Die Hypothese
Eine Hypothese ist immer dann zu entwickeln, wenn ein Problem vorliegt, dessen Lösungsweg noch unbekannt ist. Das Aufstellen von Hypothesen und daraus abgeleiteten Fragestellungen sowie die Planung von Experimenten zur Beantwortung dieser Fragen setzen ein hohes kreatives Potenzial des Chemikers voraus. Die experimentelle Überprüfung von Hypothesen spielt eine zentrale Rolle im Erkenntnisprozess, sowohl im Chemieunterricht als auch in der chemischen Forschung.
Einfachen Laborsynthesen bekannter Verbindungen, wie Essigsäureethylester, oder qualitativen und quantitativen Analyseverfahren gehen keine hypothetischen Überlegungen voraus.
Die naturwissenschaftliche Forschungsmethode beruht auf Hypothesenbildung, Experimenten, exakten Messungen und logischen Schlussfolgerungen. Das sind auch die Voraussetzungen für die großen Erkenntnisfortschritte der Naturwissenschaften und ihre technischen Anwendungen.
Eine Hypothese ist eine wissenschaftlich begründete Vermutung. |
Eine Hypothese ist also ein wissenschaftlich begründetes System von Aussagen über Objekte, Prozesse, Zusammenhänge, Ursachen, Folgeerscheinungen usw., die noch nicht direkt beobachtet oder experimentell bestätigt werden konnten. Bekanntes empirisches Wissen wird dazu auf Gesetze, Modelle und Theorien bezogen.
Ein Beispiel dafür gab uns schon GALILEI.
GALILEI wollte herausfinden, nach welchen Gesetzen die Fallbewegung abläuft und welche mathematischen Zusammenhänge zwischen Fallgeschwindigkeit, Fallweg und Fallzeit existieren. Er verwarf die zunächst aufgestellte Hypothese, dass zwischen dem Weg s und der Geschwindigkeit v direkte Proportionalität besteht und stellte dann die Vermutung auf, dass die Fallgeschwindigkeit proportional der Fallzeit und der Fallweg proportional dem Quadrat der Zeit ist, also gilt:
Diese Hypothese wollte er experimentell bestätigen. Der freie Fall ist jedoch eine sehr schnell ablaufende Bewegung, und es gab zur damaligen Zeit noch keine Uhren, die so kleine Zeitintervalle messen konnten. Deshalb musste GALILEI die Fallbewegung „verlangsamen“. Dazu benutzte er eine geneigte Ebene, auf der er eine Kugel abrollen ließ, wobei er davon ausging, dass die Bewegung auf der geneigten Ebene und der freie Fall nach denselben Gesetzen ablaufen.
GALILEI bestätigte so seine Hypothese und fand die Bewegungsgesetze des freien Falls.
Für die chemische Wissenschaft ist das Zusammenwirken von hypothetischem und experimentellem Vorgehen ein charakteristischer Wesenszug.
Aus der Kenntnis der Kettenform der Glucose und des Wissens über das Reaktionsverhalten von Aldehyden könnte die Hypothese erwachsen, dass Glucose eine Farbreaktion mit Schiffs Reagenz zeigen müsste. Das experimentelle Ergebnis stützt diese Vermutung nicht. Damit entsteht ein Problem, das im Zuge weiter Hypothesen und Experimente einer Lösung zuzuführen ist (Bild 2).
