Hypothese
Eine Hypothese (von altgriechisch ὑπόθεσις hypóthesis → spätlateinisch hypothesis, wörtlich ‚Unterstellung‘) ist eine Annahme, deren Gültigkeit nicht bewiesen bzw. verifiziert ist, die aber geeignet ist, Erscheinungen zu erklären. Die Hypothese muss anhand ihrer Folgerungen überprüfbar sein; wird sie überprüft, ist sie dadurch dann je nach Ergebnis entweder bewiesen bzw. verifiziert oder aber widerlegt. Bei der Formulierung einer Hypothese ist es üblich, die Bedingungen anzugeben, unter denen sie gültig sein soll: Das geschieht bei eindeutigen logischen Beziehungen in der Form
- „Immer wenn …, dann …“ ⓘ
In positivistischen wissenschaftstheoretischen Strömungen ist die Hypothese die Vorstufe einer Theorie, zu der sie durch verifizierende Beobachtungen werden kann, vorausgesetzt es gelingt niemandem, sie eindeutig zu widerlegen. Der Ausdruck „Theorie“ bezeichnet in der Wissenschaftssprache, teilweise im Gegensatz zum allgemeinen Sprachgebrauch, eine Gruppe aufeinander bezogener logischer Aussagen, die zumindest teilweise durch Empirie bestätigt sind (z. B. die Relativitätstheorie oder die Evolutionstheorie). Eine Behauptung oder ein Leitsatz (Beobachtungssatz), der durch wissenschaftliche Beweisführung bewiesen oder widerlegt werden soll, wird als These bezeichnet (Bsp.: „Wirtschaften an sich ist frei von moralischem Gehalt“). ⓘ
Kritisch-rationale Ansätze vertreten demgegenüber die Auffassung, Theorie, Spekulation und Hypothese seien gleichwertig, da theoretische Aussagen grundsätzlich nicht verifiziert, sondern höchstens falsifiziert werden könnten (Prinzip der Falsifizierbarkeit). ⓘ
Eine Hypothese (Plural: Hypothesen) ist ein Erklärungsvorschlag für ein Phänomen. Damit eine Hypothese eine wissenschaftliche Hypothese ist, muss sie nach der wissenschaftlichen Methode überprüft werden können. Wissenschaftler gründen wissenschaftliche Hypothesen im Allgemeinen auf frühere Beobachtungen, die mit den verfügbaren wissenschaftlichen Theorien nicht zufriedenstellend erklärt werden können. Auch wenn die Begriffe "Hypothese" und "Theorie" häufig synonym verwendet werden, ist eine wissenschaftliche Hypothese nicht dasselbe wie eine wissenschaftliche Theorie. Eine Arbeitshypothese ist eine vorläufig akzeptierte Hypothese, die in einem Prozess, der mit einer fundierten Vermutung oder einem Gedanken beginnt, für weitere Untersuchungen vorgeschlagen wird. ⓘ
Eine andere Bedeutung des Begriffs Hypothese wird in der formalen Logik verwendet, um die Vorannahme eines Satzes zu bezeichnen; so bezeichnet P in dem Satz "Wenn P, dann Q" die Hypothese (oder Vorannahme); Q kann als Folgerung bezeichnet werden. P ist die Annahme in einer (möglicherweise kontrafaktischen) Was-wäre-wenn-Frage. ⓘ
Das Adjektiv hypothetisch mit der Bedeutung "die Natur einer Hypothese haben" oder "als unmittelbare Folge einer Hypothese angenommen werden" kann sich auf jede dieser Bedeutungen des Begriffs "Hypothese" beziehen. ⓘ
Verwendungen
Im antiken Sprachgebrauch bezog sich der Begriff Hypothese auf eine Zusammenfassung der Handlung eines klassischen Dramas. Das englische Wort hypothesis stammt von dem altgriechischen Wort ὑπόθεσις hypothesis ab, dessen wörtliche oder etymologische Bedeutung "unterstellen" ist und daher im erweiterten Gebrauch viele andere Bedeutungen hat, darunter "Vermutung". ⓘ
In Platons Meno (86e-87b) zerlegt Sokrates die Tugend mit einer Methode, die von Mathematikern verwendet wird, nämlich der "Untersuchung anhand einer Hypothese". In diesem Sinne bezieht sich "Hypothese" auf eine kluge Idee oder auf einen bequemen mathematischen Ansatz, der mühsame Berechnungen vereinfacht. Kardinal Bellarmine gab ein berühmtes Beispiel für diese Verwendung in der Warnung an Galilei zu Beginn des 17. Jahrhunderts: er solle die Bewegung der Erde nicht als Realität, sondern lediglich als Hypothese betrachten. ⓘ
Im allgemeinen Sprachgebrauch des 21. Jahrhunderts bezieht sich eine Hypothese auf eine vorläufige Idee, deren Wert bewertet werden muss. Für eine ordnungsgemäße Bewertung muss der Verfasser einer Hypothese die Einzelheiten in operativen Begriffen definieren. Eine Hypothese erfordert weitere Arbeit des Forschers, um sie entweder zu bestätigen oder zu widerlegen. Zu gegebener Zeit kann eine bestätigte Hypothese Teil einer Theorie werden oder gelegentlich selbst zu einer Theorie werden. Normalerweise haben wissenschaftliche Hypothesen die Form eines mathematischen Modells. Manchmal, aber nicht immer, kann man sie auch als existenzielle Aussagen formulieren, die besagen, dass eine bestimmte Ausprägung des untersuchten Phänomens eine bestimmte Eigenschaft hat, und als kausale Erklärungen, die die allgemeine Form von universellen Aussagen haben, die besagen, dass jede Ausprägung des Phänomens eine bestimmte Eigenschaft hat. ⓘ
In der unternehmerischen Wissenschaft wird eine Hypothese verwendet, um vorläufige Ideen in einem unternehmerischen Umfeld zu formulieren. Die formulierte Hypothese wird dann bewertet, wobei die Hypothese entweder als "wahr" oder "falsch" durch ein auf Verifizierbarkeit oder Falsifizierbarkeit ausgerichtetes Experiment bewiesen wird. ⓘ
Jede nützliche Hypothese ermöglicht Vorhersagen durch Schlussfolgerungen (einschließlich deduktiver Schlussfolgerungen). Sie kann das Ergebnis eines Laborexperiments oder die Beobachtung eines Phänomens in der Natur vorhersagen. Die Vorhersage kann sich auch auf Statistiken berufen und nur von Wahrscheinlichkeiten sprechen. Karl Popper hat im Anschluss an andere argumentiert, dass eine Hypothese falsifizierbar sein muss und dass man eine Aussage oder Theorie nicht als wissenschaftlich betrachten kann, wenn sie nicht die Möglichkeit zulässt, als falsch erwiesen zu werden. Andere Wissenschaftsphilosophen haben das Kriterium der Falsifizierbarkeit abgelehnt oder es durch andere Kriterien wie Verifizierbarkeit (z. B. Verifikationismus) oder Kohärenz (z. B. Bestätigungsholismus) ergänzt. Die wissenschaftliche Methode beinhaltet Experimente, um die Fähigkeit einer Hypothese zu testen, die untersuchte Frage angemessen zu beantworten. Im Gegensatz dazu ist es in der Wissenschaft nicht so wahrscheinlich, dass eine ungehinderte Beobachtung ungeklärte Probleme oder offene Fragen aufwirft, wie es die Formulierung eines entscheidenden Experiments zur Prüfung der Hypothese wäre. Auch ein Gedankenexperiment kann zur Überprüfung der Hypothese herangezogen werden. ⓘ
Bei der Aufstellung einer Hypothese darf der Prüfer das Ergebnis eines Versuchs noch nicht kennen oder es muss noch weiter untersucht werden. Nur in solchen Fällen erhöht das Experiment, der Test oder die Studie potenziell die Wahrscheinlichkeit, den Wahrheitsgehalt einer Hypothese zu beweisen. Wenn der Forscher das Ergebnis bereits kennt, gilt dies als "Folge" - und der Forscher sollte dies bereits bei der Formulierung der Hypothese berücksichtigt haben. Wenn man die Vorhersagen nicht durch Beobachtung oder Erfahrung beurteilen kann, muss die Hypothese von anderen getestet werden, die Beobachtungen machen. Zum Beispiel könnte eine neue Technologie oder Theorie die notwendigen Experimente ermöglichen. ⓘ
In der Logik werden Hypothesen in Form einer logischen Aussage formuliert. In einem logischen Gespräch ist eine Hypothese die Prämisse eines Arguments, deren Wahrheit zunächst ausgeklammert wird. Dabei wirken Hypothesen als Implikationen, die der Verteidigung einer These dienen. Formal:
Ist die These (die Konsequenz ) unter Annahme der Hypothesen gültig, müssen die einzelnen Hypothesen überprüft werden. ⓘ
Wissenschaftliche Hypothese
Die versuchsweise Lösung eines Problems wird als Hypothese bezeichnet, die oft als "fundierte Vermutung" bezeichnet wird, weil sie auf der Grundlage der Beweise einen Vorschlag für das Ergebnis liefert. Einige Wissenschaftler lehnen den Begriff "educated guess" jedoch als falsch ab. Experimentatoren können mehrere Hypothesen testen und verwerfen, bevor sie das Problem lösen. ⓘ
Nach Schick und Vaughn können Forscher, die alternative Hypothesen abwägen, Folgendes berücksichtigen:
- Testbarkeit (vgl. Falsifizierbarkeit, wie oben beschrieben)
- Parsimonie (wie bei der Anwendung von "Occams Rasiermesser", das davon abhält, eine übermäßige Anzahl von Entitäten zu postulieren)
- Tragweite - die offensichtliche Anwendung der Hypothese auf mehrere Fälle von Phänomenen
- Fruchtbarkeit - die Aussicht, dass eine Hypothese in Zukunft weitere Phänomene erklären kann
- Konservativität - der Grad der "Übereinstimmung" mit bestehenden anerkannten Wissenssystemen. ⓘ
Arbeitshypothese
Eine Arbeitshypothese ist eine Hypothese, die vorläufig als Grundlage für weitere Forschungen akzeptiert wird, in der Hoffnung, dass eine vertretbare Theorie entsteht, selbst wenn die Hypothese letztendlich scheitert. Wie alle Hypothesen ist auch eine Arbeitshypothese als Erwartungshaltung konstruiert, die mit dem explorativen Forschungsziel einer empirischen Untersuchung verknüpft werden kann. Arbeitshypothesen werden in der qualitativen Forschung häufig als konzeptioneller Rahmen verwendet. ⓘ
Der vorläufige Charakter von Arbeitshypothesen macht sie zu einem nützlichen Organisationsmittel in der angewandten Forschung. Hier dienen sie als nützlicher Leitfaden, um Probleme anzugehen, die sich noch in einer formativen Phase befinden. ⓘ
In den letzten Jahren haben Wissenschaftsphilosophen versucht, die verschiedenen Ansätze zur Bewertung von Hypothesen und die wissenschaftliche Methode im Allgemeinen zu integrieren, um ein vollständigeres System zu schaffen, das die einzelnen Anliegen jedes Ansatzes einbezieht. Vor allem Imre Lakatos und Paul Feyerabend, ein Kollege bzw. Schüler von Karl Popper, haben neue Versuche einer solchen Synthese unternommen. ⓘ
Hypothesen, Konzepte und Messung
Konzepte spielen in Hempels deduktiv-nomologischem Modell eine Schlüsselrolle bei der Entwicklung und Prüfung von Hypothesen. Die meisten formalen Hypothesen verbinden Konzepte, indem sie die erwarteten Beziehungen zwischen Aussagen spezifizieren. Wenn eine Reihe von Hypothesen gruppiert werden, werden sie zu einer Art konzeptionellem Rahmen. Wenn ein konzeptioneller Rahmen komplex ist und Kausalität oder Erklärung beinhaltet, wird er im Allgemeinen als Theorie bezeichnet. Dem bekannten Wissenschaftsphilosophen Carl Gustav Hempel zufolge "wird ein theoretisches System durch eine adäquate empirische Interpretation zu einer überprüfbaren Theorie: Die Hypothese, deren Bestandteile interpretiert worden sind, wird durch Bezugnahme auf beobachtbare Phänomene überprüfbar. Häufig werden die interpretierten Hypothesen abgeleitete Hypothesen der Theorie sein; aber ihre Bestätigung oder Nichtbestätigung durch empirische Daten wird dann auch die ursprünglichen Hypothesen, von denen sie abgeleitet wurden, sofort stärken oder schwächen." ⓘ
Hempel liefert eine nützliche Metapher, die die Beziehung zwischen einem konzeptionellen Rahmen und dem Rahmen, wie er beobachtet und vielleicht getestet wird (interpretierter Rahmen), beschreibt. "Das ganze System schwebt sozusagen über der Beobachtungsebene und ist durch Interpretationsregeln in ihr verankert. Diese können als Fäden betrachtet werden, die nicht Teil des Netzes sind, sondern bestimmte Punkte des Netzes mit bestimmten Stellen der Beobachtungsebene verbinden. Aufgrund dieser interpretativen Verbindungen kann das Netz als wissenschaftliche Theorie funktionieren." Hypothesen, deren Konzepte in der Beobachtungsebene verankert sind, können getestet werden. In der "tatsächlichen wissenschaftlichen Praxis sind der Prozess der Formulierung einer theoretischen Struktur und der Prozess ihrer Interpretation nicht immer scharf voneinander getrennt, da die beabsichtigte Interpretation in der Regel die Konstruktion des Theoretikers leitet." Es ist jedoch "möglich und für die Zwecke der logischen Klärung sogar wünschenswert, die beiden Schritte konzeptionell zu trennen". ⓘ
Statistische Hypothesenprüfung
Wenn eine mögliche Korrelation oder ein ähnlicher Zusammenhang zwischen Phänomenen untersucht wird, z. B. ob ein vorgeschlagenes Heilmittel bei der Behandlung einer Krankheit wirksam ist, kann die Hypothese, dass ein Zusammenhang besteht, nicht auf dieselbe Weise geprüft werden wie ein vorgeschlagenes neues Naturgesetz. Wenn bei einer solchen Untersuchung das getestete Mittel in einigen wenigen Fällen keine Wirkung zeigt, ist die Hypothese damit nicht unbedingt widerlegt. Stattdessen werden statistische Tests verwendet, um festzustellen, wie wahrscheinlich es ist, dass die Gesamtwirkung zu beobachten wäre, wenn der angenommene Zusammenhang nicht besteht. Wenn diese Wahrscheinlichkeit hinreichend gering ist (z. B. weniger als 1 %), kann das Vorhandensein eines Zusammenhangs angenommen werden. Andernfalls kann jeder beobachtete Effekt auf einen reinen Zufall zurückzuführen sein. ⓘ
Beim statistischen Hypothesentest werden zwei Hypothesen miteinander verglichen. Diese werden als Nullhypothese und Alternativhypothese bezeichnet. Die Nullhypothese ist die Hypothese, die besagt, dass es keinen Zusammenhang zwischen den Phänomenen gibt, deren Zusammenhang untersucht wird, oder zumindest nicht in der Form, die die Alternativhypothese vorgibt. Die Alternativhypothese ist, wie der Name schon sagt, die Alternative zur Nullhypothese: Sie besagt, dass es irgendeine Art von Beziehung gibt. Die Alternativhypothese kann verschiedene Formen annehmen, je nach Art des angenommenen Zusammenhangs; insbesondere kann sie zweiseitig sein (z. B.: es gibt einen Effekt in einer noch unbekannten Richtung) oder einseitig (die Richtung des angenommenen Zusammenhangs, positiv oder negativ, ist im Voraus festgelegt). ⓘ
Herkömmliche Signifikanzniveaus für Hypothesentests (akzeptable Wahrscheinlichkeiten für die fälschliche Ablehnung einer wahren Nullhypothese) sind .10, .05, und .01. Das Signifikanzniveau, auf dem entschieden wird, ob die Nullhypothese abgelehnt und die Alternativhypothese angenommen wird, muss im Voraus festgelegt werden, bevor die Beobachtungen gesammelt oder untersucht werden. Werden diese Kriterien später festgelegt, wenn die zu prüfenden Daten bereits bekannt sind, ist der Test ungültig. ⓘ
Das oben beschriebene Verfahren ist abhängig von der Anzahl der Teilnehmer (Einheiten oder Stichprobengröße), die in die Studie einbezogen werden. Um zu vermeiden, dass der Stichprobenumfang zu gering ist, um eine Nullhypothese zurückzuweisen, empfiehlt es sich, von Anfang an einen ausreichenden Stichprobenumfang festzulegen. Es ist ratsam, für jeden der wichtigen statistischen Tests, die zur Prüfung der Hypothesen verwendet werden, eine kleine, mittlere und große Effektgröße festzulegen. ⓘ
Ehrungen
Der Mount Hypothesis in der Antarktis wurde in Würdigung der Rolle von Hypothesen in der wissenschaftlichen Forschung benannt. ⓘ
Mathematik
In der Mathematik bezeichnet der Begriff Hypothese ursprünglich die unbewiesenen Grundlagen oder allgemeinen Prinzipien, aus denen die mathematischen Sätze abgeleitet werden. Da diese Prinzipien als Axiome verwendet werden, gilt für sie nicht das Kriterium der Wahrheit. Sie sind gesetzt. Die mit ihnen verbundenen Schlussfolgerungen sind deduktiv. ⓘ
Historische Aspekte
Platon
Platon behandelte das Thema der Hypothese (im Sinne von „das Vorausgesetzte“, „Bedingung“) mehrfach, so auch in seinem Dialog Phaidon (100 a):
- „Ich lege meiner Untersuchung immer eine Behauptung zugrunde, die ich für besonders stark halte; und das, von dem ich dann den Eindruck habe, dass es damit in Einklang steht, nenne ich wahr; was dagegen damit nicht in Einklang zu stehen scheint, nenne ich unwahr.“ ⓘ
Isaac Newton
Eine Hypothese ist seit Isaac Newton eine in Form einer logischen Aussage formulierte Annahme (causa ficta), deren Gültigkeit nicht bewiesen bzw. verifiziert ist, aber geeignet ist, Erscheinungen zu erklären. ⓘ
Hypothese als Form des Urteils bei Kant
Der Philosoph Immanuel Kant unterscheidet in seiner Kritik der Urteilskraft vier Vorgehensweisen für theoretische Beweise:
- logisch-strenge Schlussfolgerungen (z. B. durch Deduktion)
- Verwendung von Analogien
- die wahrscheinliche Meinung
- Hypothese als „möglichen Erklärungsgrund“ ⓘ
So ist nach seiner Ansicht die Hypothese zwar zunächst nur eine von vier Möglichkeiten, um einen Beweis zu finden, doch stellt er an eine Hypothese die Mindestforderung, „davon muß wenigstens die Möglichkeit völlig gewiß sein“. ⓘ
Abduktion bei Charles S. Peirce
Charles S. Peirce bezeichnete den Schluss von einem Ereignis unter Annahme einer Regel auf einen Fall als eine Hypothese, die eine eigene Schlussweise neben Induktion und Deduktion darstellt. Sehe ich zum Beispiel Rauch und gehe von der Regel aus „Wo Rauch ist, ist auch Feuer“, so komme ich zu dem Schluss „Dort ist Feuer.“ Die Schlussweise der Hypothese ist logisch nicht eindeutig. ⓘ
Anschauliche Zitate
„Hypothesen, noch vibrierend von eigener In-Frage-Stellung, kommen selten bereits zum praktischen Beweis, zu dem der technischen, sozialen Veränderung, als gelingender. Sie bleiben im bloßen Versuch des bloßen Erklärens; mißlingt dieser, bleiben sie zwar durchaus innerhalb der Erkenntnis, sie stehen auch dann nicht mehr in limine außerhalb ihrer, wie die Abstraktion, aber sie wandern in die Versuchsgeschichte der Erkenntnis, der erkannten Irrtümer.“