Ipoteza

O ipoteză este o încercare de a explica un fenomen sau o problemă care poate fi coroborată prin observare sau experimentare. Oamenii de știință trebuie să propună ipoteze ca posibile explicații pentru problema pe care doresc să o rezolve.

„Este ceea ce crede cineva despre realitatea pe care o investighează și pe care, pentru că nu este sigur de ea, trebuie să o testeze.”

Mario Tamayo y Tamayo în Investigación para jóvenes.

Ipoteza este propoziția conform căreia un fapt dat va provoca un efect necunoscut până acum. Atât cauza, cât și efectul trebuie să fie legate într-un mod logic și să rezulte dintr-o istorie anterioară.

Nu toate cercetările necesită enunțarea sau formularea de ipoteze. Atunci când un studiu de cercetare nu urmărește să demonstreze ceva, nu este nevoie de o ipoteză. De exemplu, dacă studiul se referă la caracteristicile fizice ale adolescenților dintr-o anumită școală, este o cercetare descriptivă, fără a fi nevoie de o ipoteză.

Caracteristicile ipotezelor

• Trebuie să poată fi verificată: o ipoteză trebuie să poată fi demonstrată prin observații și/sau experimente. De exemplu, pot fi demonstrate cercetările care presupun că un aport crescut de sare la bărbații cu vârste cuprinse între 40 și 60 de ani determină o creștere a tensiunii arteriale. Pe de altă parte, a spune că gaura neagră din Calea Lactee crește temperatura solară este dificil de demonstrat cu instrumentele și tehnologia actuală.
• Poate fi falsificabilă: aceasta înseamnă că poate fi respinsă prin experiment. O ipoteză poate fi adevărată sau falsă; doar prin experimentare și prin colectarea și analiza datelor putem concluziona cu privire la veridicitatea ipotezei.
• Trebuie să fie specifică: ipotezele generale, cum ar fi „consumul de ouă cauzează boli de inimă”, sunt invalide deoarece sunt prea largi. În acest caz, nu este specificat nici tipul de ouă, nici cantitatea sau frecvența, și nici relația dintre consumul de ouă și modul în care apare boala. O ipoteză mai bună ar fi „persoanele cu vârsta cuprinsă între 60 și 70 de ani care consumă mai multe ouă de găină pe săptămână vor avea o creștere mai mare a nivelului de colesterol din sânge”.
• Ele trebuie să fie obiective: ipotezele trebuie să se concentreze asupra aspectelor realității pe care dorim să le investigăm; percepțiile noastre nu ar trebui să facă parte din ele. De exemplu, un cercetător căruia îi place foarte mult cafeaua poate fi tentat să formuleze ipoteza că cafeaua îmbunătățește bunăstarea omenirii, ceea ce nu este nici obiectiv, nici specific.

Tipuri de ipoteze

Există diferite tipuri de ipoteze în funcție de diverse puncte de vedere. În funcție de obiectiv, găsim ipoteze descriptive și ipoteze explicative.

Ipoteze descriptive

Aceste tipuri de ipoteze caută să descrie corelația dintre fenomene și nu motivele pentru care acestea se produc. Exemple:

1. Procentul femeilor fumătoare a crescut în ultimul deceniu.
2. Fumătorii au un risc crescut de probleme pulmonare.
3. Persoanele care consumă cantități mari de sare au probleme de hipertensiune arterială.

Ipoteză explicativă

Când suntem interesați să descoperim de ce se produc evenimentele și care este explicația acestora, ne punem ipoteze explicative. Exemple:

1. Nivelurile mai ridicate de stres la femei duc la comportamente de dependență, cum ar fi fumatul.
2. Compușii din țigări determină funcționarea defectuoasă a celulelor pulmonare.
3. Clorura de sodiu determină contracția celulelor musculare din artere.

Ipoteza nulă și ipoteza alternativă

Termenii de ipoteză nulă și ipoteză alternativă se aplică în analizele statistice atunci când parametrii trebuie să fie comparați între populații. În acest caz, ipoteza nulă se referă la faptul că nu există nici o diferență între populații în ceea ce privește parametrul evaluat, iar ipoteza alternativă afirmă că există o diferență.

Merită clarificat faptul că ipoteza nulă nu înseamnă că este greșită.

Cum se face o ipoteză

O ipoteză este o conjectură care poate fi testată și/sau examinată. Ca atare, ar trebui să fie exprimată sub forma unei declarații sau a unei propoziții într-un mod cât mai simplu posibil. Unii preferă să exprime ipotezele în formatul „dacă A este prezent, atunci se întâmplă B”.

Când avem o ipoteză trebuie să știm „ce produce ce”, adică care este cauza și care este efectul. Ipoteza presupune că faptul X produce efectul Y. Aceste fapte sunt ceea ce cunoaștem sub numele de variabile.

De exemplu, în ipoteza „persoanele în vârstă de 60-70 de ani care consumă mai multe ouă de găină pe săptămână vor avea o creștere mai mare a nivelului de colesterol din sânge”, variabilele sunt consumul de ouă și nivelul de colesterol din sânge.

În orice ipoteză, relația dintre cauză și efect trebuie să fie clar enunțată și cel puțin două fapte trebuie să fie legate.

Pot exista mai mult de o ipoteză pentru o problemă. De exemplu, dacă se dorește să se investigheze motivul înălțimii mai mari a adolescenților dintr-o țară, se poate emite o ipoteză despre calitatea și/sau cantitatea dietei, genetica părinților sau activitatea fizică a tinerilor.

Dificultăți în formularea ipotezelor

• Nefamiliarizarea cu cadrul teoretic: ipotezele apar după ce cadrul teoretic a fost stabilit, nu înainte.
• Necunoașterea tehnicilor disponibile pentru testarea ipotezelor: dacă nu știm cum să dovedim că o ipoteză este adevărată sau falsă, este dificil să o enunțăm corect.

Importanța ipotezei

• Orientarea și îndrumarea cercetării: ipoteza stabilește direcția pe care trebuie să o ia cercetarea.
• Relația dintre fapte: ipoteza oferă o primă schiță a modului în care faptele investigate pot fi legate între ele și de ce se produc.
• Legătura dintre teorie și realitate: ipoteza stabilește legătura dintre ceea ce vedem în realitate și explicația teoretică a realității.
• Stimularea logicii și a creativității: multe ipoteze au fost rodul creativității oamenilor de știință care introduc idei noi bazate pe aspecte logice.

Vezi și Ce este știința

Exemple de ipoteze

Iată câteva exemple de ipoteze științifice.

Băuturile îndulcite și cancerul

Creșterea consumului de băuturi îndulcite în ultimele decenii și impactul lor asupra bolilor metabolice este bine cunoscută. Într-un studiu bazat pe populație din Franța, s-a sugerat că această creștere poate fi legată și de bolile oncologice. Ipoteza mai în concordanță cu această cercetare ar fi:

Consumul crescut de băuturi îndulcite cu zahăr crește riscul de a dezvolta o anumită formă de cancer.

În acest caz, ipoteza este de natură descriptivă, deoarece nu a căutat să demonstreze de ce zahărul ar putea promova cancerul. În cadrul acestui studiu, au fost selectați 101.257 de participanți cu vârsta de peste 18 ani, care au fost clasificați în funcție de consumul de băuturi cu un conținut de zahăr mai mare de 5%. După 5 ani, au fost analizate datele privind consumul de zahăr și apariția cancerului.

Popeye și spanacul

Pentru cei care nu sunt familiarizați cu desenul animat Popeye marinarul, acesta era un marinar a cărui caracteristică particulară era să devină mai puternic atunci când mânca spanac. Într-adevăr, spanacul posedă compuși care la șobolani și șoareci experimentali îmbunătățesc activitatea fizică la aceste animale.

Un grup de cercetători din Germania a emis ipoteza că:

Compusul din spanac care funcționează la animale îmbunătățește, de asemenea, activitatea fizică la oameni.

Ipoteza a fost testată prin suplimentarea a 22 de sportivi cu compusul în cauză timp de zece săptămâni, iar aceștia au fost comparați cu alți 24 de sportivi care au acționat ca martori. La sfârșitul celor zece săptămâni, s-a observat o creștere a masei musculare și o îmbunătățire a performanțelor fizice, ceea ce dovedește că ipoteza era corectă.

Super lipiciul melcilor

Am văzut cum melcii se pot deplasa pe teren accidentat, înclinat și chiar paralel cu solul fără să cadă. Acest lucru se datorează mucusului pe care îl produc la baza lor. Cercetătorii din Coreea de Sud și SUA au emis ipoteza că:

Crearea unui material cu proprietățile mucusului de melc va acționa ca un adeziv puternic și reversibil.

Așa că au inventat un sistem hidrogel polimeric pe bază de metacrilat care acționează ca un superadeziv reversibil.

Vezi și Enunț de problemă.

Ipoteze importante pentru omenire

Există probabil milioane de ipoteze științifice, deoarece din cele mai vechi timpuri omul a căutat să explice fenomenele pe care le-a observat. Iată câteva exemple de ipoteze științifice și modul în care au fost coroborate.

Ipoteza endosimbiotică

Lynn Sagan a propus în 1966 că celulele eucariote au provenit din endosimbioza între procariote cu capacitate fotosintetică și respiratorie într-un mediu predominant aerob. Astfel, un procariot aerob (protomitocondria) a pătruns în citoplasma unui microorganism heterotrof anaerob.

Coroborarea acestei ipoteze se bazează pe caracteristicile particulare ale mitocondriilor și cloroplastelor, organite ale celulelor eucariote care posedă propriul lor ADN.

Tectonica plăcilor

În 1912, omul de știință german Alfred Wegener (1880-1930) a propus conceptul de mișcare a plăcilor continentale. Wegener a sugerat că, în urmă cu milioane de ani, actualele continente au fost unite într-un singur continent mare (Pangeea), care apoi s-a despărțit de fiecare masă terestră sub forma continentelor pe care le cunoaștem astăzi.

Bazele acestei ipoteze au fost reprezentate de coastele Americii care corespund coastelor Europei și Africii și de fosilele similare găsite între aceste continente. Dovada că această ipoteză era corectă a fost demonstrată în anii 1960.

VirusulZIKA și microcefalia

Microcefalia este o afecțiune neurologică în care creierul unui copil nu se dezvoltă complet, ceea ce face ca capul să pară mai mic decât în mod normal. În Brazilia, mai mult de 8.000 de cazuri au fost raportate între noiembrie 2015 și iunie 2016, ceea ce reprezintă o creștere alarmantă a acestei probleme.

Aproape în același timp, au crescut și infecțiile cu virusul Zika. Acest virus aparține aceleiași familii ca și virusul febrei galbene (Flaviviridae) și este transmis la om de către țânțari. Dintre cei infectați cu virusul Zika, 20-25% dezvoltă simptome similare cu cele ale unei răceli obișnuite sau ale gripei.

Ipoteza inițială a sugerat că fetușii femeilor însărcinate infectate cu virusul Zika ar putea avea un risc crescut de microcefalie. Rezultatele unui studiu caz-control din 2016 au arătat că 13 din 32 de nou-născuți cu microcefalie aveau dovezi de infecție cu virusul, în comparație cu 62 de nou-născuți de control care nu erau infectați, demonstrând asocierea dintre Zika și microcefalie.

Ipoteza lui Riemann

Numerele prime au proprietatea că nu pot fi exprimate ca produs a două numere mai mici. Este dificil de determinat când apar aceste numere prime printre numerele naturale. Cu toate acestea, matematicianul german G,F.B. Riemann (1826-1866) a propus o ecuație, numită funcția Zeta Riemann, care aproximează frecvența numerelor prime.

Vezi și Cadrul teoretic.

Cadrul teoretic.