W nauce wykształcone domysły dotyczące przyczyny zjawiska naturalnego nazywa się hipotezą. Bardzo ważne jest, aby hipotezy były testowalne i falsyfikowalne, co oznacza, że można je testować, a wyniki będą różne w zależności od tego, czy hipoteza jest prawdziwa, czy fałszywa. Innymi słowy, hipoteza powinna zawierać przewidywania, które będą prawdziwe, jeśli sama hipoteza jest prawdziwa. Testowalną prognozę można zweryfikować eksperymentalnie.
Hipoteza
Jeśli masz wyjaśnienie zjawiska naturalnego – innymi słowy hipotezę – możesz użyć go do przewidywania. Załóżmy, że na przykład zauważysz, że więcej soli rozpuszcza się w gorącej wodzie niż w zimnej. Można postawić hipotezę, że być może wszystkie związki są lepiej rozpuszczalne w gorących rozpuszczalnikach niż w zimnych rozpuszczalnikach. Opierając się na tej hipotezie, można by przewidzieć, że wraz ze wzrostem temperatury rozpuszczalnika zwiększa się również ilość substancji rozpuszczonej, którą można rozpuścić.
Prognozy testowe
Wszystkie prognozy powinny być testowalne, co oznacza, że powinno być możliwe zaprojektowanie eksperymentu, który weryfikuje lub unieważnia prognozę. Z rozpuszczalnikiem, na przykład, możesz sprawdzić swoje prognozy, rozpuszczając różne związki w wodzie w różnych temperaturach i mierząc rozpuszczalność. Wkrótce przekonasz się, że niektóre substancje stają się mniej rozpuszczalne wraz ze wzrostem temperatury. Ponieważ przewidywania dokonane przez twoją hipotezę są fałszywe, zdasz sobie sprawę, że twoja hipoteza jest błędna i spróbujesz znaleźć nową, która mogłaby wyjaśnić fakty.
Prognozy niesprawdzalne
Niesprawdzalne przewidywania i hipotezy leżą poza sferą nauki. Załóżmy, że ktoś powiedział ci na przykład, że burze z piorunami są powodowane przez wściekłe duchy. Jeśli to prawda, można by przewidzieć, że kiedy duchy będą wściekłe, będzie więcej burz z piorunami. Nie jest to jednak prawidłowa hipoteza naukowa, ponieważ ani proponowane wyjaśnienie, ani jego przewidywania nie są sprawdzalne. Nie ma żadnego eksperymentu, który możesz zaprojektować, aby ustalić, czy duchy są wściekłe i czy ich gniew skorelowane z występowaniem burz, więc hipoteza i jej przewidywania są całkowicie niesprawdzalne.
Dowód
Istnieje powszechne błędne przekonanie, że naukowcy „udowadniają” prawdziwość hipotezy. W rzeczywistości żadna liczba eksperymentów nie może udowodnić, że hipoteza jest prawdziwa ponad wszelką wątpliwość; mogą jedynie wykazać, że jest to zgodne z dowodami. W miarę gromadzenia dowodów i obalania konkurencyjnych wyjaśnień, coraz bardziej rozsądne staje się przekonanie, że hipoteza jest najlepszym wyjaśnieniem. W tym momencie naukowcy będą nazywać to teorią (np. teorią względności). Wystarczy jeden eksperyment, aby obalić teorię, ale tysiąc eksperymentów nie może jej udowodnić. Niemniej jednak, jeśli teoria i jej przewidywania zostały wielokrotnie zweryfikowane eksperymentalnie, będzie to ogólnie przyjęty, chyba że istnieją wystarczające dowody na to, że należy go odrzucić na rzecz nowego teoria.