In de wetenschap wordt een onderbouwde schatting van de oorzaak van een natuurlijk fenomeen een hypothese genoemd. Het is essentieel dat hypothesen toetsbaar en falsifieerbaar zijn, wat betekent dat ze kunnen worden getest en dat er verschillende resultaten zullen ontstaan, afhankelijk van of de hypothese waar of onwaar is. Met andere woorden, een hypothese moet voorspellingen doen die ook zullen gelden als de hypothese zelf waar is. Een toetsbare voorspelling kan worden geverifieerd door middel van experiment.
Hypothese
Als je een verklaring hebt voor een natuurlijk fenomeen - met andere woorden, een hypothese - kun je die gebruiken om voorspellingen te doen. Stel je merkt bijvoorbeeld dat er meer zout oplost in warm water dan in koud water. Je zou kunnen veronderstellen dat misschien alle verbindingen beter oplosbaar zijn in hete oplosmiddelen dan in koude oplosmiddelen. Op basis van deze hypothese zou je voorspellen dat naarmate de temperatuur van het oplosmiddel stijgt, ook de hoeveelheid opgeloste stof die je kunt oplossen toeneemt.
Voorspellingen testen
Alle voorspellingen moeten testbaar zijn, wat betekent dat het mogelijk moet zijn om een experiment te ontwerpen dat de voorspelling zou verifiëren of ongeldig maken. Met het oplosmiddel zou je bijvoorbeeld je voorspelling kunnen testen door verschillende verbindingen op te lossen in water bij verschillende temperaturen en de oplosbaarheid te meten. Je zou al snel merken dat sommige stoffen juist minder oplosbaar worden naarmate de temperatuur stijgt. Aangezien de voorspelling van uw hypothese onjuist is, zou u zich realiseren dat uw hypothese onjuist is en proberen een nieuwe te vinden die de feiten zou kunnen verklaren.
Ontestbare voorspellingen
Ontestbare voorspellingen en hypothesen liggen buiten het domein van de wetenschap. Stel dat iemand je bijvoorbeeld heeft verteld dat bliksemstormen worden veroorzaakt door boze geesten. Als dit waar is, zou je voorspellen dat wanneer geesten boos zijn, er meer onweersbuien zullen zijn. Het is echter geen geldige wetenschappelijke hypothese, omdat noch de voorgestelde verklaring, noch de voorspellingen ervan toetsbaar zijn. Er is geen mogelijk experiment dat je kunt ontwerpen om te bepalen of geesten boos zijn en of hun toorn dat is gecorreleerd met de incidentie van onweersbuien, dus de hypothese en de voorspellingen zijn volledig ontestbaar.
Bewijs
Er is een algemene misvatting dat wetenschappers 'bewijzen' dat een hypothese waar is. In werkelijkheid kan geen enkel experiment ooit bewijzen dat een hypothese zonder enige twijfel waar is; ze kunnen alleen aantonen dat het in overeenstemming is met het bewijs. Naarmate het bewijs zich opstapelt en concurrerende verklaringen worden weerlegd, wordt het natuurlijk steeds redelijker om te geloven dat de hypothese de beste verklaring is. Op dit punt zullen wetenschappers ernaar verwijzen als een theorie (bijvoorbeeld de relativiteitstheorie). Er is maar één experiment nodig om een theorie te weerleggen, maar duizend experimenten kunnen de waarheid niet bewijzen. Desalniettemin, als een theorie en haar voorspellingen herhaaldelijk door experiment zijn geverifieerd, zal het: algemeen aanvaard, tenzij er voldoende bewijs is om aan te tonen dat het moet worden weggegooid ten gunste van een nieuwe theorie.