Hypotes

En hypotes är ett försök att förklara ett fenomen eller problem som kan bekräftas genom observation eller experiment. Forskare måste föreslå hypoteser som möjliga förklaringar till det problem de vill lösa.

”Det är vad någon tror om den verklighet han undersöker och som han, eftersom han är osäker på den, måste testa”.

Mario Tamayo y Tamayo i Investigación para jóvenes.

Hypotesen är påståendet att ett givet faktum kommer att orsaka en hittills okänd effekt. Både orsak och verkan måste vara relaterade på något logiskt sätt och uppstå från någon tidigare historia.

Inte all forskning kräver att man ställer upp eller formulerar hypoteser. När en forskningsstudie inte syftar till att bevisa något behövs ingen hypotes. Om studien till exempel handlar om de fysiska egenskaperna hos ungdomar i en viss skola är det deskriptiv forskning som inte kräver någon hypotes.

Hypotesers egenskaper

• Måste kunna testas: en hypotes måste kunna påvisas genom observationer och/eller experiment. Exempelvis kan forskning som bygger på hypotesen att ett ökat saltintag hos män i åldrarna 40-60 år orsakar en ökning av blodtrycket påvisas. Å andra sidan är det svårt att bevisa att det svarta hålet i Vintergatan ökar solens temperatur med dagens instrument och teknik.
• Det kan vara falsifierbart: det betyder att det kan förkastas genom experiment. En hypotes kan vara sann eller falsk; det är genom experiment, datainsamling och analys som vi kan dra slutsatser om hypotesens sanningshalt.
• Måste vara specifik: generella hypoteser, som till exempel ”att äta ägg orsakar hjärtsjukdomar”, är ogiltiga eftersom de är för breda. I detta fall specificeras varken typen av ägg eller mängden eller frekvensen, och inte heller förhållandet mellan äggkonsumtion och hur sjukdomen uppstår. En bättre hypotes skulle vara ”personer mellan 60 och 70 år som äter fler kycklingägg i veckan kommer att få en större ökning av kolesterolnivåerna i blodet”.
• De måste vara objektiva: hypoteser måste fokusera på de aspekter av verkligheten som vi vill undersöka; våra uppfattningar får inte ingå i dem. Till exempel kan en forskare som tycker mycket om kaffe frestas att anta att kaffe förbättrar mänsklighetens välbefinnande, vilket varken är objektivt eller specifikt.

Typer av hypoteser

Det finns olika typer av hypoteser beroende på olika synvinklar. Beroende på målet finns det beskrivande och förklarande hypoteser.

Deskriptiva hypoteser

Dessa typer av hypoteser syftar till att beskriva korrelationen mellan fenomen och inte orsakerna till varför de uppstår. Exempel:

1. Andelen kvinnor som röker har ökat det senaste decenniet.
2. Rökare har en ökad risk för lungproblem.
3. Personer som konsumerar stora mängder salt har problem med högt blodtryck.

Förklarande hypotes

När vi är intresserade av att ta reda på varför händelser inträffar och hur de kan förklaras ställer vi upp förklarande hypoteser. Exempel:

1. Högre stressnivåer hos kvinnor leder till beroendeframkallande beteenden som rökning.
2. Föreningar i cigaretter gör att lungcellerna fungerar dåligt.
3. Natriumklorid gör att muskelcellerna i artärerna dras ihop.

Nollhypotes och alternativhypotes

Uttrycken nollhypotes och alternativhypotes används i statistiska analyser när man vill jämföra parametrar mellan populationer. I det här fallet avser nollhypotesen det faktum att det inte finns någon skillnad mellan populationerna när det gäller den utvärderade parametern, och alternativhypotesen anger att det finns en skillnad.

Det är värt att förtydliga att nollhypotesen inte betyder att den är felaktig.

Hur man ställer upp en hypotes

En hypotes är en gissning som kan testas och/eller undersökas. Den bör därför uttryckas som ett påstående eller en proposition på ett så enkelt sätt som möjligt. Vissa föredrar att uttrycka hypoteser i formatet ”om A är närvarande så händer B”.

När vi har en hypotes måste vi veta ”vad som producerar vad”, det vill säga vad som är orsaken och vad som är effekten. Hypotesen utgår från att faktum X ger upphov till effekt Y. Dessa fakta är vad vi kallar variabler.

I hypotesen ”personer i åldern 60-70 år som konsumerar fler kycklingägg per vecka kommer att få en större ökning av kolesterolnivåerna i blodet” är variablerna äggkonsumtion och kolesterolnivå i blodet.

I alla hypoteser måste förhållandet mellan orsak och verkan anges tydligt och minst två fakta måste vara relaterade till varandra.

Det kan finnas mer än en hypotes för ett problem. Om man till exempel vill undersöka orsaken till att ungdomar är längre i ett land kan man ställa hypoteser om kostens kvalitet och/eller kvantitet, föräldrarnas genetik eller ungdomarnas fysiska aktivitet.

Svårigheter med att formulera hypoteser

• Okunskap om det teoretiska ramverket: hypoteser uppstår efter det att det teoretiska ramverket har etablerats, inte innan.
• Okunskap om tillgängliga tekniker för att testa hypoteser: Om vi inte vet hur vi ska bevisa att en hypotes är sann eller falsk är det svårt att formulera den korrekt.

Hypotesens betydelse

• Forskningens inriktning och vägledning: Hypotesen anger i vilken riktning forskningen ska gå.
• Samband mellan fakta: hypotesen ger en första översikt över hur de fakta som undersöks kan hänga samman och varför de inträffar.
• Koppling mellan teori och verklighet: hypotesen upprättar sambandet mellan det vi ser i verkligheten och den teoretiska förklaringen av verkligheten.
• Stimulans av logik och kreativitet: många hypoteser har varit frukten av forskarnas kreativitet, då de introducerar nya idéer baserade på logiska aspekter.

Se även Vad är vetenskap

Exempel på hypoteser

Här finns flera exempel på vetenskapliga hypoteser.

Sötade drycker och cancer

Den ökade konsumtionen av sockerhaltiga drycker under de senaste decennierna och deras inverkan på metabola sjukdomar är väl känd. I en befolkningsbaserad studie i Frankrike föreslogs det att denna ökning också kan vara relaterad till onkologiska sjukdomar. Hypotesen som stämmer bättre överens med denna forskning skulle vara:

En ökad konsumtion av sockersötade drycker ökar risken för att utveckla någon form av cancer.

I det här fallet är hypotesen deskriptiv till sin natur, eftersom den inte försöker visa varför socker kan främja cancer. I denna studie valdes 101 257 deltagare över 18 år ut och klassificerades enligt deras konsumtion av drycker som innehöll mer än 5 % socker. Efter fem år analyserades uppgifterna om sockerkonsumtion och förekomsten av cancer.

Popeye och spenat

För de av er som inte känner till den tecknade serien Popeye the sailor var han en sjöman vars speciella egenskap var att han blev starkare när han åt spenat. Spenat innehåller föreningar som i experimentella råttor och möss förbättrar den fysiska aktiviteten hos dessa djur.

En grupp forskare i Tyskland antog att:

Den förening i spenat som fungerar hos djur förbättrar också den fysiska aktiviteten hos människor.

Hypotesen testades genom att 22 idrottsmän fick tillskott av föreningen i fråga i tio veckor, och de jämfördes med 24 andra idrottsmän som fungerade som kontroller. I slutet av de tio veckorna observerades en ökning av muskelmassan och en förbättring av den fysiska prestationsförmågan, vilket bevisade att hypotesen var korrekt.

Sniglarnas superlim

Vi har sett hur sniglar kan förflytta sig över ojämna, lutande och till och med parallella underlag utan att ramla ner. Detta beror på det slem som de producerar vid basen. Forskare i Sydkorea och USA antog att:

Skapa ett material med egenskaper som snigelslem kommer att fungera som ett starkt, reversibelt lim.

Så de uppfann ett metakrylatbaserat polymeriskt hydrogel-system som fungerar som ett reversibelt superlim.

Se även Problemställning.

Hypoteser av betydelse för mänskligheten

Det finns troligen miljontals vetenskapliga hypoteser, för sedan urminnes tider har människan försökt förklara de fenomen hon har observerat. Här är några exempel på vetenskapliga hypoteser och hur de har bekräftats.

Den endosymbiotiska hypotesen

Lynn Sagan föreslog 1966 att eukaryota celler uppstod genom endosymbios mellan prokaryoter med fotosyntetisk och respiratorisk förmåga i en övervägande aerob miljö. En aerob prokaryot (protomitokondrion) kom alltså in i cytoplasman hos en anaerob heterotrof mikroorganism.

Den här hypotesen bekräftas av de särskilda egenskaperna hos mitokondrier och kloroplaster, organeller i eukaryota celler som har sitt eget DNA.

Plattentektonik

1912 föreslog den tyske forskaren Alfred Wegener (1880-1930) begreppet kontinentalplattornas rörelse. Wegener föreslog att de nuvarande kontinenterna för miljontals år sedan förenades till en enda stor kontinent (Pangaea), som sedan bröts isär och bildade de kontinenter vi känner till idag.

Grunden för denna hypotes var att Amerikas kuster motsvarade Europas och Afrikas kuster och att man hittade likartade fossiler mellan dessa kontinenter. Bevisen för att hypotesen var korrekt visades på 1960-talet.

ZIKA-virus och mikrocefali

Mikrocefali är ett neurologiskt tillstånd där ett barns hjärna inte utvecklas fullt ut, vilket gör att huvudet ser mindre ut än normalt. I Brasilien rapporterades mer än 8 000 fall mellan november 2015 och juni 2016, vilket är en alarmerande ökning av detta problem.

Ungefär samtidigt ökade också infektionerna med zikavirus. Viruset tillhör samma familj som gula febern (Flaviviridae) och överförs till människor av myggor. Av dem som är infekterade med zikavirus får 20-25 procent symtom som liknar symtom på förkylning eller influensa.

Den första hypotesen var att fostren till gravida kvinnor som är infekterade med zikavirus kan löpa en ökad risk för mikrocefali. Resultaten från en fall-kontrollstudie från 2016 visade att 13 av 32 nyfödda med mikrocefali hade bevis på infektion med viruset, jämfört med 62 kontrollnyfödda som var fria från infektion, vilket visar på sambandet mellan zika och mikrocefali.

Riemanns hypotes

Primtalen har den egenskapen att de inte kan uttryckas som en produkt av två mindre tal. Det är svårt att avgöra när dessa primtal förekommer bland de naturliga talen. Den tyske matematikern G,F.B. Riemann (1826-1866) föreslog dock en ekvation, kallad Zeta-Riemann-funktionen, som approximerar frekvensen av primtal.

Se även Teoretiskt ramverk.

Teoretiskt ramverk.