Bilimin tanımı ve yöntemi

Biyoloji projesinde Zeynep okul bahçesindeki karınca yollarına limon suyu damlattı. Otuz denemenin otuzunda karıncalar ıslak çizgiyi dolanıp geçti. Raporuna kendinden emin bir başlık attı: «Karıncalar limondan kaçar.» Öğretmen raporu geri verirken kenara tek satır yazmıştı: «Otuz birinci karınca için ne diyorsun?» Zeynep önce bozuldu; otuz deney az mıydı? Sonra asıl soruyu fark etti: kaç deney yapılırsa «bütün» demeye hakkı doğacaktı? Bu ders, Zeynep'in kenar notunda takıldığı yeri, yani bilimin genel bir sonuca hangi yoldan ve hangi güvenle vardığını konu ediniyor.

• Bilim felsefesinin neyi sorguladığını açıklar, onu bilim tarihinden ve bilgi felsefesinden ayırırsın.
• Bilimi ürün olarak ve etkinlik olarak tanımlayan iki bakışı karşılaştırırsın.
• Tümevarım, tümdengelim ve hipotez-dedüktif yöntemi bir araştırma paragrafında tanırsın.
• Hume'un tümevarıma yönelttiği itirazı kendi örneğinle anlatırsın.

Bilime dışarıdan bakan soru

Zeynep karıncalar hakkında bir şey söylemek istiyordu; öğretmeninin notu ise karıncalarla ilgili değildi. Not, Zeynep'in kullandığı yöntemin neye izin verdiğini soruyordu. Bu iki düzeyin farkı bilim felsefesinin doğduğu yerdir. Bilim doğayı, toplumu, canlıları inceler. Bilim felsefesi ise bilimin kendisini inceler: bilimsel bilginin değeri nedir, hangi yöntemle elde edilir, sınırı nerede başlar? Bu yüzden ona ikinci dereceden bir etkinlik denir; malzemesi dünya değil, dünyayı inceleyen etkinliktir.

Bilim tarihi de bilimle uğraşır, ama sorusu başkadır. Bilim tarihçisi kimin neyi ne zaman bulduğunu, bir kuramın hangi koşullarda ortaya çıktığını betimler. Bilim felsefecisi o kuramın neden güvenilir sayıldığını, onu destekleyen akıl yürütmenin sağlam olup olmadığını tartışır. Paragrafta tarihler ve buluş sırası anlatılıyorsa bilim tarihi, gerekçe ve yöntem tartışılıyorsa bilim felsefesi akla gelir.

Felsefenin alanlarını tanıdığımız derste bir ayrım daha yapılmıştı: bilgi felsefesi her türden bilgiyi, bilim felsefesi yalnız bilimsel bilgiyi ve onu üreten süreci konu edinir. «İnsan herhangi bir şeyi kesin bilebilir mi?» diye soran metin epistemolojiye, «Deney bir kuramı ne kadar destekler?» diye soran metin bilim felsefesine aittir.

İki tanım: bilgi yığını mı, insan işi mi?

Ders kitapları bilimi iki açıdan tanımlar. Ürün olarak bilim, evren ve olaylar hakkında ulaşılmış, sistemli ve tutarlı bilgilerin bütünüdür. Bu bakışta ilgi, ortaya çıkmış kuramlara ve yasalara yönelir: bilimin dili mantıksal olarak nasıl kurulur, bir önerme ne zaman anlamlı sayılır? Bilimi bu yönüyle ele alanlar arasında ders kitapları mantıkçı pozitivistleri anar; onların ölçütlerini bir sonraki derste ayrıntılı göreceğiz.

Etkinlik olarak bilim ise bilim insanlarının araştırma sürecine bakar. Bilim burada laboratuvarda, toplantıda, dergide, ekipler arasında yürüyen toplumsal bir uğraştır; bilim insanlarının paylaştığı varsayımlar, eğitimleri, dönemlerinin kabulleri bu sürecin parçasıdır. Bu yaklaşımın en çok anılan adı Thomas Kuhn'dur; paradigma kavramıyla birlikte modülün üçüncü dersinde onu ele alacağız. Sınavda ayırt edici ipucu basittir: metin «bilgiler bütünü», «sistem», «önermeler» diyorsa ürün; «bilim insanları», «topluluk», «süreç», «araştırma yapma biçimi» diyorsa etkinlik.

Bilimsel bilginin nitelikleri

Felsefeyi bilim, din ve sanatla karşılaştırdığımız derste bilimin olgusal, nesnel ve sınanabilir olduğunu görmüştük. Bilim felsefesi bu listeyi biraz genişletir. Bilimsel bilgi olgusaldır (gözlenebilen olaylara dayanır), nesneldir (araştırmacının kişisel beğenisinden bağımsızdır), eleştireldir (hiçbir sonucu sorgulamanın dışında tutmaz), sistemlidir (bilgiler birbirine bağlı ve çelişkisizdir). Ayrıca genellenebilir; tek bir olayı değil, benzer bütün durumları kapsayan yasalar arar. Yasadan hareketle öngörüde bulunur: güneş tutulmasının tarihi önceden hesaplanabilir. Son olarak birikimli ve düzeltilebilirdir; yeni bulgu eski açıklamayı genişletir ya da yerinden eder. Paragraf sorularında bu nitelikler çoğu zaman tek bir davranışın içinde saklıdır; örneğin bir ekibin raporunu başkalarının tekrarlayabileceği biçimde yazması nesnelliği, yarınki gel-git saatini bugünden söylemesi öngörüyü gösterir.

Tümevarım: tek tek gözlemlerden yasaya

Zeynep'in yaptığı şey tümevarımdı: tek tek gözlemleri toplayıp genel bir yargıya ulaştı. Tümevarımı bilimin yöntemi olarak savunan en tanınmış ad, 16. yüzyılın sonu ile 17. yüzyılın başında yaşamış İngiliz düşünür Francis Bacon'dır. Bacon, Aristoteles mantığının genel ilkelerden yola çıkan tartışmalarının doğa hakkında yeni bir şey öğretmediğini düşünür. Novum Organum (Yeni Araç) adlı eserinde önerdiği yol, doğayı sabırla gözlemek, deney yapmak, olumlu ve olumsuz örnekleri tablolara dökmek, sonra adım adım genele yükselmektir. «Bilgi güçtür» sözü de ona atfedilir; doğayı tanıyan insan onu kendi yararına yönlendirebilir.

Ders kitaplarında Bacon'ın idoller (putlar) kavramı da anılır: doğru gözlemi engelleyen önyargılar. İnsan türünün ortak yanılgılarına kabile, kişinin kendi eğitim ve mizacından gelenlere mağara, dilin yanlış kullanımından doğanlara çarşı (pazar yeri), yerleşik öğreti ve otoritelere körü körüne bağlılıktan gelenlere tiyatro idolleri denir. Bacon'a göre araştırmacı gözleme başlamadan önce zihnini bu idollerden arındırmalıdır. Sınavda adların ayrıntısından çok, Bacon'ın yöntemi önyargıdan temizlenmiş gözlemle başlattığını bilmen işe yarar.

Tümevarımın sonucu olasılıklıdır: gözlem sayısı arttıkça güven artar, ama hiçbir zaman kesinliğe ulaşmaz.

Tümdengelim: genelden özele zorunlu adım

Tümdengelimde akıl yürütme ters yönde işler: genel bir yargıdan özel bir sonuç çıkarılır. «Bütün metaller elektriği iletir; bakır bir metaldir; öyleyse bakır elektriği iletir.» Öncüller doğruysa sonuç zorunlu olarak doğrudur, ama sonuç öncüllerde zaten saklı olanı açığa çıkarır. Matematik ve geometri bu yolun en saf örnekleridir: birkaç aksiyomdan yüzlerce teorem türetilir.

Bilim tarihinde tümdengelimi yöntemin merkezine koyan ad Descartes'tır. Yöntem Üzerine Konuşma adlı eserinde, apaçık olmayan hiçbir şeyi doğru kabul etmemeyi, sorunu en küçük parçalarına ayırmayı, düşünceleri basitten karmaşığa doğru sıralamayı ve hiçbir şeyin atlanmadığından emin olmak için her şeyi gözden geçirmeyi kural edinir. Model aldığı alan matematiktir; kesin bir başlangıç noktasından adım adım ilerleyen bir bilgi yapısı ister. Bacon gözlemden başlayıp yukarı tırmanırken Descartes apaçık ilkeden başlayıp aşağı iner.

Hipotez-dedüktif yöntem: iki yolun birleştiği yer

Günümüz bilimini anlatırken ders kitaplarının öne çıkardığı yol bu iki yönü birleştirir. Araştırmacı bir sorunla karşılaşır ve onu açıklayabilecek bir hipotez, yani sınanmamış bir varsayım kurar. Sonra tümdengelimle şunu sorar: hipotez doğruysa, belirli koşullarda neyin gözlenmesi gerekir? Bu sonucu deneyle sınar. Gözlem beklentiyle uyuşursa hipotez desteklenir; uyuşmazsa değiştirilir ya da bırakılır. Destek gören ve başka bulgularla bağlanan hipotezler zamanla kurama dönüşür.

Zeynep bu yolu izleseydi şöyle ilerleyebilirdi: «Karıncalar limonun asidinden rahatsız oluyorsa sirke çizgisinden de kaçmalı; şekerli suyu ise geçmeli.» Böylece yalnız gözlem biriktirmekle kalmaz, hipotezinden sınanabilir bir sonuç türetir. Bu yöntemin ayırt edici işareti, paragrafta deneyden önce bir tahminin dile getirilmesi ve deneyin o tahmini sınamak için tasarlanmasıdır.

Hume'un itirazı: otuz birinci karınca

Öğretmenin kenar notu, bilim felsefesinin en ünlü sorunlarından birine dokunuyordu. Empirizm dersinde Hume'un nedensellik bağının gözlenemediğini, beklentimizin tekrardan doğan bir alışkanlık olduğunu söylediğini görmüştük. Aynı akıl yürütme tümevarımın kendisine uygulanınca tümevarım problemi ortaya çıkar: sınırlı sayıda gözlemden evrensel bir yasaya geçişi mantıksal olarak garanti eden hiçbir şey yoktur. «Şimdiye kadar hep böyle oldu, öyleyse hep böyle olacak» demek için doğanın düzenli olduğunu varsaymak gerekir; o varsayımı da yine geçmiş gözlemlerle, yani tümevarımla savunabiliriz. Gerekçe kendi üzerine döner.

Hume bu nedenle bilimi bırakmayı önermez; deneye dayanan genellemelerin zorunluluk değil, alışkanlığa dayanan bir güven taşıdığını söyler. Bu itiraz, bir sonraki dersteki tartışmanın da çıkış noktasıdır.

Doğa bilimleri ve sosyal bilimler

Yöntem tartışması bir soru daha doğurur: insan ve toplum, taş ve gezegen gibi incelenebilir mi? Doğa bilimleri olayları nedenlerine bağlayarak açıklamaya çalışır; deney tekrarlanabilir, ölçüm kesindir. Sosyal bilimlerde inceleyen ile incelenen aynı türdendir, insanların davranışları niyet, değer ve anlam taşır, laboratuvar koşullarını kurmak çoğu zaman mümkün değildir. Bu yüzden bazı düşünürler sosyal bilimlerin olayları içeriden anlamaya yönelmesi gerektiğini savunur. Ders kitaplarında anlama ile açıklama ayrımı çoğunlukla Dilthey'in adıyla anılır; bu ayrımın kendisi tartışmalıdır ve sosyal bilimlerde de nicel yöntemler yaygın biçimde kullanılır. Sınavda beklenen, iki alan arasındaki yöntem farkını gerekçeleriyle tanımaktır.

Yöntem kartı: kim neyle anılır?

Metin çözümü: bu araştırma hangi yolu izliyor?

Bir tarım mühendisinin raporunda şöyle bir bölüm bulunduğunu düşün: «Ova köylerindeki domates fidelerinin bir kısmı her yıl çiçek açmadan soluyordu. Sulama suyundaki tuzun bunu yaptığını tahmin ettik. Tahmin doğruysa, aynı tarlada yağmur suyuyla sulanan sıralar sağlıklı kalmalıydı. Tarlanın yarısını yağmur suyuyla, yarısını kuyu suyuyla suladık ve sonuçları iki mevsim boyunca karşılaştırdık.»

İlk adımda tahminin yerine bak: «tuzun bunu yaptığını tahmin ettik» cümlesi deneyden önce geliyor; bu bir hipotezdir. İkinci adımda hipotezden bir sonuç türetilip türetilmediğini ara: «tahmin doğruysa … sağlıklı kalmalıydı» ifadesi tam olarak bu tümdengelim adımıdır. Üçüncü adımda deneyin amacını sor: tarla ikiye bölünüyor, çünkü türetilen sonuç sınanmak isteniyor. Üç işaret birlikte hipotez-dedüktif yöntemi gösterir. Rapor yalnız «yüz tarlada tuzlu suyla sulanan fideler soldu, demek ki tuz fideyi öldürür» deseydi tümevarım; «tuz bitkinin su almasını engeller, domates bir bitkidir» diye başlayıp sonucu yalnız bu genel ilkeden çıkarsaydı tümdengelim olurdu.

Mühendisin deneyi tahmini desteklerse bile bir soru açıkta kalır: destek gören hipotez doğrulanmış mı sayılır, yoksa bilimi bilim yapan şey, onu çürütebilecek bir gözleme kapıyı açık tutması mıdır? Bilimsel bir önermeyi bilimsel olmayandan ayıran ölçütü arayan Viyana Çevresi ile bu ölçütü tersine çeviren Popper'ın tartışmasını bir sonraki derste izleyeceğiz.

Örnek 1 — Bilim felsefesinin konusu

Soru: Aşağıdaki sorulardan hangisi bilim felsefesinin alanına girer?

• A) Kopernik, Güneş merkezli modeli hangi yıllarda yayımladı?
• B) Suyun kaynama noktası basınçla nasıl değişir?
• C) Sınırlı sayıda deneyle elde edilen bir sonuç, evrensel bir yasa olarak kabul edilebilir mi?
• D) Bir hücrede kaç kromozom bulunur?
• E) Hangi ülke ilk yapay uyduyu fırlattı?

Çözüm: B ve D bilimin kendi sorularıdır; doğayı inceler. A ve E buluşların tarihini soruyor, bu da bilim tarihinin işidir. C ise bilimsel yöntemin değerini ve sınırını sorgular. Cevap: C.

Örnek 2 — Ürün mü, etkinlik mi?

Soru: «Bilimi anlamak için yalnız kitaplardaki yasalara bakmak yetmez; o yasaları kimlerin, hangi ortak varsayımlarla, hangi toplulukların içinde ürettiğine de bakmak gerekir.» Bu görüş bilimi hangi açıdan ele almaktadır?

• A) Etkinlik olarak, bilim insanlarının toplumsal araştırma süreci yönünden
• B) Ürün olarak, sistemli bilgiler bütünü yönünden
• C) Sanatsal bir yaratım olarak
• D) Yalnız matematiksel bir yapı olarak
• E) Dinî bir inanç sistemi olarak

Çözüm: Metin «kimlerin», «ortak varsayımlar», «topluluk» diyerek bilgiyi üreten süreci öne çıkarıyor. Bilgiler bütününe bakan B'nin tam tersidir. Cevap: A.

Örnek 3 — Yöntemi tanımak

Soru: Bir araştırmacı «Gece lambası açık bırakılan odalarda uyuyan çocuklar daha geç uykuya dalıyorsa, lambasız odalara geçirilen çocukların dalma süresi kısalmalı» diye düşünüp iki grup kuruyor ve süreleri ölçüyor. Araştırmacının izlediği yöntem hangisidir?

• A) Yalnız tümdengelim
• B) Gözlem yapmadan aksiyomlardan sonuç çıkarma
• C) Anlama yöntemi
• D) Bacon'ın tablolarla genelleme yöntemi
• E) Hipotez-dedüktif yöntem

Çözüm: Araştırmacı önce bir varsayım kuruyor, ondan sınanabilir bir sonuç türetiyor, sonra iki grupla deney yapıyor. Tümdengelim adımı var ama deneyle sınama da var; bu birleşim hipotez-dedüktif yöntemdir. Cevap: E.

Örnek 4 — Hume'un itirazı

Soru: Hume'a göre tümevarımla ulaşılan genel bir yasanın kesin olmamasının nedeni hangisidir?

• A) Deneylerin her zaman yanlış ölçülmesi
• B) Geçmişteki gözlemlerden geleceğe geçişi mantıksal olarak güvenceye alan bir ilkenin bulunmaması
• C) Duyuların hiçbir bilgi vermemesi
• D) Bilimin matematiğe dayanmaması
• E) Bilim insanlarının önyargılı olması

Çözüm: Hume deneyin değerini reddetmez; itirazı, sınırlı gözlemden evrensel yasaya geçişin mantıksal bir garantisi olmamasıdır. E, Bacon'ın idollerini çağrıştıran bir çeldiricidir. Cevap: B.

• Tümevarımla tümdengelimin yönünü karıştırmak. Tek tek olaylardan genele çıkan tümevarımdır ve sonucu olasılıklıdır; genel yargıdan özele inen tümdengelimdir ve öncüller doğruysa sonucu zorunludur.
• Bilim tarihini bilim felsefesi sanmak. Buluşların sırası, tarihi, kimin bulduğu betimleniyorsa tarih; yöntemin geçerliliği ve bilimsel bilginin değeri tartışılıyorsa felsefe.
• Hipotez-dedüktif yöntemi düz tümevarım saymak. Paragrafta deneyden önce bir tahmin ve ondan türetilen bir beklenti varsa düz gözlem birikimi değil, hipotezin sınanması söz konusudur.
• Hume'u bilim karşıtı okumak. Hume genellemeleri kullanmayı sürdürür; reddettiği şey, onların mantıksal zorunluluk taşıdığıdır.
• «Topluluk» sözcüğünü atlamak. Bilim insanlarından, ortak varsayımlardan, araştırma sürecinden söz eden metin bilimi ürün olarak değil, etkinlik olarak tanımlar.