Hypothèses

Cette année, vous avez décidé de vous lancer dans la culture de plants de tomates. Mais quoi que vous fassiez, vous n'arrivez pas à faire mûrir les tomates ! Vous décidez d'ajouter de l'engrais, pensant que cela aidera vos tomates. Vous ne le savez peut-être pas, mais vous venez de faire un pas de plus vers le statut de scientifique.

Une hypothèse (au pluriel) est une proposition d'explication d'une observation spécifique.1 P^lus précisément, elle tente de décrire la relation entre une variable indépendante (la variable manipulée) et une variable dépendante (la variable mesurée). Dans le cas du jardinage, l'hypothèse selon laquelle l'ajout d'engrais aidera les tomates à mûrir suggère qu'un manque d'engrais entravait le processus. La présence ou l'absence d'engrais est la variable indépendante et la maturité des tomates est la variable dépendante. Pour qu'une hypothèse soit scientifique, elle doit être testable et donc falsifiable. Les hypothèses sont basées sur des données scientifiques existantes, sur l'expérience personnelle ou sur l'intuition.

Variables indépendantes ou dépendantes

Variable indépendante : La variable qui est manipulée dans une expérience et qui est supposée avoir un effet direct sur la variable dépendante.

Variable dépendante : Variable mesurée lors d'une expérience, qui changera en fonction de la façon dont la variable indépendante est manipulée.

Hypothèses simples ou complexes

Hypothèse simple : Elle propose une explication de la relation entre une variable indépendante et une variable dépendante.

Hypothèse complexe : Propose une explication de la relation entre deux variables indépendantes ou plus et deux variables dépendantes ou plus.

Hypothèses directionnelles ou non directionnelles

Hypothèse directionnelle : Propose une explication pour une relation entre des variables qui peut également prédire sa directionnalité.

Hypothèse non-directionnelle : Propose une explication pour une relation entre des variables, pour laquelle il n'existe pas de théorie ou de prédiction sur la nature (direction) de cette relation.

Hypothèses nulles et alternatives

Hypothèse nulle : Propose qu'il n'y a pas de relation entre les variables indépendantes et dépendantes.

Hypothèse alternative : Propose qu'il existe une relation de cause à effet entre deux ou plusieurs variables, contrairement à l'hypothèse nulle.

Les hypothèses étant un élément essentiel des expériences, l'histoire de l'hypothèse commence avec Galileo Galilei, astronome et physicien italien2 . ^Il a été décrit comme le "père des expériences" pour son raisonnement mathématique qui a été utilisé pour renverser le dogme religieux concernant la position de la Terre dans l'univers dans les années 1500. L'utilisation par Galilée du raisonnement déductif a catégorisé l'hypothèse comme un point de départ basé sur des suppositions non prouvées. Des déductions sont faites à partir de cette prémisse, dont les succès ou les échecs sont déterminés par des évaluations subjectives quant à savoir s'il s'agit d'explications satisfaisantes pour la prémisse. Si Galilée a connu le "succès" avec son approche, l'absence de fondement de l'hypothèse a semé la confusion chez les autres physiciens du siècle.

Après que Galilée eut posé les jalons pour que les hypothèses soient fondées sur le réalisme, le philosophe Francis Bacon a écrit Novum Organum en 1620, décrivant une approch^e de la méthodologie scientifique.2 Bacon a postulé que le raisonnement déductif seul n'était pas suffisant : puisque la prémisse est déterminée avant l'expérience, le raisonnement pourrait facilement être manipulé pour s'adapter à la prémisse. Selon Bacon, la méthodologie scientifique doit plutôt être fondée sur l'expérimentation pure. Au lieu du raisonnement déductif, les scientifiques devraient utiliser le raisonnement inductif : les données sont utilisées pour déduire que le même résultat sera reproduit dans des circonstances similaires, et que la conclusion du cas spécifique peut être généralisée à d'autres cas similaires.

Le raisonnement inductif peut être appliqué au cas de la gravité : on observe qu'une masse tombe vers la terre à une certaine vitesse, et qu'elle continue à le faire de ^manière prévisible.2 Cela signifie qu'après avoir établi une règle concernant la vitesse de chute des objets, on peut prédire que tous les objets qui tombent suivront cette règle. En utilisant cet exemple de la gravité, nous pouvons faire entrer le physicien Isaac Newton dans l'histoire de l'hypothèse. Lorsque Newton a publié l'édition de 1713 de son ouvrage phare exposant ses lois du mouvement, les Principia, il a inclus la phrase "hypotheses non fingo", qui se traduit par "je n'émets aucune hypothèse". Plus tard, en 1721, Newton a déclaré dans Opticks - un livre qui analysait la nature fondamentale de la lumière - que "les hypothèses ne doivent pas être considérées dans la philosophie expérimentale". Il est clair que Newton rejette l'hypothèse.

Hume a proposé un "scepticisme radical" : les expériences passées ne peuvent être utilisées comme preuves ou prédictions de résultats futurs, car de telles affirmations seraient basées sur la prémisse improuvable qu'une chose et ses attributs resteront liés. Les lois de la nature ne sont pas stables, ce qui est l'hypothèse fondamentale du raisonnement inductif. Une telle hypothèse ne pourrait être justifiée que par un raisonnement circulaire, en croyant que la nature est uniforme parce qu'elle l'a été dans le passé.

Tout comme Hume, le philosophe Karl Popper a également rejeté la méthode inductive des sciences empiriques, mais il est allé plus loin en proposant une solution au raisonnement iⁿductif.2 Au lieu de tester et de vérifier les hypothèses en obtenant le même résultat, les hypothèses ne peuvent être validées que par le "critère de falsifiabilité" : les scientifiques s'efforcent activement de trouver des exceptions à leur hypothèse. Si aucune preuve contradictoire n'est trouvée, l'hypothèse est confirmée. L'approche de Popper a été qualifiée de "rationalisme critique" et constitue la méthodologie utilisée par les scientifiques contemporains.

En fonction des résultats d'une expérience, une hypothèse est soit rejetée comme fausse, soit acceptée c^omme vraie.1 Cependant, comme toutes les hypothèses sont intrinsèquement falsifiables, elles peuvent être rejetées ultérieurement si des preuves discordantes apparaissent, qu'elles aient été acceptées comme vraies et étayées par des preuves au moment de l'expérience.

Lorsqu'une hypothèse est rejetée, les scientifiques adaptent parfois l'hypothèse existante pour tenir compte des nouvelles informations falsifiées, plutôt que d'ignorer l'idée o^riginale.1 C'est pourquoi vous pouvez entendre la communauté scientifique dire que les hypothèses ne sont jamais incorrectes, mais plutôt incomplètes : les hypothèses ont été rejetées comme fausses parce qu'il manquait une pièce du puzzle dans l'hypothèse et l'expérience en question.

Une idée fausse très répandue est que l'on peut prouver que les hypo^thèses sont exactes.6 Si les hypothèses alternatives - par rapport à l'hypothèse nulle - peuvent être étayées par des preuves, cela n'équivaut pas à une preuve. La nature même de la falsifiabilité le garantit : il est toujours possible que des preuves réfutant l'hypothèse soient disponibles, mais inconnues des chercheurs à ce moment-là. C'est ainsi que la littérature existante informe les recherches futures : si une hypothèse ^est rejetée, les études futures peuvent en explorer les raisons.7 Si une hypothèse est soutenue, les chercheurs peuvent se concentrer sur des aspects plus nuancés de l'idée originale ou rechercher des preuves de discrédit, qui peuvent parfois même être trouvées par hasard.

En fin de compte, nous ne pourrions pas avoir de théories scientifiques sans hyp^othèses scientifiques.1 Il s'agit d'une distinction importante qui peut égalemeⁿt être source de malentendus.6 Les hypothèses constituent une explication spécifique et provisoire d'un phéno^mène et sont un outil de recherche qui recueille des données.1 En revanche, les théories sont des explications larges et générales qui intègrent des données provenant de multiples recherches scientifiques. Les théories scientifiques sont donc le résultat de nombreuses hypothèses scientifiques : ce serait une mauvaise pratique de recherche que de considérer une hypothèse comme une "preuve" pure et de formuler une théorie autour d'elle. Contraⁱrement aux hypothèses, les modèles scientifiques doivent être vérifiables, leur succès étant défini par leur capacité à prédire des résultats spécifiques.2

COVID-19 et l'hypothèse de la fuite de laboratoire

Alors que le COVID-19 est considéré comme une pandémie mondiale depuis plus d'un an, les discussions autour de sa cause et de sa viralité ne se sont pas apaisées.8 Certaines discussions se sont concentrées sur l'hypothèse de la fuite de laboratoire, qui propose que l'origine du virus provienne d'un accident de laboratoire. En mai 2020, l'Organisation mondiale de la santé a qualifié l'hypothèse de la fuite de laboratoire d'"extrêmement improbable", tandis que l'hypothèse d'une zoonose - transmission d^e l'animal à l'homme - était "probable à très probable". 9

Toutefois, une lettre ouverte a été publiée dans la revue académique Science le 14 mai 2021 par un groupe de 18 scⁱentifiques.9 Ces scientifiques ne se sont pas prononcés sur les preuves de l'une ou l'autre hypothèse, mais ont exprimé leurs préoccupations quant au fait que la conclusion concernant l'hypothèse de la propagation zoonotique - par rapport à l'hypothèse de la fuite en laboratoire - était prématurée. Ils ont déclaré que les deux hypothèses devaient être prises au sérieux jusqu'à ce que l'on dispose de suffisamment de données et qu'une enquête appropriée devait porter sur les deux hypothèses.

Bien que d'autres scientifiques ne soient pas d'accord avec l'hypothèse de la fuite de laboratoire, la lettre ouverte souligne l'importance de la falsification et de la vérification des hypothèses, étayées par ^des données concrètes.8 Bien que nous puissions parfois nous sentir détachés de la recherche scientifique et de la communauté universitaire - en raison de mots difficiles et de théories étrangères - la recherche joue un rôle important dans notre vie quotidienne. C'est certainement le cas de la pandémie de COVID-19.

Durabilité des entreprises et hypothèse de Porter

La durabilité des entreprises fait référence à une approche dans laquelle les organisations se concentrent sur les dimensions éthiques, sociales, économiques, cultu^relles et environnementales de la conduite des affaires.10 Un facteur lié à la durabilité des entreprises est la prévention et le contrôle de la pollution : bien qu'il y ait un consensus sur le fait qu'une législation gouvernementale est nécessaire pour réglementer les responsabilités environnementales des entreprises, il y a toujours un débat sur la façon dont ces réglementations devraient être formulées et sur la façon dont les entreprises peuvent utiliser ces réglementations pour améliorer leurs propres performances.

L'hypothèse de Porter, développée par l'économiste Michael Porter en 1991, propose que des réglementations environnementales strictes puissent déboucher sur un scénario gagnant-gagnant : des efforts sont déployés en faveur d'une efficacité durable, tandis que les entreprises ^augmentent leurs performances globales et donc leur avantage concurrentiel.10 Il existe un large éventail d'ouvrages qui examinent les facteurs qui seraient importants pour l'hypothèse de Porter, dont deux sont les réglementations flexibles (réglementations favorables à l'innovation qui encouragent les entreprises à développer de nouveaux produits et processus pour répondre aux exigences réglementaires, plutôt que des processus prescrits et spécifiques) et les capacités d'innovation (soulignées par la flexibilité des entreprises dans le respect des réglementations).

En 2017, un groupe de chercheurs a élaboré un cadre pour évaluer la conception des réglementations environnementales et la capacité des entreprises à atteindre les résu^ltats gagnant-gagnant de Porter.10 Après avoir échantillonné des études de cas de grandes entreprises, les chercheurs ont constaté que trois hypothèses liées à l'hypothèse de Porter semblent être valables :

1. Des réglementations rigides obligent les entreprises à être réactives et affectent négativement leurs performances financières ;
2. Des réglementations souples aident les entreprises innovantes à respecter les réglementations et à améliorer leurs performances,
3. Les entreprises dépourvues de capacités d'innovation ne peuvent pas améliorer leurs performances financières, même avec des réglementations souples.

Dans l'ensemble, les chercheurs ont fourni des indications précieuses sur la manière dont les gouvernements peuvent concevoir des réglementations environnementales pour encourager la durabilité des entreprises, ainsi que sur la manière dont l^es entreprises peuvent améliorer leurs avantages privés en matière de durabilité.10 Par exemple, conformément à l'hypothèse de Porter, la réduction de la consommation d'énergie et de matières premières qui permet de réduire les déchets et la pollution peut être liée à une meilleure performance du marché.

L'hypothèse du monde juste

Certaines personnes peuvent penser qu'elles ne jouent pas un grand rôle dans la communauté scientifique et se sentent donc déconnectées lorsqu'elles lisent des articles sur les hypothèses. Pourtant, nous émettons des hypothèses en permanence, par exemple en croyant que le monde est juste et que la moralité de nos actions déterminera nos résultats. Au cours de notre vie, nous pouvons ou non être confrontés à des éléments de preuve qui viennent infirmer cette hypothèse d'un monde juste.

TDL Brief : Quelle est la prochaine étape pour les sondages ?

Les questions modernes appellent des hypothèses modernes. La lutte pour le pouvoir entre les partis républicain et démocrate aux États-Unis est influente et a connu une évolution intéressante : il y a peu d'États où les sondages suggéraient que le candidat républicain gagnerait et qui ont en fait été remportés par le candidat démocrate. Cet article explore quelques hypothèses pour expliquer ce phénomène.

1. Rogers, K. (2018, 5 septembre). Hypothèse scientifique. Encyclopédie Britannica. https://www.britannica.com/science/scientific-hypothesis
2. Glass, D. J. et Hall, N. (2008). Une brève histoire de l'hypothèse. Cell, 134(3), 378-381.
3. Urbach, P. M. (2021, 5 avril). Francis Bacon. Encyclopedia Britannica. https://www.britannica.com/biography/Francis-Bacon-Viscount-Saint-Alban
4. Karl Popper (2020, 13 septembre). Encyclopedia Britannica. https://www.britannica.com/biography/Karl-Popper/additional-info#history
5. Santhanam, L. (2015, 2 avril). Les bébés ressemblent plus que vous ne le pensez à de minuscules scientifiques. https://www.pbs.org/newshour/science/babies-resemble-tiny-scientists-might-think
6. Sotos, A. E. C., Vanhoof, S., Van den Noortgate, W. et Onghena, P. (2007). Students' misconceptions of statistical inference : A review of the empirical evidence from research on statistics education. Educational Research Review, 2(2), 98-113.
7. Hevner, A. R. (2007). A three cycle view of design science research. Scandinavian Journal of Information Systems, 19(2), 87-92.
8. Danner, C. (2021, 14 mai). L'hypothèse de la fuite du laboratoire COVID vient de gagner en crédibilité. New York Magazine. https://nymag.com/intelligencer/2021/05/covid-lab-leak-hypothesis-just-got-a-big-credibility-boost.html
9. Bloom, J. D., Chan, Y. A., Baric, R. S., Bjorkman, P. J., Cobey, S., Deverman, B. E., ... & Relman, D. A. (2021). Enquête sur les origines de COVID-19. Science, 372(6543), 694.
10. Ramanathan, R., He, Q., Black, A., Ghobadian, A. et Gallear, D. (2017). Réglementations environnementales, innovation et performance des entreprises : A revisit of the Porter hypothesis. Journal of Cleaner Production, 155(2), 79-92.