Kas yra hipotezė? Apibrėžimas, tikrinimas ir mokslinis vaidmuo

Hipotezė - tai siūlomas tam tikro įvykio ar problemos paaiškinimas. Mokslinės hipotezės atveju mokslinis metodas reikalauja, kad ją būtų galima patikrinti.

Kardinolas Bellarminas pateikė gerai žinomą senesnės šio žodžio prasmės pavyzdį, kai XVII a. pradžioje įspėjo Galilėjų, kad Žemės judėjimą jis turi vertinti ne kaip tikrovę, o tik kaip hipotezę.

Šiandien hipotezė reiškia idėją, kurią reikia patikrinti. Hipotezei patikrinti reikia daugiau tyrėjo darbo. Patikrinta hipotezė, kuri pasiteisina, gali tapti teorijos dalimi arba pati tapti teorija. Tikrinant turėtų būti bandoma įrodyti, kad hipotezė yra klaidinga. Tai reiškia, kad turėtų būti būdas hipotezę bent iš principo falsifikuoti.

Žmonės dažnai hipotezę vadina "pagrįstu spėjimu".

"Kai neaišku, kokiam gamtos dėsniui priklauso tam tikras poveikis ar jo klasė, šią spragą bandome užpildyti spėjimu. Tokiems spėjimams suteiktas spėjimų arba hipotezių pavadinimas". Hansas Christianas Ørstedas (1811)

"Apskritai naujo įstatymo ieškome tokiu būdu. Pirmiausia jį atspėjame. ..."

Prieš spręsdami problemą eksperimentatoriai gali patikrinti ir atmesti kelias hipotezes.

"Darbo hipotezė" yra tik apytikslė hipotezė, kuri preliminariai pripažįstama kaip tolesnių tyrimų pagrindas. Tikimasi, kad bus sukurta teorija, net jei hipotezė galiausiai nepasitvirtins.

Moksle hipotezės yra ypač svarbios. Keletas filosofų yra sakę, kad be hipotezių nebūtų mokslo. Pastaraisiais metais mokslo filosofai bandė sujungti įvairius hipotezių tikrinimo metodus ir apskritai mokslinį metodą į vientisesnę sistemą. Esmė ta, kad hipotezės yra siūlomos idėjos, kurios vėliau tikrinamos eksperimentais arba stebėjimais.

Hipotezės savybės ir reikalavimai

Gera mokslinė hipotezė paprastai turi šias savybes:

Patikrinamumas: ji turi būti empiriniu būdu išbandoma (eksperimentu ar stebėjimu).
Falsifikuojamumas: turi būti bent viena empirinė sąlyga, kuri, esant galios, paneigtų hipotezę.
Aiškumas ir konkreti formuluotė: kintamieji turi būti apibrėžti taip, kad juos būtų galima pamatuoti arba stebėti.
Paprastumas (parsimony): iš lygiaverčių paaiškinimų dažnai pasirinktinai renkamasi paprastesnis.
Numatomumas: ji turėtų leisti prognozuoti naujus reiškinius arba duomenis.

Hipotezių tipai

Nulinė hipotezė (H0): dažniausiai teigia, kad tarp tiriamų reiškinių nėra ryšio arba skirtumas yra lygus nuliui. Statistikoje ji naudojama kaip pradinė prielaida, kurią bandoma atmesti.
Alternatyvi hipotezė (H1 arba Ha): tai teiginys, kuris numato egzistuojantį ryšį arba skirtumą.
Darbo (arba preliminari) hipotezė: laikinas teiginys, naudojamas tyrimo planavimui ir eksperimentų projektavimui.
Teorinė hipotezė: plačiau susieta su esama teorija ir skirta integruoti naujus duomenis į platesnį teorinį kontekstą.

Hipotezės tikrinimo eiga

Praktinis hipotezės tikrinimas paprastai vyksta keliais etapais:

Hipotezės formulavimas: aiškiai apibrėžkite teiginį ir numatomus kintamuosius.
Operacionalizacija: nustatykite, kaip kintamieji bus matuojami arba kokiais kriterijais bus vertinami.
Tyrimo plano paruošimas: pasirinkite tinkamą dizainą (eksperimentinis, koreliacinis, ilgalaikis stebėjimas ir kt.).
Duomenų rinkimas: atlikite eksperimentus arba stebėjimus, užtikrinkite duomenų kokybę ir etinius standartus.
Analizė: statistiškai arba kitais metodais įvertinkite ar surinkti duomenys palaiko hipotezę.
Interpretacija ir išvados: aptarkite rezultatus, jų ribotumus ir reikšmę platesniame kontekste.
Atkuriamumas: pakartokite tyrimus arba skatinkite kitus tyrėjus tai padaryti, kad patvirtintumėte arba paneigtumėte išvadas.

Statistinis hipotezių tikrinimas (trumpai)

Kai hipotezės tikrinamos kiekybiniais metodais, dažnai naudojami tokie principai:

Nulinės hipotezės nustatymas: pradedama nuo H0, kurią bandoma atmesti įrodant alternatyvą.
Reikšmingumo lygis (α): iš anksto nustatomas ribinis tikimybės lygis (pvz., 0,05), pagal kurį vertinama, ar stebėti duomenys yra pakankamai neįprasti, kad atmestų H0.
P-reikšmė (p-value): tikimybė gauti stebimus arba dar labiau neatitinkančius H0 rezultatus, jei H0 yra teisinga.
Type I ir Type II klaidos: Type I klaida — neteisingas H0 atmetimas (alyginameda); Type II klaida — nepastebimas tikras efektas (H0 neatsisakoma, kai reikėtų).
Galingumas (power): tyrimo gebėjimas aptikti realų efektą; priklauso nuo imties dydžio, efektų dydžio ir pasirinkto α.

Hipotezės vaidmuo moksliniame darbe

Hipotezės yra centrinis mokslo elementas: jos sukuria testuojamus numatymus, nukreipia eksperimentinį darbą ir prisideda prie teorijų kūrimo bei tobulinimo. Popperio falsifikavimo idėja pabrėžia, kad mokslas progresuoja ne tik renkant patvirtinančius duomenis, bet ir sistemingai bandant paneigti neteisingas hipotezes.

Praktiniai patarimai formuluojant hipotezes

Formuluokite hipotezę aiškiai ir konkrečiai, vengdami dviprasmiškumo.
Susitelkite į matuojamus arba stebimus reiškinius.
Jei įmanoma, nurodykite kryptį (pvz., "A didina B") arba naudokite neutralią formuluotę (pvz., "A yra susijęs su B"), priklausomai nuo tyrimo pobūdžio.
Apsvarstykite alternatyvas ir pradinius sąlyginius teiginius (H0 ir H1), kad pasiruoštumėte statistinei analizei.
Apibrėžkite, kokie rezultatai paneigs hipotezę — tai padeda išvengti požiūrio „raskime tik patvirtinimus“.

Išnašos ir pavyzdžiai

Pavyzdys: jeigu mokslininkas pastebi, kad augalai, laistomi tam tikru tirpalu, auga greičiau, jis gali suformuluoti hipotezę: "Tirpalo X naudojimas padidina augalų augimo greitį palyginti su vandeniu." Tai leidžia suprojektuoti eksperimentą, kuriame vienai augalų grupei naudojamas tirpalas X, kitai — kontrolinis vanduo, ir po to palyginamos augimo reikšmės statistiškai.

Išvada: hipotezė yra pirmasis žingsnis sistemingame moksliniame tyrime — ji orientuoja duomenų rinkimą, analizę ir interpretaciją. Gerai suformuluota, testuojama ir atkuriama hipotezė prisideda prie patikimų mokslinių žinių kaupimo.

Statistika

Statistikoje kalbama apie koreliaciją: koreliacija - tai, kaip glaudžiai susiję du įvykiai ar reiškiniai. Teiginio (arba hipotezės), kad du įvykiai yra susiję, negalima patikrinti taip pat, kaip tikrinamas gamtos dėsnis. Pavyzdys galėtų būti bandymas patikrinti, ar tam tikras vaistas yra veiksmingas gydant tam tikrą sveikatos būklę. Net jei yra stiprus ryšys, rodantis, kad taip yra, kai kurie mėginiai vis tiek neatitiktų hipotezės.

Atliekant statistinius testus yra dvi hipotezės, vadinamos nuline ir alternatyvia hipoteze. Nulinė hipotezė teigia, kad ryšio tarp reiškinių nėra. Alternatyvioji hipotezė teigia, kad tam tikras ryšys yra. Alternatyvioji hipotezė gali būti kelių formų. Ji gali būti dvipusė (pavyzdžiui: yra tam tikras poveikis, kurio kryptis dar nežinoma) arba vienpusė (numanomo ryšio kryptis, teigiama arba neigiama, yra nustatyta iš anksto).

Susiję puslapiai

Falsifikavimo galimybė
Logika
Mąstymo eksperimentas

Klausimai ir atsakymai

K: Kas yra hipotezė?

A: Hipotezė yra siūlomas tam tikro įvykio ar problemos paaiškinimas.

K: Kada naudojama mokslinė hipotezė?

Atsakymas: Mokslinė hipotezė vartojama tada, kai pagal mokslinį metodą reikia ją patikrinti.

K: Ko mokslinis metodas reikalauja mokslinei hipotezei?

A: Mokslinis metodas reikalauja, kad mokslinę hipotezę būtų galima patikrinti.

K: Kaip patikrinti mokslinę hipotezę?

A.: Konkretus mokslinės hipotezės tikrinimo būdas priklauso nuo tiriamo įvykio ar problemos pobūdžio ir gali apimti eksperimentus, stebėjimus, modeliavimą ar kitus tyrimo metodus.

K: Ar yra tik vienas būdas patikrinti mokslinę hipotezę?

Atsakymas: Ne, mokslinę hipotezę galima patikrinti keliais būdais, priklausomai nuo tiriamo įvykio ar problemos pobūdžio.

K: Kokie įrodymai patvirtina hipotezes?

Atsakymas: Hipotezes pagrindžiantys įrodymai yra eksperimentų, stebėjimų, modeliavimo ir kitų tyrimo metodų duomenys.

K: Ar visos hipotezės pripažįstamos teisingomis?

Atsakymas: Ne, ne visos hipotezės pripažįstamos teisingomis; jos turi būti patikrintos ir paremtos įrodymais, kad būtų pripažintos tinkamais įvykio ar problemos paaiškinimais.