van het testen van die ideeën.

“Theorieën zijn de manieren waarop we zin geven aan wat we in de natuurlijke wereld waarnemen. Theorieën zijn structuren van ideeën die feiten verklaren en interpreteren,” zei Tanner.