仮説

仮説とは、ある現象や問題を説明しようとする試みで、観察または実験によって裏付けを取ることができるものです。 科学者は、解決したい問題に対する可能な説明として、仮説を提案する必要がある」

「調査している現実について誰かが考えることであり、それについて不確かであるがゆえに、それを検証しなければならない」

Mario Tamayo y Tamayo in Investigación para jóvenes.The hypothesis is that given fact will cause a hieve unknown effect.

「ある事実はこれまでにない効果をもたらす」という命題。 原因と結果の両方が何らかの論理的な方法で関連しており、以前の歴史から生じている必要があります

すべての研究が、仮説の表明または定式化を必要とするわけではありません。 何かを証明しようとしない研究の場合、仮説は必要ない。 例えば、特定の学校の青少年の身体的特徴に関する研究であれば、それは記述的研究であり、仮説は必要ない。

仮説の特徴

• Must be testable: A hypothesis must be demonstratedrable by observations and/or experiments. 例えば、40歳から60歳の男性で食塩の摂取量が増えると血圧が上昇するという仮説を立てた研究が実証されることがあります。 一方、天の川のブラックホールが太陽熱を上昇させるというのは、現在の観測機器や技術では証明するのが難しいのです。 仮説は真にも偽にもなりうる。仮説の真偽を結論づけるのは、実験とデータの収集・分析を通じてである。
• Must be specific: General hypothesis, such as eating eggs causes heart disease, they are too broad, invalid from the way to be. この場合、卵の種類も量も頻度も特定されておらず、卵の摂取と病気の起こり方との関係も不明である。 よりよい仮説は、「週に鶏卵を多く摂取する60歳から70歳の人は、血中コレステロール値がより高くなる」でしょう。
• それらは客観的でなければなりません。仮説は、調査したい現実の側面に焦点を当てなければならず、我々の知覚はその一部であってはならないのです。 例えば、コーヒーがとても好きな研究者は、コーヒーが人類の幸福を向上させるという仮説を立てたくなるかもしれないが、それは客観的でも具体的でもない。

仮説の種類

仮説にはさまざまな観点からの種類がある。 目的によって、記述的仮説と説明的仮説がある。

記述的仮説

これらのタイプの仮説は、現象間の相関を記述しようとするもので、なぜそれが起こるかの理由ではない。 例：

1. 過去10年間に女性の喫煙者の割合が増加しました。
2. 喫煙者は肺疾患のリスクが増加します。
3. 大量の塩分を摂取する人は高血圧に問題があります。

説明仮説

事象がなぜ起こるのか、その説明を発見することに関心があるとき、説明仮説を提起するのである。 例：

1. 女性のストレスレベルが高いと、喫煙などの習慣的な行動につながります。
2. タバコに含まれる化合物は、肺細胞の機能不全を引き起こします。
3. 塩化ナトリウムは動脈の筋肉細胞を収縮させます。

帰無仮説と対立仮説

統計解析において、母集団間でパラメータを比較する場合に帰無仮説と対立仮説という言葉が使われます。 この場合、帰無仮説は評価されたパラメータに関して集団間に差がないという事実を指し、対立仮説は差があるとする。

帰無仮説は間違っているという意味ではないことを明確にする価値がある。

仮説を立てる方法

仮説とは検証および/または検査できる推測である。 そのため、できるだけシンプルな方法で、声明や命題として表現する必要があります。 AがあればBが起こる」という形式で仮説を表現することを好む人もいる。

仮説を立てるときには、「何が何を生み出すのか」、つまり、何が原因で何が結果なのかを知らなければならない。 仮説は、事実Xが効果Yを生み出すと仮定している。 これらの事実は、私たちが変数として知っているものです。

例えば、「週に鶏卵を多く消費する60～70歳の人は、血中コレステロール値の上昇が大きい」という仮説では、変数は鶏卵消費と血中コレステロール値です。

どんな仮説においても原因と結果の関係は明確に述べられ、少なくとも二つの事実は関連していなければなりません。 例えば、ある国の青年の身長が高い理由を調べたい場合、食事の質や量、両親の遺伝、若者の運動量について仮説を立てることができる。

仮説立案の難しさ

• 理論的枠組みへの不慣れ：仮説は、理論の枠組みが確立されてから現れるのであって、それ以前に現れることはない。
• 仮説を検証するための利用可能な技法を知らない：仮説が真か偽かを証明する方法を知らなければ、それを正しく述べることは難しい。

仮説の重要性

• 研究の方向性と指針：仮説は研究が進むべき方向を示すものである。
• 事実間の関係：仮説は、調査中の事実がどのように関係し、なぜそれが起こるのかについての最初の輪郭を示す。
• 理論と現実との関連：仮説は、現実で見られるものと現実についての理論的説明との関連を確立する。
• 論理と創造性の刺激：多くの仮説は、論理的側面に基づく新しい考えを導入する科学者の創造力の結晶であった。

科学とは何か

仮説の例

ここでは科学的仮説の例をいくつか紹介します。

甘い飲料とがん

ここ数十年の甘い飲料の消費の増加とその代謝疾患への影響はよく知られていることです。 フランスで行われた集団ベースの研究では、この増加は腫瘍疾患とも関係がある可能性が示唆されました。 この研究に沿った仮説は次のようになります：

砂糖入り飲料の消費量の増加は、何らかのがんの発症リスクを高める

この場合、仮説は、なぜ砂糖ががんを促進するかもしれないかを実証しようとしなかったので、性質上記述的なものです。 この研究では、18歳以上の参加者101,257人を選び、5%以上の砂糖を含む飲料の摂取状況によって分類した。 5年後、砂糖の消費量とがんの発生に関するデータを分析した。

ポパイとほうれん草

漫画「船乗りポパイ」をご存じない方のために説明すると、彼はほうれん草を食べると強くなるという特徴を持つ船乗りだった。 実際、ほうれん草には、実験用のラットやマウスにおいて、これらの動物の身体活動を改善する化合物があります。

ドイツの研究グループは、次のような仮説を立てました：

動物で機能するほうれん草の化合物は、人間の身体活動も改善する。 10週間後、筋肉量の増加と身体能力の向上が観察され、仮説が正しかったことが証明されました。

カタツムリのスーパー接着剤

これまで私たちは、粗面や傾斜、そして地面と平行の上でも落ちずに移動できることを確認しています。 これは、根元から分泌される粘液のおかげです。 韓国と米国の研究者たちは、次のような仮説を立てました。「カタツムリの粘液の性質を持つ材料を作れば、強力で可逆的な接着剤として機能するのではないか」

そこで彼らは、可逆的超接着剤として機能するメタクリル酸ベースのポリマーヒドロゲルシステムを発明しました。

問題提起も参照のこと。

人類にとって重要な仮説

古来より人間は観察した現象を説明しようとするため、科学的仮説はおそらく何百万と存在する。 ここでは、科学的な仮説の例とその裏付けを紹介する。

共生細胞仮説

リン・セーガンは1966年に、真核細胞は好気性の優勢な環境で光合成と呼吸能力を持つ原核生物間の共生から生まれたと提唱した。

この仮説の裏付けとなるのは、ミトコンドリアや葉緑体という真核細胞の小器官が独自のDNAを持つという特殊な性質に基づいていることだ。

プレートテクトニクス

1912年、ドイツの科学者アルフレッド・ウェゲナー（1880～1930）が大陸のプレート移動という概念を提唱しました。 ウェゲナーは、数百万年前に現在の大陸が1つの大きな大陸（パンゲア）に統合され、その後、各大陸が分裂して現在の大陸になったと示唆した

この仮説の根拠は、アメリカの海岸線がヨーロッパとアフリカの海岸に対応し、これらの大陸間で見つかった化石が似ていることにあった。 6954>

ジカウイルスと小頭症

小頭症とは、赤ちゃんの脳が十分に発達せず、頭が通常より小さく見える神経疾患です。 ブラジルでは、2015年11月から2016年6月にかけて8,000人以上の患者が報告され、この問題の驚くべき増加を示しています

ほぼ同じ時期に、ジカウイルス感染症も増加しました。 黄熱病ウイルスと同じ科（フラビウイルス科）に属するウイルスで、蚊によってヒトに感染する。 ジカウイルスに感染した人のうち、20～25％が風邪やインフルエンザと同様の症状を発症します。

当初の仮説では、ジカウイルスに感染した妊婦の胎児が小頭症のリスクを高める可能性が示唆されました。 2016年の症例対照研究の結果、小頭症の新生児32人のうち13人にウイルス感染の証拠があり、感染のなかった対照新生児62人と比較して、ジカ熱と小頭症の関連が示されました。

リーマンの仮説

素数には「小さい2数の積として表すことができない」性質があります。 この素数が自然数の中でいつ出現するかは難しい。 しかし、ドイツの数学者G,F.B.Riemann（1826-1866）がZeta Riemann関数と呼ばれる、素数の頻度を近似する方程式を提案した。

Theoretical frameworkも参照のこと。