Bilimsel Yönteme Giriş

Önceki başlık Sonraki başlık Aşağa gitmek

Bilimsel Yönteme Giriş

Mesaj tarafından cRn* & méLiss-á Bir Salı Kas. 11, 2008 5:10 pm

Bilimsel yöntem, dünyanın hassas (yani güvenilir, uyumlu ve keyfi olmayan) betimlenmesi için bilim adamlarının birlikte ve sürekli çalıştıkları süreçtir.

Bir kuramı geliştirirken kişisel ve kültürel inançlarımızın doğal fenomeni hem anlamada, hem de yorumlamada etkilediğini itiraf ederek, bu etkileri en aza indirmek için standart usülleri ve kriterleri hedefleriz. Ünlü bir bilginin bir zamanlar söylediği gibi, “Akıllı insanlar (akıllı avukatlar gibi) yanlış görüşler için çok iyi açıklamalarla ortaya çıkabilirler.” Özet olarak, bilimsel yöntem, bir önerme veya kuramı test ederken deneycideki önyargı ve eğilimleri en aza indirmeye gayret eder.

I - Bilimsel yöntemin dört adımı vardır

Bir fenomen veya bir grup fenomenin gözlem ve tanımı.
Fenomenleri açıklayan önermenin formülasyonu. Önerme, fizikte çoğunlukla nedensel bir düzenek veya matematiksel bağıntı şeklini alır.
Önermenin, başka fenomenlerin varlığını öngörmek veya yeni gözlemlerin sonuçlarını nicelikli olarak öngörmek için kullanılması.
Öngörülerin birkaç bağımsız deneyci tarafından deney testlerinin yapılması ve gereği gibi yapılmış deneyler.

Eğer deneyler önermeyi desteklerse, önerme artık bir kuram veya doğa yasası olarak kabul edilme durumuna gelebilir (model, kuram, önerme ve yasa için fazlası aşağıda). Eğer deneyler önermeyi desteklemiyorsa, önerme reddedilmeli veya değiştirilmelidir. Bilimsel yöntemin şimdi verilen tanımlamasındaki anahtar, önerme veya kuramın öngörü gücüdür (kuramdan, verdiğinizden fazlasını alma yeteneği; Barrow, 1991). Çoğunlukla bilimde kuramların kanıtlanamadığı ama sadece çürütüldüğü söylenir. Yeni bir gözlemin veya yeni bir deneyin uzun dayanımlı bir kuramla çelişmesi olasılığı daima vardır.

II – Önermelerin test edilmesi
Az önce belirtildiği gibi, deneysel testler önermenin ya doğrulanmasına ya da yadsınmasına yol açar. Eğer önermenin öngörüleri deneysel testlerle açık ve tekrar tekrar bağdaşmıyorsa, bilimsel yöntem önermenin yadsınmasını veya değiştirilmesini gerektirir. Ayrıca, bir kuram ne kadar güzel de olsa, eğer onun doğanın geçerli bir tanımı olduğuna inanacaksak, öngörülerinin deney sonuçları ile uyuşması gereklidir. Her deneysel bilimde olduğu gibi fizikte de “deney üstündür” ve farazi öngörülerin deneysel doğrulanması mutlak bir gerekliliktir. Deneyler kuramı doğrudan (örneğin bir partikülün gözlemlenmesi gibi) test edebilir veya matematik ve mantık kullanılarak kuramdan türetilen sonuçlar test edilebilir (yeni partikülün varlığını gerektirecek bir radyoaktif bozunma sürecinin hızı gibi). Bir deneyin gerekliliğinin aynı zamanda bir kuramın test edilebilirliğini ima ettiğine dikkat edin. Test edilemeyen kuramlar, örneğin gözlemlenebilir sonuçları olmayan (özellikleri kendisini gözlemlenemez yapan partiküller gibi) kuramların bilimsel niteliği yoktur.

Uzun süreli dayanıklı bir kuramın öngörüleri yeni deney sonuçları ile uyuşmuyorsa, kuram bir gerçeklik tanımı olmaktan çıkarılabilir, ama sınırlı ölçülebilir parametreler içinde uygulanabilir olmayı sürdürebilir. Örneğin, klasik mekanik yasaları (Newton yasaları) sadece ilgili hızlar ışık hızından çok daha küçük olunca geçerlidirler (cebirsel olarak v/c << 1 olunca). Bu, insan deneyiminin büyük bir kısmının etki alanı olduğundan, klasik mekanik yasalar, teknolojik ve bilimsel problemlerin büyük bir kısmında yaygın, yararlı ve doğrulukla uygulanıyor. Bununla birlikte, v/c oranının küçük olmadığı bir alan gözlemliyoruz. Bu alandaki cisimlerin devinimleri ve “klasik” alandaki devinimler, Einstein’in görecelik kuramı denklemleriyle kesinlikle tanımlanabilir. Deneysel testlerden dolayı, evrenimizi yöneten ilkelerin tanımını görecelik kuramının, önceki “klasik” kurama göre daha genel ve dolayısıyla daha kesin bir şekilde sağladığına inanıyoruz. Ayrıca görecelik denklemlerinin, v/c <<1>> 10-8m). Bütün uzunluk ölçeklerinde geçerli bir tanımlama kuantum mekaniği denklemleriyle verilir.

Deneysel kanıtlar karşısında terk edilmesi gerekmiş kuramlara alışığız. Astronomide gezegen yörüngelerinin dünya merkezli tanımı, bir sıra hem merkezli dairesel gezegen yörüngeleriyle güneşin merkezde olduğu Kopernik Sistemi tarafından yıkılmıştır. Daha sonra, gezegen devinimlerinin ölçümlenmesi, dairesel değil eliptik yörüngelere uygun bulunduğundan bu kuram değiştirilmiş ve gezegen devinimleri hala Newton’un yasalarından türetilebilir bulunmuştu.

Deneylerde hata, birkaç kaynaktan gelir. İlk olarak ölçme araçlarının iç hatası vardır. Bu cins hatanın “gerçek” değerden sayısal olarak daha yüksek veya daha düşük bir ölçüm üretme olasılığı olduğundan buna rastgele hata denir. İkinci olarak sonucu bir yönde saptıran rastgele olmayan sistematik bir hata vardır. Hiçbir ölçüm, dolayısıyla hiç bir deney tam anlamıyla kesin olamaz. Aynı zamanda, bilimde hataları tahmin etmenin ve bazen de azaltmanın standart yollarına sahibiz. Böylece belli bir ölçümün hassasiyet derecesine karar vermek ve nicel sonuçları açıklarken ölçüm hatasını bildirmek önemlidir. Hata bildirimsiz bir ölçüm anlamsızdır. Deney ve kuram arasında yapılacak kıyaslama, deneysel hatalar bağlamında yapılır. Bilim adamları, kuramsal öngörüden sonuçların ne kadar standart sapma gösterdiğini sorarlar. Bütün sistemli ve rastgele hata kaynakları gereği gibi tahmin edimiş midir?

III – Bilimsel yöntemin uygulanmasında yaygın hatalar
Daha önce belirtildiği gibi, bilimsel yöntem, bilim adamının deney sonucundaki yanlılık etkisini en aza indirmeye çabalar. Yani, bir önerme veya kuramı test ederken, bilim adamı bir bir sonucu veya başkasını yeğleyebilir, ve bu yeğlemenin sonucu veya yorumu yanlı kılmaması önemlidir. En birinci hata, deneysel testler yapmaksızın bir önermeyi bir fenomenin açıklaması olarak yanlış anlamaktır. Bazen “sağ duyu” veya “mantık” bizi teste ihtiyaç olmadığına ayartır. Bunun Yunan filozoflardan bugüne sayısız örneği vardır.

Başka bir yaygın hata, önermeyi desteklemeyen verileri ihmal etmek veya atmaktır. İdeal olarak deneyci, önermenin doğru veya yanlış olması olasılığına açıktır. Bazen, her nasılsa bir bilim adamı, önermenin doğru (veya yanlış) olduğu hakkında güçlü bir kanıya kapılır veya belirli bir sonuç almaya içten veya dıştan baskı hisseder. Bu durumda, bilim adamının beklentileriyle uyuşan veriler dikkatli kontrol edilmezken, uyuşmayan veriler için de sistemli etkiler gibi “yanlış birşeyi” arama psikolojik eğilimi olabilir. Buradan alınacak ders, bütün verilerin aynı işleme uygulanmasıdır. Başka bir yaygın hata, sistemli hataların (ve tüm hataların) nicel tahminindeki başarısızlıktan oluşur. Deney yapanların yeni bir fenomeni içeren veriyi, sistemli bir geri planı olduğu gerekçesiyle başka anlam verip kaçırdıkları pek çok buluş örneği vardır. Tersine, bulucularının nedenini açıklayamadıkları, sonradan sistemli hata oldukları kanıtlanan pek çok sözde “yeni buluş” örneği de vardır.

Etkin deneylerin ve bilimsel topluluk üyeleri arasında açık iletişimin olduğu bir dalda bireysel veya grupsal eğilimler birbirlerini götürürler. Çünkü deneysel testler, eğilimi başka yönde olabilen bilim adamları tarafından tekrarlanmaktadır. Buna ek olarak, farklı deney düzeneklerinin farklı sistemli hata kaynakları vardır. Çeşitli deneysel testleri kapsayan bir dönem (en azından birkaç sene) sonunda hangi deneysel sonuçların süre sınamasına dayandığı üzerinde toplulukta bir uzlaşma oluşur.

IV – Önermeler, Modeller, Kuramlar ve Yasalar
Fizikte veya diğer bilim düzencelerinde “önerme”, “model”, “kuram” ve “yasa” kelimeleri, bir grup fenomen hakkındaki bilgi veya onay derecesine göre farklı anlamlara sahiptir.

Bir önerme, belirli durumlardaki neden ve etkiyle ilgili sınırlı bir açıklamadır; aynı zamanda deneysel çalışma öncesi, belki hatta yeni fenomenlerin öngörülmesi öncesi bilgimizin durumunu verir. Günlük yaşamdan bir örnek alırsak, farz edelim ki arabanız çalışmadı. “Arabam çalışmadı, çünkü aküsü zayıfladı” diyebilirsiniz. Bu sizin ilk önermenizdir. Daha sonra farların açık mı kaldığını, veya kontağı açtığınızda motordan başka bir ses mi geliyor diye kontrol edersiniz. Bilfiil akü kutup başları arasındaki gerilimi kontrol edebilirsiniz. Akünün zayıflamadığını fark ederseniz, başka bir önerme deneyebilirsiniz. (“Şarj dinamosu bozuk”; “Bu benim arabam değil.”)

Model kelimesi, önermenin en azından sınırlı geçerliği bilindiği durumlar için ayrılmıştır.Bunun çok anlatılan bir örneği, atomun Bohr modelidir. Burada güneş sistemine benzetme yapılarak elektronların çekirdek etrafındaki yuvarlak yörüngelerde devinimde olduğu tanımlanır. Bu bir atomun nasıl göründüğünün hassas bir betimlemesi değildir; ama model, elektronun en basit örneğinde, hidrjen atomunda, kuantum düzeylerinin enerjilerini (ancak doğru açısal momentumlarını değil) matematiksel olarak gösterilmesini başarır. Başka bir örnek Hook yasasıdır (Hook’un prensibi veya Hook’un modeli olarak adlandırılmalı), Şöyle açıklanabilir: bir yaya asılı bir kütle tarafından uygulanan kuvvet, yayın gerildiği miktarla orantılıdır. Bu prensibin sadece küçük miktardaki gerilişler için geçerli olduğunu biliyoruz. “Yasa”, yay esneme sınırının ötesinde gerildiğinde (kopabilir) geçersizdir. Bununla beraber bu prensip, basit harmonik devinimin öngörülmesine yol açar ve bir yayın davranışının modeli olarak son derecede geniş uygulama alanıyla da çok yönlü olmuştur.

Bir bilimsel kuram veya yasa, tekrarlanmış deneysel testler sonucu onaylanmış bir önermeyi veya bir grup ilgili önermeleri açıklar. Fizikte kuramlar, evrensel uygulanabilirliği yansıtan “doğal yasa”yla özdeşleştirilen birkaç kavram ve denklemle formüle edilirler. Kabul görmüş bilimsel kuram ve yasalar, evreni anlayışımızın bir kısmını ve bilginin daha az anlaşılmış alanlarını araştırmada temel oluştururlar. Kuramlar kolayca terk edilmez; yeni buluşların, önce mevcut kuramsal çatıya uyduğu farz edilir. Ancak pek çok deneysel testler sonrasında yeni fenomen uzlaştırılamayınca, bilim adamları kuramı ciddi olarak sorgulamaya ve değiştirmeye girişirler. Bilimsel kuramlara fiziksel dünyanın gerçeklerini temsil etmek olarak eklediğimiz geçerliliğin, “sadece bir kuram” terimiyle kastedilen uyduruk geçersiz kılma ile karşıtlığı gösterilmelidir. Örneğin, “yerçekiminin sadece bir kuram” olmasından dolayı, birinin yüksek bir binadan düşmeyeceği faraziyesiyle atlaması
olası değildir.

Bilimsel düşünce ve kuramlarda değişiklikler elbette, bazen de dünya görüşümüzde kökten değişiklik yaparak meydana gelmektedir (Kuhn, 1962). Yine de değişiklik için anahtar güç, bilimsel yöntem ve deneydeki vurgusudur.

V – Bilimsel Yöntemin uygulanabilir olmadığı koşullar var mıdır?
Bilimsel yöntem, bilimsel bilgiyi geliştirmekte gerekli olduğu gibi, günlük problem-çözümünde de yararlıdır. Telefonunuz çalışmadığında ne yaparsınız? Problem alette midir, ev içindeki kablolamada mı, dışardaki kutuda veya telefon şirketinin işlemlerinde mi? Bu problemi çözmek için içinden geçeceğiniz süreç, bilimsel düşünce içerebilir ve sonuçlar ilk beklentilerinizle çelişebilir.

Herhangi iyi bir bilim adamı gibi bilimsel yöntemin uygulanabildiği durumları (bilim dışında) sorgulayabilirsiniz. Yukarda söylenenlerden belirlediğimiz; dış faktörleri hesaba katarak veya eleyerek ve incelenen sistemde sınırlı kontrollu değişikliklerden sonra tekrar tekrar test ederek ilgili fenomenin soyutlanabilindiği durumlarda bilimsel yöntemin en iyi çalışan olduğudur.

Elbette fenomenin soyutlanamadığı veya ölçümlerin tekrarlanamadığı koşullar vardır. Bu durumlarda, sonuçlar kısmen durumun geçmişine bağlı olabilir. Bu, çoğunlukla insanlar arasındaki toplumsal etkileşimlerde ortaya çıkar. Örneğin bir avukat, bir mahkemede jüri önünde üstüste duruşmayı tekrarlayarak başka yaklaşımlar deneyemez.. Yeni bir duruşmada jüri kompozisyonu farklı olacaktır. Yeni bir dizi tartışmayı dinleyen aynı jürinin, dahi daha önce işittiklerini unutmaları beklenemez.

VI – Sonuç
Bilimsel yöntem; bilimle, pek çok düzeyde modern devrin içine işleyen insanın bilgi edinmesi süreciyle, girift bir şekilde ilişkilidir. Yöntem, tanımlama olarak basit ve mantıklı görünürken, belki de, şeyleri nasıl olup da bilir duruma geldiğimizi bilmekten daha karmaşık bir soru yoktur. Bu girişte, bilimsel yöntemin, sistemli deney yapma gerekliliği yüzünden, bilimi diğer açıklama şekillerinden farklı kılmasını vurguladık. Ayrıca bilimsel bulgulardaki bireysel ve toplumsal eğilimlerin etkisini azaltmak için bilim adamlarınca geliştirilmiş bazı uygulama ve kriterleri de aktardık.

cRn* & méLiss-á
Admin

Mesaj Sayısı : 142
Kayıt tarihi : 10/11/08

Kullanıcı profilini gör http://evrimteorisi.allgoo.net

Sayfa başına dön Aşağa gitmek

Önceki başlık Sonraki başlık Sayfa başına dön


 
Bu forumun müsaadesi var:
Bu forumdaki mesajlara cevap veremezsiniz