Hypothèse

Une hypothèse est une tentative d’explication d’un phénomène ou d’un problème qui peut être corroborée par l’observation ou l’expérimentation. Les scientifiques doivent proposer des hypothèses comme explications possibles du problème qu’ils souhaitent résoudre.

« C’est ce que quelqu’un pense de la réalité qu’il étudie et que, parce qu’il est incertain à son sujet, il doit tester. »

Mario Tamayo y Tamayo dans Investigación para jóvenes.

L’hypothèse est la proposition selon laquelle un fait donné provoquera un effet jusqu’alors inconnu. La cause et l’effet doivent être liés d’une manière logique et découler d’une histoire antérieure.

Toute recherche ne nécessite pas l’énoncé ou la formulation d’hypothèses. Lorsqu’une étude de recherche ne cherche pas à prouver quelque chose, aucune hypothèse n’est nécessaire. Par exemple, si l’étude porte sur les caractéristiques physiques des adolescents d’une école particulière, il s’agit d’une recherche descriptive, qui ne nécessite pas d’hypothèse.

Caractéristiques des hypothèses

• Doit être testable : une hypothèse doit pouvoir être démontrée par des observations et/ou des expériences. Par exemple, il est possible de démontrer une recherche qui émet l’hypothèse qu’une consommation accrue de sel chez les hommes âgés de 40 à 60 ans entraîne une augmentation de la pression artérielle. En revanche, dire que le trou noir de la Voie lactée augmente la température solaire est difficile à prouver avec les instruments et la technologie actuels.
• Elle peut être falsifiable : cela signifie qu’elle peut être rejetée par l’expérience. Une hypothèse peut être vraie ou fausse ; c’est par l’expérimentation et la collecte et l’analyse de données que l’on peut conclure à la véracité de l’hypothèse.
• Doit être spécifique : les hypothèses générales, comme « manger des œufs provoque des maladies cardiaques », ne sont pas valables car elles sont trop larges. Dans ce cas, ni le type d’œufs, ni la quantité ou la fréquence ne sont précisés, ni la relation entre la consommation d’œufs et l’apparition de la maladie. Une meilleure hypothèse serait « les personnes âgées de 60 à 70 ans qui consomment plus d’œufs de poule par semaine verront leur taux de cholestérol sanguin augmenter davantage ».
• Elles doivent être objectives : les hypothèses doivent être axées sur les aspects de la réalité que nous voulons étudier ; nos perceptions ne doivent pas en faire partie. Par exemple, un chercheur qui aime beaucoup le café peut être tenté d’émettre l’hypothèse que le café améliore le bien-être de l’humanité, ce qui n’est ni objectif ni spécifique.

Types d’hypothèses

Il existe différents types d’hypothèses selon les différents points de vue. En fonction de l’objectif, on trouve des hypothèses descriptives et des hypothèses explicatives.

Hypothèses descriptives

Ces types d’hypothèses cherchent à décrire la corrélation entre les phénomènes et non les raisons pour lesquelles ils se produisent. Exemples:

1. La proportion de femmes fumeuses a augmenté au cours de la dernière décennie.
2. Les fumeurs ont un risque accru de problèmes pulmonaires.
3. Les personnes qui consomment de grandes quantités de sel ont des problèmes d’hypertension.

Hypothèse explicative

Lorsque l’on cherche à découvrir pourquoi des événements se produisent et à en trouver l’explication, on pose des hypothèses explicatives. Exemples :

1. Un niveau de stress plus élevé chez les femmes entraîne des comportements de dépendance comme le tabagisme.
2. Les composés présents dans les cigarettes provoquent un mauvais fonctionnement des cellules pulmonaires.
3. Le chlorure de sodium provoque la contraction des cellules musculaires des artères.

Hypothèse nulle et hypothèse alternative

Les termes hypothèse nulle et hypothèse alternative sont appliqués dans les analyses statistiques lorsqu’on veut comparer des paramètres entre populations. Dans ce cas, l’hypothèse nulle fait référence au fait qu’il n’y a pas de différence entre les populations en ce qui concerne le paramètre évalué, et l’hypothèse alternative affirme qu’il y a une différence.

Il convient de préciser que l’hypothèse nulle ne signifie pas qu’elle est fausse.

Comment faire une hypothèse

Une hypothèse est une conjecture qui peut être testée et/ou examinée. En tant que telle, elle doit être exprimée sous forme de déclaration ou de proposition, de la manière la plus simple possible. Certains préfèrent exprimer les hypothèses sous la forme « si A est présent, alors B se produit ».

Lorsque nous avons une hypothèse, nous devons savoir « ce qui produit quoi », c’est-à-dire quelle est la cause et quel est l’effet. L’hypothèse suppose que le fait X produit l’effet Y. Ces faits sont ce que nous connaissons comme variables.

Par exemple, dans l’hypothèse « les personnes âgées de 60 à 70 ans qui consomment plus d’œufs de poule par semaine auront une augmentation plus importante de leur taux de cholestérol sanguin », les variables sont la consommation d’œufs et le taux de cholestérol sanguin.

Dans toute hypothèse, la relation entre la cause et l’effet doit être clairement énoncée et au moins deux faits doivent être liés.

Il peut y avoir plus d’une hypothèse pour un problème. Par exemple, si l’on veut étudier la raison de la plus grande taille des adolescents dans un pays, on peut émettre des hypothèses sur la qualité et/ou la quantité de l’alimentation, la génétique des parents ou l’activité physique des jeunes.

Difficultés de formulation des hypothèses

• Méconnaissance du cadre théorique : les hypothèses émergent après que le cadre théorique ait été établi, pas avant.
• Méconnaissance des techniques disponibles pour tester les hypothèses : si on ne sait pas comment prouver qu’une hypothèse est vraie ou fausse, il est difficile de l’énoncer correctement.

Importance de l’hypothèse

• Orientation et guidage de la recherche : l’hypothèse fixe la direction que doit prendre la recherche.
• Relation entre les faits : l’hypothèse fournit la première ébauche de la façon dont les faits étudiés peuvent être reliés et pourquoi ils se produisent.
• Lien entre la théorie et la réalité : l’hypothèse établit le lien entre ce que nous voyons dans la réalité et l’explication théorique de la réalité.
• Stimulation de la logique et de la créativité : de nombreuses hypothèses ont été le fruit de la créativité de scientifiques qui introduisent de nouvelles idées basées sur des aspects logiques.

Voir aussi Qu’est-ce que la science

Exemples d’hypothèses

Voici plusieurs exemples d’hypothèses scientifiques.

Boissons sucrées et cancer

L’augmentation de la consommation de boissons sucrées au cours des dernières décennies et leur impact sur les maladies métaboliques sont bien connus. Dans une étude de population menée en France, il a été suggéré que cette augmentation pouvait également être liée à des maladies oncologiques. L’hypothèse plus conforme à cette recherche serait :

L’augmentation de la consommation de boissons sucrées augmente le risque de développer une forme de cancer.

Dans ce cas, l’hypothèse est de nature descriptive car elle n’a pas cherché à démontrer pourquoi le sucre pourrait favoriser le cancer. Dans cette étude, 101 257 participants âgés de plus de 18 ans ont été sélectionnés et classés en fonction de leur consommation de boissons contenant plus de 5 % de sucre. Après 5 ans, les données sur la consommation de sucre et la survenue de cancers ont été analysées.

Popeye et les épinards

Pour ceux qui ne connaissent pas le dessin animé Popeye le marin, il s’agissait d’un marin dont la particularité était de devenir plus fort lorsqu’il mangeait des épinards. En effet, les épinards possèdent des composés qui, chez les rats et les souris d’expérience, améliorent l’activité physique de ces animaux.

Un groupe de chercheurs allemands a émis l’hypothèse que :

Le composé des épinards qui fonctionne chez les animaux améliore également l’activité physique chez l’homme.

L’hypothèse a été testée en supplémentant 22 athlètes avec le composé en question pendant dix semaines, et ils ont été comparés à 24 autres athlètes qui ont servi de témoins. A la fin des dix semaines, une augmentation de la masse musculaire et une amélioration des performances physiques ont été observées, prouvant que l’hypothèse était correcte.

La super colle des escargots

Nous avons vu comment les escargots peuvent se déplacer sur un sol rugueux, en pente et même parallèle au sol sans tomber. Ceci grâce au mucus qu’ils produisent à leur base. Des chercheurs de Corée du Sud et des États-Unis ont émis l’hypothèse suivante :

Créer un matériau ayant les propriétés du mucus d’escargot agira comme un adhésif fort et réversible.

Ils ont donc inventé un système d’hydrogel polymère à base de méthacrylate qui agit comme un super adhésif réversible.

Voir aussi Énoncé de problème.

Hypothèses importantes pour l’humanité

Il existe probablement des millions d’hypothèses scientifiques, car depuis l’Antiquité, l’homme cherche à expliquer les phénomènes qu’il observe. Voici quelques exemples d’hypothèses scientifiques et la façon dont elles ont été corroborées.

L’hypothèse endosymbiotique

Lynn Sagan a proposé en 1966 que les cellules eucaryotes proviennent d’une endosymbiose entre des procaryotes ayant une capacité photosynthétique et respiratoire dans un environnement principalement aérobie. Ainsi, un procaryote aérobie (protomitochondrion) a pénétré dans le cytoplasme d’un micro-organisme hétérotrophe anaérobie.

La corroboration de cette hypothèse repose sur les caractéristiques particulières des mitochondries et des chloroplastes, organites des cellules eucaryotes qui possèdent leur propre ADN.

Tectonique des plaques

En 1912, le scientifique allemand Alfred Wegener (1880-1930) a proposé le concept de mouvement des plaques continentales. Wegener a suggéré qu’il y a des millions d’années, les continents actuels étaient unis en un grand continent unique (Pangée), qui a ensuite brisé chaque masse terrestre pour former les continents que nous connaissons aujourd’hui.

La base de cette hypothèse reposait sur les côtes de l’Amérique correspondant aux côtes de l’Europe et de l’Afrique et sur les fossiles similaires trouvés entre ces continents. La preuve que cette hypothèse était correcte a été démontrée dans les années 1960.

Virus ZIKA et microcéphalie

La microcéphalie est une maladie neurologique où le cerveau du bébé ne se développe pas complètement, ce qui fait que la tête semble plus petite que la normale. Au Brésil, plus de 8 000 cas ont été signalés entre novembre 2015 et juin 2016, ce qui représente une augmentation alarmante de ce problème.

A peu près au même moment, les infections par le virus Zika ont également augmenté. Ce virus appartient à la même famille que le virus de la fièvre jaune (Flaviviridae) et est transmis à l’homme par les moustiques. Parmi les personnes infectées par le virus Zika, 20 à 25 % développent des symptômes similaires à ceux d’un rhume ou d’une grippe ordinaire.

L’hypothèse initiale suggérait que les fœtus des femmes enceintes infectées par le virus Zika pouvaient présenter un risque accru de microcéphalie. Les résultats d’une étude cas-témoins de 2016 ont montré que 13 des 32 nouveau-nés atteints de microcéphalie présentaient des signes d’infection par le virus, par rapport à 62 nouveau-nés témoins qui n’étaient pas infectés, ce qui démontre l’association entre Zika et la microcéphalie.

Hypothèse de Riemann

Les nombres premiers ont la propriété de ne pas pouvoir être exprimés comme le produit de deux nombres plus petits. Il est difficile de déterminer quand ces nombres premiers apparaissent parmi les nombres naturels. Cependant, le mathématicien allemand G,F.B. Riemann (1826-1866) a proposé une équation, appelée fonction Zeta Riemann, qui permet d’approcher la fréquence des nombres premiers.

Voir aussi Cadre théorique.

Cadre théorique.