Hypotese

En hypotese er et forsøg på at forklare et fænomen eller et problem, som kan bekræftes ved observation eller eksperimentering. Forskere er nødt til at foreslå hypoteser som mulige forklaringer på det problem, de ønsker at løse.

“Det er det, nogen mener om den virkelighed, de undersøger, og som de, fordi de er usikre på den, må afprøve den.”

Mario Tamayo y Tamayo i Investigación para jóvenes.

Hypotesen er den påstand, at en given kendsgerning vil forårsage en hidtil ukendt virkning. Både årsag og virkning skal være forbundet på en eller anden logisk måde og udspringe af en forudgående historie.

Det er ikke al forskning, der kræver opstilling eller formulering af hypoteser. Når en forskningsundersøgelse ikke har til formål at bevise noget, er det ikke nødvendigt at opstille en hypotese. Hvis undersøgelsen f.eks. handler om de fysiske karakteristika hos unge på en bestemt skole, er der tale om beskrivende forskning, og der er ikke behov for en hypotese.

Karakteristika ved hypoteser

• Må kunne testes: En hypotese skal kunne påvises ved hjælp af observationer og/eller eksperimenter. Der kan f.eks. påvises forskning, der antager, at et øget saltindtag hos mænd mellem 40 og 60 år forårsager en stigning i blodtrykket. På den anden side er det vanskeligt at bevise, at det sorte hul i Mælkevejen øger solens temperatur med de nuværende instrumenter og teknologi.
• Det kan være falsificerbart: det betyder, at det kan afvises ved eksperiment. En hypotese kan være sand eller falsk; det er gennem eksperimenter og indsamling og analyse af data, at vi kan konkludere, om hypotesen er sand.
• Skal være specifik: generelle hypoteser, såsom “at spise æg forårsager hjertesygdomme”, er ugyldige, fordi de er for brede. I dette tilfælde er hverken typen af æg eller mængden eller hyppigheden specificeret, og der er heller ikke nogen sammenhæng mellem ægforbruget og sygdommens opståen. En bedre hypotese ville være “personer mellem 60 og 70 år, der spiser flere kyllingeæg om ugen, vil have en større stigning i kolesterolniveauet i blodet”.
• De skal være objektive: hypoteser skal være fokuseret på de aspekter af virkeligheden, som vi ønsker at undersøge; vores opfattelser bør ikke være en del af dem. For eksempel kan en forsker, der er meget glad for kaffe, blive fristet til at opstille en hypotese om, at kaffe forbedrer menneskets velbefindende, hvilket hverken er objektivt eller specifikt.

Typer af hypoteser

Der findes forskellige typer af hypoteser alt efter synspunktet. Afhængigt af formålet finder vi beskrivende og forklarende hypoteser.

Deskrivende hypoteser

Disse typer hypoteser søger at beskrive sammenhængen mellem fænomener og ikke årsagerne til, at de opstår. Eksempler:

1. Andelen af kvinder, der ryger, er steget i det sidste årti.
2. Rygere har en øget risiko for lungeproblemer.
3. Personer, der indtager store mængder salt, har problemer med forhøjet blodtryk.

Forklaringshypotese

Når vi er interesserede i at finde ud af, hvorfor begivenheder opstår og forklaringen på dem, stiller vi forklaringshypoteser. Eksempler:

1. Højere stressniveauer hos kvinder fører til vanedannende adfærd som f.eks. rygning.
2. Stoffer i cigaretter får lungeceller til at fungere dårligt.
3. Natriumklorid får muskelceller i arterier til at trække sig sammen.

Nulhypotese og alternativ hypotese

Udtrykkene nulhypotese og alternativ hypotese anvendes i statistiske analyser, når parametre skal sammenlignes mellem populationer. I dette tilfælde henviser nulhypotesen til, at der ikke er nogen forskel mellem populationerne med hensyn til den evaluerede parameter, og den alternative hypotese angiver, at der er en forskel.

Det er værd at præcisere, at nulhypotesen ikke betyder, at den er forkert.

Hvordan man opstiller en hypotese

En hypotese er en formodning, der kan testes og/eller undersøges. Som sådan bør den udtrykkes som en erklæring eller et udsagn på en så enkel måde som muligt. Nogle foretrækker at udtrykke hypoteser i form af “hvis A er til stede, så sker B”.

Når vi har en hypotese, skal vi vide “hvad der producerer hvad”, dvs. hvad der er årsagen og hvad der er virkningen. Hypotesen antager, at kendsgerning X giver virkning Y. Disse fakta er det, vi kender som variabler.

For eksempel i hypotesen “personer i alderen 60-70 år, der spiser flere kyllingeæg om ugen, vil have en større stigning i kolesterolniveauet i blodet”, er variablerne ægforbrug og kolesterolniveauet i blodet.

I enhver hypotese skal forholdet mellem årsag og virkning være klart angivet, og mindst to fakta skal være relateret.

Der kan være mere end én hypotese for et problem. Hvis man f.eks. ønsker at undersøge årsagen til, at unge mennesker i et land bliver højere, kan man opstille hypoteser om kostens kvalitet og/eller kvantitet, forældrenes genetik eller de unges fysiske aktivitet.

Svære ved at opstille hypoteser

• Ukendskab til den teoretiske ramme: Hypoteser opstår, efter at den teoretiske ramme er etableret, ikke før.
• Uvidenhed om de tilgængelige teknikker til afprøvning af hypoteser: Hvis vi ikke ved, hvordan vi kan bevise, at en hypotese er sand eller falsk, er det vanskeligt at opstille den korrekt.

Hypotesens betydning

• Forskningens orientering og vejledning: Hypotesen angiver den retning, som forskningen skal gå.
• Forbindelse mellem fakta: Hypotesen giver den første skitse til, hvordan de fakta, der undersøges, kan være forbundet, og hvorfor de forekommer.
• Forbindelse mellem teori og virkelighed: Hypotesen etablerer forbindelsen mellem det, vi ser i virkeligheden, og den teoretiske forklaring af virkeligheden.
• Stimulering af logik og kreativitet: Mange hypoteser har været frugten af kreativiteten hos forskere, der introducerer nye idéer baseret på logiske aspekter.

Se også Hvad er videnskab

Eksempler på hypoteser

Her er flere eksempler på videnskabelige hypoteser.

Sødede drikkevarer og kræft

Det er velkendt, at forbruget af sukkerholdige drikkevarer er steget i de seneste årtier, og at de har en indvirkning på metaboliske sygdomme. I en befolkningsbaseret undersøgelse i Frankrig blev det antydet, at denne stigning også kan være relateret til onkologiske sygdomme. Den hypotese, der er mere i overensstemmelse med denne forskning, ville være:

Et øget forbrug af sukkersødede drikkevarer øger risikoen for at udvikle en form for kræft.

I dette tilfælde er hypotesen af beskrivende karakter, da den ikke søger at påvise, hvorfor sukker kan fremme kræft. I denne undersøgelse blev 101.257 deltagere over 18 år udvalgt og klassificeret efter deres forbrug af drikkevarer, der indeholder mere end 5 % sukker, og de blev klassificeret efter deres forbrug af drikkevarer, der indeholder mere end 5 % sukker. Efter fem år blev dataene om sukkerforbrug og forekomsten af kræft analyseret.

Popeye og spinat

For dem af jer, der ikke kender tegneserien Popeye the sailor, var han en sømand, hvis særlige egenskab var, at han blev stærkere, når han spiste spinat. Faktisk indeholder spinat forbindelser, der i forsøgsrotter og mus forbedrer den fysiske aktivitet hos disse dyr.

En gruppe forskere i Tyskland har opstillet en hypotese om, at:

Den forbindelse i spinat, der virker hos dyr, forbedrer også den fysiske aktivitet hos mennesker.

Hypotesen blev testet ved at give 22 atleter det pågældende stof som tilskud i ti uger, og de blev sammenlignet med 24 andre atleter, der fungerede som kontrolpersoner. Ved afslutningen af de ti uger blev der observeret en forøgelse af muskelmassen og en forbedring af den fysiske ydeevne, hvilket beviser, at hypotesen var korrekt.

Sneglernes superlim

Vi har set, hvordan snegle kan bevæge sig over ru, skrånende og endda parallelt med jorden uden at falde af. Det skyldes det slim, som de producerer ved deres basis. Forskere i Sydkorea og USA havde den hypotese, at:

Skabe et materiale med egenskaberne fra snegleslim vil fungere som et stærkt, reversibelt klæbemiddel.

Så opfandt de et methacrylatbaseret polymerhydrogelsystem, der fungerer som et reversibelt superklæbemiddel.

Se også Problemformulering.

Hypoteser af betydning for menneskeheden

Der findes sandsynligvis millioner af videnskabelige hypoteser, for siden oldtiden har mennesket forsøgt at forklare de fænomener, det har observeret. Her er nogle eksempler på videnskabelige hypoteser, og hvordan de er blevet bekræftet.

Den endosymbiotiske hypotese

Lynn Sagan foreslog i 1966, at eukaryote celler opstod ved endosymbiose mellem prokaryoter med fotosyntese- og respirationskapacitet i et overvejende aerobt miljø. Således kom en aerob prokaryot (protomitokondrion) ind i cytoplasmaet hos en anaerob heterotrof mikroorganisme.

Denne hypotese bekræftes af de særlige karakteristika ved mitokondrier og kloroplaster, organeller i eukaryote celler, som har deres eget DNA.

Plattentektonik

I 1912 foreslog den tyske videnskabsmand Alfred Wegener (1880-1930) konceptet om kontinenternes pladebevægelser. Wegener foreslog, at de nuværende kontinenter for millioner af år siden blev forenet til et stort enkelt kontinent (Pangæa), som derefter brød fra hinanden som de kontinenter, vi kender i dag.

Grundlaget for denne hypotese var de amerikanske kystlinjer, der svarer til Europas og Afrikas kyster, og de ensartede fossiler, der er fundet mellem disse kontinenter. Beviset for, at denne hypotese var korrekt, blev vist i 1960’erne.

ZIKA-virus og mikrocefali

Mikrocefali er en neurologisk tilstand, hvor et barns hjerne ikke er fuldt udviklet, hvilket får hovedet til at virke mindre end normalt. I Brasilien blev der rapporteret mere end 8.000 tilfælde mellem november 2015 og juni 2016, hvilket er en alarmerende stigning i dette problem.

Omtrent samtidig steg antallet af Zikavirusinfektioner også. Denne virus tilhører samme familie som gul febervirus (Flaviviridae) og overføres til mennesker af myg. Af de personer, der er smittet med zikavirus, udvikler 20-25 % symptomer, der ligner symptomer på forkølelse eller influenza.

Den oprindelige hypotese gik ud på, at fostre af gravide kvinder, der er smittet med zikavirus, kan have en øget risiko for mikrocefali. Resultater fra en case-kontrolundersøgelse fra 2016 viste, at 13 ud af 32 nyfødte med mikrocefali havde tegn på infektion med viruset, sammenlignet med 62 kontrolnyfødte, som ikke var smittede, hvilket viser sammenhængen mellem Zika og mikrocefali.

Riemanns hypotese

Primtal har den egenskab, at de ikke kan udtrykkes som produktet af to mindre tal. Det er vanskeligt at afgøre, hvornår disse primtal optræder blandt de naturlige tal. Den tyske matematiker G,F.B. Riemann (1826-1866) foreslog imidlertid en ligning, kaldet Zeta-Riemann-funktionen, som giver en tilnærmelse af hyppigheden af primtal.

Se også Teoretisk ramme.

Theoretisk ramme.