Hypotéza, teorie, experiment – co je to aneb vědecké minimum pro každého

Jako první vám někdo starší skočí do řeči v okamžiku, kdy začnete prohlášení „Mám na to svou teorii“, větší hnidopich se ozve i poté, co řeknete, že něco je „teoreticky možné“. Víte proč?

Zkusme si v tomto článku pojmenovat a vysvětlit některé základní ve vědě používané pojmy:

Hypotéza

Z řeckého hypo-thesis = podklad, princip, předpoklad – tvrzení, které pouze předpokládáme a nemůžeme se spolehnout na jeho pravdivost. V duchu moderní vědy nelze jednou provždy dokázat pravdivost žádné hypotézy (i když nic není tak jednoduché, viz níže druhy hypotéz), nicméně minimálně je možné hypotézu ověřovat prostřednictvím experimentů.

Verifikace

Dokázání pravdivosti hypotézy. V moderní vědě se ale nepokoušíme dokázat její pravdivost, nýbrž naopak – zpochybnit ji. Pokud se nám to přes veškerou snahu nepodaří, neznamená to, že máme jistotu na věky věků.

Falzifikace

Vyvrácení, zpochybnění hypotézy pomocí experimentů.

Dva hlavní druhy hypotéz

Pro všechna x platí y – neverifikovatelné, falzifikovatelné – hledáme obecný zákon platící pro všechny jevy za určitých podmínek (např. gravitační teorie – nemá smysl ztrácet čas zkoumáním, jestli gravitační zákon platí pro hrušky stejně jako pro jablka).

Existuje alespoň jedno x, pro které platí y – verifikovatelné, nefalzifikovatelné – žije v jezeře Loch Ness lochnesská příšera? Pokud ji dokážu najít a získat důkaz o její existenci, pak prokážu pravdivost hypotézy. Na druhou stranu to, že ji v jezeře nenajdu, ještě neznamená, že tam není – nedokážu tak nepravdivost, ale ani pravdivost (!) hypotézy. Tvrzení typu „pod zemí žijí lidožravé fialové kočky, jenom nejdou vidět“ je z hlediska poznání bezcenné.

S hypotézami se pracuje i v humanitních vědách, jejich použití se ale odlišuje vzhledem k metodám konkrétních oborů: například v literární vědě bychom jen těžko ověřovali svou hypotézu experimentálně – místo experimentu zde zastupuje sběr dat (materiálu, textů), na kterém se dané tvrzení ověřuje, popřípadě vyvrací.

Nevyvratitelná hypotéza

Tvrzení, které není možné experimentálně ověřit. Z vědeckého hlediska je nevyvratitelná hypotéza bezcenná, jakkoli důležitou součást našeho života může tvořit (např. hypotéza o existenci Boha).

Jaká by měla hypotéza být

Konzistentní – tedy vnitřně soudržná, bezrozporná
Úsporná – dle pravidel Ockhamovy břitvy je z konkurujících si vysvětlení nejlepší to, které dané jevy vysvětluje nejjednodušeji.
Například: Muž se připotácí domů ve tři hodiny ráno bez peněženky a s monoklem a své ženě bude tvrdit, že ho cestou z práce unesli mimozemšťani a chtěli po něm její tajemství výroby domácích koláčů, on se však udatně bránil. Žena si pravděpodobně pomyslí, že se jednoduše opil a popral. Která hypotéza vám připadá důvěryhodnější?
Testovatelná – ověřitelná opakujícími se experimenty (minimálně v přírodních vědách)
Progresivní – zpřesňuje a posunuje dosavadní poznání
Užitečná – měla by sloužit předpovědi jdoucí za rámec jediné hypotézy

Teorie

Hypotéza (i když spíše jejich soubor), který se přes veškerou snahu (zatím) nepodařilo falzifikovat. Soubor tvrzení o zkoumaném, která za současného stavu poznání považujeme za pravdivá. Teorie musí být vnitřně konzistentní (neobsahovat rozpory) a v souladu s doposud provedenými relevantními experimenty a zkušenostmi.

Vědecká teorie musí být konstruována na základě vědeckých metod a v souladu s požadavky kladenými moderní vědou.

Další významy: teorie jako opozitum k praxi. Například zatímco teoretická medicína se snaží přijít na příčiny zdraví a nemoci, praktická medicína se jednoduše pokouší udržet lidi zdravé.

Paradigma

Z řeckého parádeigma = vzor, příklad, model – znamená určitý vzorec myšlení. Vědecké paradigma je pak souborem teorií formující dobový výklad jevů (pohled na svět). Teoretik vědy T. S. Kuhn ve svém převratném díle Struktura vědeckých revolucí představil dodnes respektovanou definici paradigmatu: „obecně uznávané a vědecké výsledky, které v dané chvíli představují pro společenství odborníků model problémů a model jejich řešení.“

Zavedl také termín popisující proměnu paradigmat tím, že se staré vyčerpá (přestane odpovídat novým poznatkům) a je nahrazeno novým, (dočasně) vhodnějším. Tyto změny nazval vědeckými revolucemi. Vědeckou revolucí bylo například nahrazení ptolemaiovského, geocentrického, modelu sluneční soustavy koperníkovským, heliocentrickým.

Vědecký postup na příkladu ze života

Pozorování jevu: Vstoupíte večer do místnosti, rozsvítíte světla, a co se nestane, nic. Zůstanete ve tmě.

Podle svých zkušeností formulujete hypotézu, že vypadly pojistky, a ihned ji doplníte předpokladem: Po nahození pojistek se světla rozsvítí. Hypotézu experimentálně ověříte nahozením pojistek a po ověření výsledku ji buď přijmete za platnou, či nikoliv (falzifikace, ještě budete muset zkusit vyměnit žárovku, nebo pak zatelefonovat distributorovi elektrického proudu).