Tim hiểu về khái niệm Giả thuyết; Đặc tính, cấu trúc & Cách đặt giả thuyết; mối quan hệ giữa giả thuyết và vấn đề khoa học.
1. Giả thuyết là gì? Bản chất?
Giả thuyết là một sự phỏng đoán, một sự khẳng định tạm thời, bao gồm mối quan hệ giữa hai hay nhiều biến (variable) tham gia trực tiếp vào trong đối tượng muốn nghiên cứu. Xét mối quan hệ giữa giả thuyết nghiên cứu và với vấn đề khoa học (vấn đề nghiên cứu), thì nếu như vấn đề khoa học là “câu hỏi” thì giả thuyết chính là “câu trả lời”
Một giả thuyết là một phát biểu tạm thời, có thể đúng, về hiện tượng mà người nghiên cứu đang muốn tìm hiểu. Nhưng dù sao giả thuyết cũng vẫn chỉ là một điều ước đoán, còn cần phải kiểm nghiệm để chấp nhận hay bác bỏ. Nhiệm vụ của nghiên cứu là thu thập dự liệu, luận cứ để chứng minh hoặc bác bỏ giả thuyết đó. Nhưng nếu như không có giả thuyết trong nghiên cứu khoa học, thì công trình nhiều nghiên cứu chẳng qua là sự tích lũy các những thông tin rời rạc.
Trong một đề tài nghiên cứu có thể có nhiều giả thuyết khác nhau. Mỗi giả thuyết được nghiên cứu riêng rẽ và chứng minh bằng các dữ liệu, luận cứ thu thập được trong từng trường hợp.
Trước một vấn đề nghiên cứu không bao giờ chỉ tồn tại một câu trả lời duy nhất. Chính vì vậy giả thuyết nghiên cứu có tính đa phương án trước một vấn đề nghiên cứu.
Giả thuyết là câu trả lời ướm thử hoặc là sự tiên đoán để trả lời cho câu hỏi hay “vấn đề” nghiên cứu.
Chú ý: giả thuyết không phải là sự quan sát, mô tả hiện tượng sự vật, mà phải được kiểm chứng bằng các cơ sở lý luận hoặc thực nghiệm.
2. Phân loại giả thuyết khoa học
Người nghiên cứu cần căn cứ vào bản chất của vấn đề nghiên cứu để đưa ra giả thuyết phù hợp. Theo chức năng của nghiên cứu khoa học, giả thuyết được phân chia thành các laọi già thuyết mô tả, giả thuyết giải thích, giả thuyết dự báo và già thuyết dự báo.
- Giả thuyết mô tả, áp dụng trong nghiên cứu mô tả, là giả thuyết về về trạng thái sự vật.
- Giả thuyết giải thích, áp dụng trong nghiên cứu giải thích, là giả thuyết về nguyên nhân dẫn đến một trạng thái sự vật mà người nghiên cứu quan tâm.
- Giả thuyết giải pháp, áp dụng trong các nghiên cứu về giải pháp. Đó là các phương án giả định về một giải pháp hoặc một mô hình mẫu.
- Giả thuyết dự báo, áp dụng trong các nghiên cứu về dự báo, là giả thuyết về trạng thái của sự vật tại một thời điểm hoặc một khoảng thời gian nào đó trong tương
3. Các đặc tính của giả thuyết
Giả thuyết có những đặc tính sau:
- Giả thuyết phải theo một nguyên lý chung và không thay trong suốt quá trình nghiên cứu.
- Giả thuyết phải phù hợp với điều kiện thực tế và cơ sở lý thuyết.
- Giả thuyết càng đơn giản càng tốt.
- Giả thuyết có thể được kiểm nghiệm và mang tính khả
Một giả thuyết tốt phải thoả mãn các yêu cầu sau:
- Phải có tham khảo tài liệu, thu thập thông
- Phải có mối quan hệ nhân – quả.
- Có thể thực nghiệm để thu thập số liệu.
4. Mối quan hệ giữa giả thuyết và “vấn đề” khoa học
Sau khi xác định câu hỏi hay “vấn đề” nghiên cứu khoa học, người nghiên cứu hình thành ý tưởng khoa học, tìm ra câu trả lời hoặc sự giải thích tới vấn đề chưa biết (đặt giả thuyết). Ý tưởng khoa học nầy còn gọi là sự tiên đoán khoa học hay giả thuyết giúp cho người nghiên cứu có động cơ, hướng đi đúng hay tiếp cận tới mục tiêu cần nghiên cứu. Trên cơ sở những quan sát bước đầu, những tình huống đặt ra (câu hỏi hay vấn đề), những cơ sở lý thuyết (tham khảo tài liệu, kiến thức đã có,…), sự tiên đoán và những dự kiến tiến hành thực nghiệm sẽ giúp cho người nghiên cứu hình thành một cơ sở lý luận khoa học để xây dựng giả thuyết khoa học.
Thí dụ, khi quan sát thấy hiện tượng xoài rụng trái, một câu hỏi được đặt ra là làm thế nào để giảm hiện tượng rụng trái nầy (vấn đề nghiên cứu). Người nghiên cứu sẽ xây dựng giả thuyết dựa trên cơ sở các hiểu biết, nghiên cứu tài liệu, … như sau: Nếu giả thuyết cho rằng NAA làm tăng sự đậu trái xoài Cát Hòa Lộc. Bởi vì NAA giống như kích thích tố Auxin nội sinh, là chất có vai trò sinh lý trong cây giúp tăng sự đậu trái, làm giảm hàm lượng ABA hay giảm sự tạo tầng rời. NAA đã làm tăng đậu trái trên một số loài cây ăn trái như xoài Châu Hạng Võ, nhãn …, vậy thì việc phun NAA sẽ giúp cây xoài Cát Hòa Lộc đậu trái nhiều hơn so với cây không phun NAA.
5. Cấu trúc của một “giả thuyết”
Cấu trúc có mối quan hệ “nhân-quả”
Cần phân biệt cấu trúc của một “giả thuyết” với một số câu nói khác không phải là giả thuyết. Thí dụ: khi nói: “Cây trồng thay đổi màu sắc khi gặp lạnh” hoặc “Tia ánh sáng cực tím gây ra đột biến”, câu này như là một câu kết luận, không phải là câu giả thuyết.
Đôi khi giả thuyết đặt ra không thể hiện mối quan hệ ướm thử và không thể thực hiện thí nghiệm để chứng minh. Thí dụ: “tôi chơi vé số, vậy thì tôi sẽ giàu” hoặc “nếu tôi giữ ấm men bia, vậy thì nhiều hơi gas sẽ sinh ra”.
Cấu trúc của một giả thuyết có chứa quá nhiều “biến quan sát” và chúng có mối quan hệ với nhau. Khi làm thay đổi một biến nào đó, kết quả sẽ làm thay đổi biến còn lại. Thí dụ: Cây trồng quang hợp tốt sẽ cho năng suất cao. Có quá nhiều yếu tố ảnh hưởng đến khả năng quang hợp của cây
Một cấu trúc “giả thuyết” tốt phải chứa đựng “mối quan hệ nhân-quả” và thường sử dụng từ ướm thử “có thể”.
Thí dụ: giả thuyết “Phân bón có thể làm gia tăng sự sinh trưởng hay năng suất cây trồng”. Mối quan hệ trong giả thuyết là ảnh hưởng quan hệ giữa phân bón và sự sinh trưởng hoặc năng suất cây trồng, còn nguyên nhân là phân bón và kết quả là sự sinh trưởng hay năng suất cây trồng.
Cấu trúc “Nếu-vậy thì”
Một cấu trúc khác của giả thuyết “Nếu-vậy thì” cũng thường được sử dụng để đặt giả thuyết như sau:
“Nếu” (hệ quả hoặc nguyên nhân) … có liên quan tới (nguyên nhân hoặc hệ quả) …, “Vậy thì” nguyên nhân đó có thể hay ảnh hưởng đến hệ quả.
Thí dụ: “Nếu vỏ hạt đậu có liên quan tới sự nẩy mầm, vậy thì hạt đậu có vỏ nhăn có thể không nẩy mầm”.
Một số nhà khoa học đặt cấu trúc này như là sự tiên đoán và dựa trên đó để xây dựng thí nghiệm kiểm chứng giả thuyết. Thí dụ: Nếu dưỡng chất N có ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của lúa, vậy thì bón phân N có thể làm gia tăng năng suất lúa.
6. Cách đặt giả thuyết
Điều quan trọng trong cách đặt giả thuyết là phải đặt như thế nào để có thể thực hiện thí nghiệm kiểm chứng “đúng” hay “sai” giả thuyết đó. Vì vậy, trong việc xây dựng một giả thuyết cần trả lời các câu hỏi sau:
- Giả thuyết nầy có thể tiến hành thực nghiệm được không?
- Các biến hay các yếu tố nào cần được nghiên cứu?
- Phương pháp thí nghiệm nào (trong phòng, khảo sát, điều tra, bảng câu hỏi, phỏng vấn, …) được sử dụng trong nghiên cứu?
- Các chỉ tiêu nào cần đo đạt trong suốt thí nghiệm?
- Phương pháp xử lý số liệu nào mà người nghiên cứu dùng để bác bỏ hay chấp nhận giả thuyết?
Một giả thuyết hợp lý cần có các đặc điểm chính sau đây:
- Giả thuyết đặt ra phải phù hợp và dựa trên quan sát hay cơ sở lý thuyết hiện tại (kiến thức vốn có, nguyên lý, kinh nghiệm, kết quả nghiên cứu tương tự trước đây, hoặc dựa vào nguồn tài liệu tham khảo), nhưng ý tưởng trong giả thuyết là phần lý thuyết chưa được chấp nhận.
- Giả thuyết đặt ra có thể làm sự tiên đoán để thể hiện khả năng đúng hay sai (thí dụ, một tỷ lệ cao những người hút thuốc lá bị chết do ung thư phổi khi so sánh với những người không hút thuốc lá. Điều này có thể tiên đoán qua kiểm nghiệm).
- Giả thuyết đặt ra có thể làm thí nghiệm để thu thập số liệu, để kiểm chứng hay chứng minh giả thuyết (đúng hay sai).
Tóm lại, giả thuyết đặt ra dựa trên sự quan sát, kiến thức vốn có, các nguyên lý, kinh nghiệm trước đây hoặc dựa vào nguồn tài liệu tham khảo, kết quả nghiên cứu tương tự trước đây để phát triển nguyên lý chung hay bằng chứng để giải thích, chứng minh câu hỏi nghiên cứu. Xét về bản chất logic, giả thuyết được đặt ra từ việc xem xét bản chất riêng, chung của sự vật và mối quan hệ của chúng hay gọi là quá trình suy luận. Quá trình suy luận là cơ sở hình thành giả thuyết khoa học.
Thí dụ: khi quan sát sự nẩy mầm của các hạt đậu hoặc dựa trên các tài liệu nghiên cứu khoa học người nghiên cứu nhận thấy ở hạt đậu bình thường, hạt no, vỏ hạt bóng láng thì nẩy mầm tốt và đều (đây là một kết quả được biết qua lý thuyết, tài liệu nghiên cứu trước đây,…). Như vậy, người nghiên cứu có thể suy luận để đặt ra câu hỏi đối với các hạt đậu có vỏ bị nhăn nheo thì nẩy mầm như thế nào? (Đây là câu hỏi). Giả thuyết được đặt ra là “Nếu sự nẩy mầm của hạt đậu có liên quan tới vỏ hạt, vậy thì hạt đậu có vỏ nhăn có thể không nẩy mầm”. Đây là một giả thuyết mà có thể dễ dàng làm thí nghiệm để kiểm chứng.
7. Kiểm chứng giả thuyết qua so sánh giữa tiên đoán với kết quả thí nghiệm
Bên cạnh việc kiểm nghiệm, một yếu tố quan trọng là đánh giá sự tiên đoán.
Nếu như sự tiên đoán được tìm thấy là không đúng (dựa trên kết quả hay bằng chứng thí nghiệm), người nghiên cứu kết luận rằng giả thuyết (một phần giả thuyết) “sai” (nghĩa là bác bỏ hay chứng minh giả thuyết sai). Khi sự tiên đoán là đúng (dựa trên kết quả hay bằng chứng thí nghiệm), kết luận giả thuyết là “đúng”.
Thường thì các nhà khoa học vận dụng kiến thức để tiên đoán mối quan hệ giữa biến độc lập và biến phụ thuộc.
Thí dụ: giả thuyết đặt ra trên sự tiên đoán là “Nếu gia tăng phân bón, làm gia tăng năng suất, vậy thì các cây đậu được bón phân nhiều hơn sẽ cho năng suất cao hơn”. Nếu sự tiên đoán không dựa vào kiến thức khoa học, tài liệu nghiên cứu đã làm trước đây thì sự tiên đoán có thể vượt ra ngoài kết quả mong muốn như thí dụ ở Hình 1: Đáp ứng của năng suất theo liều lượng phân N cung cấp ở cây đậu.
Hình 1. Năng suất đậu theo lượng N bón (không dựa trên kiến thức khoa học hay thực nghiệm)
Rõ ràng trong thực tế cho thấy, năng suất chỉ có thể gia tăng đến một mức độ cung cấp phân N nào đó (Hình 2). Để xác định mức độ phân N cung cấp cho năng suất cao nhất (gần chính xác), thì nhà nghiên cứu cần có hiểu biết về “qui luật cung cấp dinh dưỡng” và một số tài liệu nghiên cứu trước đây về phân bón,… từ đó sẽ đưa ra một vài mức độ có thể để kiểm chứng.
Hình 2. Sự đáp ứng năng suất theo cung cấp phân bón N
