BiLiMiN ONCULERi cernal ytldlflrn

rOB/rAK P()/nUl'r Bi/im Kitclplcm 9

Bilimill ()Ilciileri Ct'Ill,t! ytldtrlill

i[) TClrkiye Bilill1sel \'e Teknik Arastllma KlirUIl1U, 199~ rOB/TAl{ POjJliter Bi/illl KitajJiartllll1 Sq,'imi I}(' D(',~('ri(,Il{lil'i'lIl(,s

TOB/TAX jCll'lIl Komis),o1l11 Tam/inti(/11 Ya/Jlilllaktadll'

ISBN 97~ - '105 - 011 - ()

il k bas1111l Oeak 1995k yap lhin Eifi nlill c)nu'ileri

bugi'me behi r 52. SOO ;Ider basdll1l)trr.

Ii, lhsrm SlIilat I yIN (2'ion adell

Yayll1 Koorelimti)rii: Cem il Koelk Y:mn Yimetnwni: Zafer K'irael Teknik Yiinetmen: Duran Akcl

TIs;lnm Mehmet SOil:ICI Uygui:lIna: Nurcll1 (lztop

rClliTAK Atatiirk II1IiI'art r\(): 221 O(!l()(1 KavaklidewAnkara

Tel (l J2) 427 55 21 Fab (:\ 121 427 13 5(, t'-P(),C,tl: I )tl'knlk ig'tul litak.g( 1\'. tr

intl'rt1l't: \y\yw.hiltek,tllhitak.go\,.tr

l'ro-M:lt. [l'lslm '1':1)111 AS - isuniJul

Bilin1in bnculeri

Cernal Ylldlflrn

Ti'JIl ITAK POPOLER BILtM KITAPLARI

i(;indekiler

i)nsoz C:lRl$ lIilim Nedir? Ne Degildir? lIilim Tarihine Klsa Bir Bakl~ IIfUMSEL DU$UNME YONTEMI Hilimsel Etkinligin Niteligi IWimsel Yontem lIilimsel Bulu~ta Yontem Yok mu? II ipotez-Gozlem lli~kisi lIilimsel Kuram: Yapl ve l~levi UlUMIN ONCULERI /\f'(:himedes (Ar~imed) /1:llclides (Oklid) /I:ratosthenes / ,/'onardo da Vinci Nil:olaus Copernicus (Kopernik) //mncis Bacon (inlileo Galilei "Iohannes Kepler William Harvey t.~ohert Boyle (:hristiaan Huygens Nil' Isaac Newton Antoine Laurent Lavoisier ,.John Dalton Michael Faraday (:Iwrles Darwin ,Johann Gregor Mendel I,ouis Pasteur

3 6

15 20 27 33 40

47 53 61 66 72 78 84 92 98

104 109 115 123 129 135 142 149 154

James Clerk Maxwell 160 Ivan Pavlov 165 Marie Curie 171 Max Planck 177 Ernest Rutherford 182 Albert Einstein 188 Niels Bohr 199 Werner Heisenberg 205 Sonsoz 216 Kaynaklar 218

Onsoz

Bu kitabm "G1Rl$" du~mdaki boliimleri, TU-HlTAK Bilim ve Teknik Dergisi'nde (Eylii11991 .. Arahk 1994) yaJImlanan iki dizi yaZlJI kapsa-maktadu. Ana boliimii oluturan "B1L1MiN ONCULERi" dizisinin sunu yazlsmda u satIr-lat' yer almltI:

Yaadl~mlz dunyaYl dogru degerlendirmenin ba-ta gelen koulu kukusuz bilimi yeterince anlamak-tn'. Ders kitaplannda ogretilenler, ne yazlk ki, eogu k()z bir Yl~n ezber bilgi olmaktan ileri geememekte, ara(7tIrma etkinligini algIlamaya elvermemektedir. Oysa bilim deneyimsel bir sureetir; kafaya doldurula-eak bir Yl~n hazlr bilgi degildir. Bilim dogruyu bul-ma, olup bitenleri aClklama araYll surecinde us sa! oldugu kadar imgesel ve duygusal tum yetilerimizi ili()ren bir etkinliktir. Kii bu etkinlige katIlabildigi iilcude bilimi anlama olanaw bulur.

Oncu bilim adamlanm tamma, ozellik!e gene ku-~Jakta, bilimsel etkinlige katIlma cokusuna yol aeabi-IiI'. Ustelik, ele alaca~mlz her buy\ik bilim adammm ki~iliginde hepimiz iein .ozenilecek bir deger, saygm hir ornek vardlr.

Okuyucunun 0 degeri yakalamasl, 0 cokuyu yaa-lll.aSl dilegiyle! Dizinin okuyuculardan gordiigu yakm ilgi di-lt ~i\'imizin bir ol~iide de olsa ger~ekletigi iyim-illlf'ligini yaratmltIr. Yeni okuyucularla bu yol-tin daha biiyiik mesafe alaca~mlzl umuyoruz.

Bilim, yolumuzu aydmlatan bir llktIr. Gen~ kuaklarm gelecege yonelik yiiriiyiilerinde bu llkh ama ~etin yolu se~eceklerini ummak bo bir hayal degildir. Ne mutlu bu yolculuga kabl-may! goze alanlara!

Bu kitabl okuyuculara ulatIrma kiilfetini yiiklenen TUB1TAK'a teekkiirlerim sonsuzdur.

Cernal Yddlrlrn ida Tepe, Ak~ay, 1994.

GtRi~

Uzun ya~amzmda ogrendigim bir ~ey uar: nl'N,;eklikle olc;il~tUrilldi1gilnde tUm bilimimiz ilkel

ve c;ocukc;a kalmaktadzr - ama gene de sahip oldugumuz en degerli ~eydir, bilim!

Albert Einstein

Bilimin Onculeri 3

Bilim Nedir, Ne Degildir?

Bilim basit bir tammla apklanmaya elveren tekdiize bir etkinlik degildir; olgu-kuram bagla-mmda \(ok yonlii, karma~nk bir olaydlr. Bilimin, ussal ve nesnel boyutlan yamnda, deger yargtSl, yaratIcl imgelem, hatta diipediiz duygusalhk i\(eren boyutlan da vardlr. Qogu kez bilim bir bilgi birikimi ya da diizenli gUvenilir bilgi ola-rak tammlamr. Bu yiizeysel bir anlaYl~tIr. Bili-me bir yamyla diizenli, gUvenilir bilgi olarak ba-kllabilir, ku~kusuz. Ama, "bilim" dedittimiz et-kinligin aSll ozelligini iirettigi bilgiden ({ok bilgi iiretme yonteminde aramahYlz. Bilim oziinde bir arayttIr; ger

4. Giri~

goreceli degildir. Her kUf?ak problemlere ~oziim araY1f?mda, dahasl kendine ozgii yeni atIhmla-nnda bile, daha once kazamlan deneyim ve bilgi birikimini goz oniinde tutmak zorundadlr.

Bilimin yenilenmeye apk dinamik yaplsl onemli bir ozelligidir, kUf?kusuz; ama bir ol~ude de tutucu oldugu soylenebilir. Pek ~ogumuz i~in ahf?lk oldugumuz bir inan~tan, kOf?ullandlglmlz bir ideolojiden kopmamlz ne denli zorsa, bilimde de yerlef?ik bir varsaytm ya da kuraml (bu kuram kimi yeni gozlem verilerini apklama if?levinde yetersiz kalsa da) degif?tirmek 0 denli gi.i~tiir.

Gu~tur, ama, bilim tarihinde ornekleri az olan bir olay da degildir . Bilim bir yamyla normlara bagh kurumsal bir etkinliktir, kUf?ku-suz; bilim adamlan ~ogunluk ~ahf?malanm bu normlar ~er~evesinde surdiirurler. Ne var ki, oncu bilim adamlannm performansma baktI~mlzda, yerlef?ik normlan af?an, dahasl onlara ki-mi kez ters dUf?en atIhmlara tamk olmaktaYlz. Bilim tarihinde "devrim" diye ge~en buyuk do-nUf?umlerin kif?ide iistiin yetenek, derin sezgi ve genif? imgelem giicii gibi ozelliklerin yam Slra yiireklilik isteyen bireysel atIhmlann iiriinii 01-dugu soylenebilir. Ashnda bilimsel gelif?me kar-maf?lk bir siire~tir: ne salt bireysel atIhmlara ya da kendi i~ dinamizmine, ne de salt sosyal ya da ekonomik kOf?ullarm etkisine indirgenebilir. Bi-limsel gelif?meyi tek boyutlu bir yaklaf?lmla

a~lklayamaytz. Tiim kiiltiirel etkinlikler gibi bi-lim de iistiin yetenekli kif?ilerin ger~ege yonelik araYlf?lanna elveren bir ortamm iiriiniidiir.

Degindigimiz bu ozellikler ileriki sayfalarda daha da belirginlik kazanacaktIr. I?imdi degine-

5

cegimiz bir nokta da yaygm bir anlayu~a ilii?kin-dir. Buna gore, bilim Cei?itli arac ve diizeneklerle yai?amlmlza giderek daha fazla giren teknoloji-den bai?ka bir i?ey degildir. Kokii daha eskilere uzanan bai?ka bir goriii?e gore de bilim fildii?i ku-Ie sine ya da laboratuvarma kapanm1i? kimi "ga-rip" kii?ilere ozgii bir baklma gizemli bir diii?iin etkinligidir. Hemen soyleyelim: Teknoloji, bili-min pratik uygulamasl olmakla birlikte, bilim degildir. Aym i?ekilde, tiim soyut kavramsal ya-plsma, giinliik yai?am pratiginden uzak tutumu-na kari?m bilime temelde sagduyunun daha dii-zenli ve tutarh bir uzantIsl diye bakIlabilir. Ne olaganiistii yetenekli kiiCiik bir kesime ozgii, ne de ortalama kavraY1i? giiciimiizii ai?an gizemli bir etkinliktir. Bilimi aynca astroloji, parapsiko-loji, frenoloji tiiriinden ugrai?larla da kani?tIr-mamak gerekir. Bu tiir ugrai?lar ne amaclan ne de yontemleri apsmdan bilim sayllabilir. AmaC-Ian gercegi tammak, giivenilir bilgi iiretmek de-gil, insanlan birtaklm "uydurma" apklamalar-la, oyalamak, aldatmaktIr. "Sahte bilim" denen bu ugrai?lann olgusal yoklanmaya elveren, ussal elei?tiriye apk hicbir sonucu gosterilemez 1.

Bilimin kimligini ortaya koymak iCin heri?ey-den once tarihsel kokenine ve gelii?im siirecine bakmak gerekir. Bu bak1i? bize aym zamanda ele aldl~mlz bilimin onciilerini dogru degerlen-dirmede gecerli bir perspektif saglayacaktIr.

6 .BiZimin OnciiZeri

Bilim Tarihine KISa Bir Bakl

Modern bilimin dogu!;m insanhk tarihinin belki de en onemli olaYldlr. Bir kez bilim bir ara~tlrma yontemi olarak insan du~uncesine gii~lu bir nite-lik kazandlrml~tlr. Sonra, ortaya koydugu sonu~lar, ilk uygarhklara yol a~an icat ve bulu~lar ol~usunde onemlidir. Bilimin dogu~una ve geli~imine yol a~an ko~ullarm ne oldugu bugiin de tartl~Ilan bir konudur. Kimi bilim tarih~ileri bilimi, koku ilk uygarhklara uzanan bir deneyim ve bilgi biri-kimi olarak algIlamaktadlr. Kimisi ise bilimi belli kulturel ko~ullarda ortaya pkan kimi ustun yete-nekli se~kinlerin ogrenme ve ara~tlrma tutkusu-nun urunu saymaktadlr. ate yandan Karl Marx ve onu izleyen du~unurler de soruna daha degi~ik bir a~ldan yakla~ml~lardlr. Onlara gore, bilimin

geli~mesinde temel etken ki~ilere ozgu ogrenme, ara~tlrma merakl degil, toplumsal ihtiya~, ekono-mik ko~ullardlr. Marxistler, tum kulturel etkin-likler gibi bilimin de uretim ve bolu~ume ba~mh bir geli~me oldugu savmdadlrlar. Bu ba~mhhga kamt olarak endustri devriminin modern bilimi oncelemesi olayml gostermektedirler (Ileri suru-len tezin ornek olarak alman olayla kamtlandl~ kesin olmaktan uzaktlr. Bir kez endustri devrimi-nin modern bilimi onceledigi dogru degildir. Son-ra sorulabilir: karma~lk ve ~ok degi~kenli bir olay olan bilimsel geli~meyi "ekonomi" adl altmda tek bir nedene indirgemek ne denli ge~erli olabilir?).

7

Bilimin geliimine ilikin birbiriyle Itelien gorulerin tarhmasml bir yana blrakarak, so-runa daha yalm bir gozle bakahm.

Tum canhlar gibi insanm da yaamml sur-durmesi oncelikle dogal Itevresiyle uyum kurma-sma bagh olmutur. Ne var ki, insan uyum kur-makla kalmamlhr; duunme, iletiim kurma ve aralt yapma gticuyle dogaya egemen olma sure-cine girmitir. insamn bu yetilerinin belirgin iz-leri gtinumuzun goz kamahran bilimsel ve tek-nolojik baanlarmdan tarihin derinliginde ka-Ian Eski Ta Donemindeki icatlara kadar uzan-maktadlr. KazIlar 0 doneme ait agalt, kemik ve Itakmak tamdan yapllml balta, bl\(ak, igne, mlzrak gibi araltlar ortaya pkarmlhr. Sonra gelen Neolitik donemde avclhktan tanma gelten insamn Itanak Itomlek turunden yeni araltlara el

attl~, dahasl, "dokuma makinesi" diyebilecegi-miz basit bir araltla giyim eyasl uretimine gelt-tigi gorUlmektedir. Vaglmlzdan yaklalk yedi-binYlI once sine gelindiginde buytik bir adlm da-ha ahlarak metal ileme donemi baf;llar: baklr, ten eke ve bunlarm alalml bronz ortaya pkar. Insan hilt bir baanslyla yetinmemi, her do-nemde yeni araYllar iltine girmitir. Uygarhk bu sonu gelmez araYllarm biriken urunudur.

Bilim tarihinden ilkuygarhklarm Dicle-Flrat, Nil ve Indus gibi buvuk nehirlerin vadilerinde ortaya ~lkhglm ogreniyoruz. Saban, tekerlekli araba, gemi ve sulama kanallan bu vadilerde vaf;layan insanlarm bului$landlr. Hayvanlarm if;l gucunden yararlandlklan da bilinmektedir. Uretimleri yalmz toprag,. ir:;leyenlerin degil, ra-hip ve soylulardan oluf;lan bir se(::kin smlfm ge~i-

8 .Bilim Tarihine Klsa Bir Bakl$

mi icinde yeterliydi. Astronomi ve matematigin geli~mesinde, bo~ zamanlanm ogrenmeye ada-yan bu kesimin i~levi biiyiik olmu~tur. Tanmsal bolluk demircilik, comlekcilik ve ba~ka zanaat-larm da geli~mesine olanak saglaml~tI. Ate~te kum, soda ve kirec ta~l yakIlarak cam iiretil-mekteydi.

to. 3000 yIllarmda "Mezopotamya" diye bili-nen Dicle-Flrat vadisinde olu~an Siimer uygarh-

~ yumu~ak kil iizerinde yazl yazma teknigini geli~tirmi~ti. Mlslrhlarm yontemi daha ileri bir diizeydeydi: kaYltlanm bitkilerden elde ettikleri bir tiir ka~t iizerinde miirekkeple tutuyorlardl. lki uygarhkta da ah~-veri~ i~leri basit hesapla-rna becerilerinin geli~mesine yol acml~tI. Ozel-likle arazi olciimiinde kullandlklan geometri 01-dukCa ileri bir diizeydeydi. pi saYlSlm, dik aph iicgenlerin ozelliklerini biliyorlardl. Astronomi-de gozleme dayah kimi ilk bilgileri, bu arada, dairenin 3600 'ye, bir giiniin 24 saate, bir saatin 60 dakikaya, bir dakikanm 60 saniyeye bOliin-mesini Siimer uygarh~nm miraspsl Babillilere borcluyuz.

Babil ve Mlslr'da havamn mevsimler boyu aC1k gitmesi insanlarm gokyiiziinii incelemeleri-ni kolayla~tIrmaktaydl. Astronominin bu yore-lerde ilk geli~en bilim olmasl bir baklma dogal-dl. Babilliler ozenle topladlklan gozlemleri, bir-taklm ondeyilere elveren bir dizgeye donii~ti.irmeyi ba~arml~lardl. Goksel nesnelerin konum ve devinimlerindeki belirgin diizenlilik gozlem

cah~malarma biiyiik bir kolayhk saglamaktay-dl. OYle ki, Babilliler bu incelemelerine dayana-rak tanm iCin yararh bir takvim bile geli~tir-

mi:;;lerdi. Ol~iimlerinde son dereee dikkatliydi-ler. Ylhn uzunlugunu yaklai?lk 4 dakikahk bir hatayla saptayabilmii?lerdi. Ay ye giinei? tutul-malanna ilii?kin tahminleri de olduk~a saglam-dl. Babillilerin aritmetik ve astronomide, MlSlr-blann da daha ~ok geometride attIklan adlmlar Honraki donemlerin bilimsel gelii?meleri i~in ilnemli bir bai?langw olmui?tur. Ne var ki, bu

ha~langI~ gozlem ve ol~me verileriyle ~ogunluk Hlmrh kalmli?, apklaYlcl kuramlara yonelme Orek donemini beklemii?tir.

1.0. 600 Ylllarmda parlak ai?amasma ulai?an Orek uygarhgmm en ~arplCl ozelligi dUi?uncede

t(1rtl~maya gore eel de olsa olanak tamyan bir \.oplum yaplsma sahip olmaslydl. Grek diii?uniir V(l filozoflan fikirlerini herkese apk meydanlar-da ileri siiriip tartIi?abiliyorlardl. Diii?iinme, olot;ltiri ve iletii?ime apk oyle bir ortamm tiim killtiirel etkinlikler gibi bilim i~inde ne denli Hnemli oldugu apktu.

Grek toplumu teknolojiye yonelik degildi; kii-cUmsenen el ii?leri neredeyse tiimuyle kolelere yuklenmii?ti. Se~kin kesim zamamm felsefe, sa-nut ve politika etkinliklerine katllmakla doldu-,'uyordu. Bilim, felsefe kapsammda bir etkinlik-ti. Ama~ diinyaYl anlamak, evrende olup biten-lori bir ka~ temel ilke ~er~evesinde apklamaktI. I )oga giiclerini denetim altma almak, oylece in-Hun yai?amma teknik kolayhklar saglamak An-tilt Yunanhlann uzak durdugu bir tutumdu.

Grek diii?iiniirleri i~in bilim dogrulugu soz go-l.iI.rmez belli ilkelere dayanan metafizik tiiriin-cion bir sistemdi. Bu sistemde gozlem ya da de-Iltlyin belirgin bir yeri yoktu. Bu anlaYli?m ~arpl-

10 .Bilim Tarihine Ksa Bir Baki;

Cl orneklerini Thales, Anaximenes, Empedocles, Democritus gibi bilime yonelik filozoflarm ogre-tilerinde bulmaktaYlz. Ornegin, evrenin temel niteligini Thales suda, Anaximenes havada bul-maktaydl. Empedocles Wm varhklan "dort ele-ment" dedigi toprak, su, hava ve ate~e indirgi-yordu. Democritus iCin ise, evrende her~ey "atom" denilen gorunmez kuCuklukte, bolunmez birimlerden olu~mu~tu.

Bu spekulasyonlarm yam Slra daha buytik bir atIhmm matematikte ortaya kondugunu goru-yoruz. Babilliler ile Mlslrhlarm cogunluk empi-rik duzeyde kalan bilgi birikimini, ba~ta Pytha-goras ve onu izleyen matematikciler mantIksal ispat yontemine dayanan teorik bir sisteme do-

nu~Wrmeyi ba~lnrlar. Buna gore, geometrinin oicme yontemiyle dogrulanml~ tum onermeleri, "aksiyom" ya da "postulat" denen az saJIda ilke-den mantIksal olarak pkarsanarak ispat edile-bilmekteydi. Euclides'in to. 300 JIllarmda yaz-

dl~ Geometrinin Elementleri, "aksiyomatik" de-digimiz bu sistemi ortaya koyan, yuzYlllmlza ge-Iinceye dek ders kitabl olarak okutulan olmez bir yaplttIr. Aksiyomatik sistem yuzYlllar boyu Wm du~un alanlarmda ozenilen yetkin bir or-nek olmu~tur. Antik Yunanhlarm geometride sergiledikleri bu ba~armm bir oicude de olsa astronomideki cah~malarma da yansldl~ soyle-nebilir.

Grek filozoflan arasmda bilime en yatkm ola-m Aristoteles'ti. Aristoteles'in onemli cah~masl biyoloji alanmda olmakla birlikte, astronomi ve fizikteki etkisi 17. yuzYlla gelinceye dek surer. Onun da bilim anlaYl~l temelde kendisini once-

11

leyenlerden pek farkh degildi: dogada olup biten her/?ey dogrulugu apapk belli ilkelerle apklana-bilmeliydi. Ornegin, Ylldlzlarla gezegenlerin de-vinimlerinin ~embersel olmasl bu ilkelerden bi-riydi. Ona gore, goksel nesneler ayncahkh ko-numlanyla yersel nesnelerden farkh niteliktey-di. Onun, bilimin geli/?mesini olumsuz yon de et-kileyen bir ba/?ka ilkesi de "teleolojik" diye bili-lion ereksel ogretisiydi. Aristoteles, yalmz canh-lurm buyume ve davram/?lanm degil, fiziksel nosnelerin devinimini de bu ogreti ~er~evesinde uClklamaYl ongoruyordu. Buna gore evrende Wm olup bitenler belli bir hedefe, bir amaca yo-lI111iktir; gen;eklik belli bir amaCl yansltmakta-tilT . Bilimin i/?levi olgulan yonelik olduklan

IHna~ ~er~evesinde apklamaktIr. Klasik ~agm iki donem i~erdigi soylenebilir:

Aristoteles'le sona eren ilk donemi Helenistik tliinem izler. Bu yeni donemde entellektuel et-kinliklerin merkezi Atina'dan iskenderiye'ye ~ocmi/?tir. Euclides, Archimedes, Aristarchus,

l~jratosthenes, Hero lskenderiye'de yeti/?en bil-Kinler arasmda ba/?tda gelen adlardlr. Astrono-minin buyiik adl Ptolemy de iinlu yapltI Alma-J.((INt'i lskenderiye'de yazml/?tI.

Helenistik donem felsefeden ~ok bilim ve tek-lIolojinin on planda yer aldlgt donemdir. Bilim-/wl yontem apsmdan onemli ilk buyuk adlmm lin donemde atIldlgl soylenebilir. Bu adlm goz-II'Insel verilerle ussal du/?unmenin birle/?-IIloHidir. Archimedes'in kaldlra~ yasasl ve hid-j'oHtatigi gibi Ptolemi astronomisi de bu bir-

11\~imin urunudur. Ne var ki, bu donem Roma ,vOnctiminde atIhm gUcunii yitirmeye yuztutar,

12 .Bilim Tarihine Ksa Bir BakLs

yok geymeden diger yaratIcl etkinliklerle birlik-te bilim de Ortayag karanh~na gomuhir.

Bu gerilemede ba~hca iki etkenin rolunden soz edilebilir. Etkenlerden biri Roma yonetimin-de egitimin bilimsel ilgiyi beslemek yerine "hamaset" edebiyatma a~rhk vermesidir. Ikinci etken Iskenderiye'nin zamanla dinsel yah~malarm iyine du~mesi, bagnaz gUylerin eline geymesidir.

Geryi, Hlristiyan dunyasl Ortayag karanh~nda iken bilim me~alesi sonmemi~, ba~ka ellerde ta~lnmaktaydl. Islam dunyasl ozellikle tIp, kim-ya ve matematik alanlarmda onemli yah~malar iyine girmi~ti. Ancak 12. yuzytla kadar suren bu parlak donem de sonunda kararmaya yuztutar, dinsel bagnazh~n egemenligine girer. Kaldl ki, Araplann genelde bilimde ozgiin atIhmlara gir-mekten yok klasik yag kaynaklanm aktarma ve yorumlama tutumu iyinde kaldI~ soylenebilir.

Ortayag'da bilim kilisenin tekelinde, teolo-jinin buyruguna girmi~ti. Bu ortamda daha son-ra ortaya pkan skolastik felsefe her ne kadar Aristoteles mantI~ yeryevesinde ussal bir dizge idiyse de, temelde, teolojik iyerikli bir metafizik olmaktan ba~ka bir ~ey degildi. Nitekim bu

du~tincenin zamanla ozgiir arayt~lara kapah; 01-gusal dunyayt anlamaya degil, dinsel dogmalan ispatlamaya yonelik klSlr bir gelenege donut;;-tugUnu biliyoruz. 16. ve 17. yUzytllarda bilimsel atIhmlan olum cezaslyla sindirmeye yonelen en-gizisyon bu gelenegin bir araclYdl.

Bilimde ilk canlanma Ronesansla birlikte BatI Avrupa'da bazl ogretim merkezlernin olu~maslyla ba~lar. Bu merkezler yok geymeden

13

Paris, Oxford, Cambridge ve Padua Univer-sitelerine doniit;liir. Matbaamn ortaya

BiLiMSEL DU~UNME YONTEMt

Her goziemin ileui bir goru ya da beklentiyi yoklamakt~r. Bu nokta nasLl gozden kar;ar,

anlayam~yorum ?

Charles Darwin

Bilimin Onculeri .15

Bilimsel Etkinligin Niteligi

Bilime, "dogaYl, ozellikle dogaya ilif?kin ku-ram ya da beklentilerimizi, surekli sorgulama etkinligi" diyebiliriz. insan i~in yaf?am ~evresini, giderek tum evreni anlamak koklu bir ihti-ya~tIr. Bu ihtiya~ bilim oncesi donemlerde gun-luk gozlemlerle, basit tahminlerle ya da kif?inin kulturel ortammdan edindigi hazlr bilgi ve on-yargIlarla karf?llamyordu. Gunumuzde bile in-sanlann buyuk ~ogunlugu benzer davramf?

i~indedir. Bilgi birikimimizin onemli bir bOlu-munu sagduyu duzeyinde kalan bu yaklaf?lma bor~luyuz.

Bilgi araYlf?l, gunluk sorunlarm durtusun-den ~ok, kimi bireylerin olup bitenleri salt og-renme, anlama ve apklama merakmdan kay-naklanan bir araYlf?tIr. Olup bitenler beklenti-lerimize uygun surduk~e bir sorun yoktur. Ama kif?i beklenmedik bir olay ya da durumla

karf?Ilaf?tI~nda ister istemez bir bocalama i~ine girer; a~lklama araYlf?l kapmlmaz olur. Soruna ilk af?amada getirilen ~ozum ~ogu kez bir tah-min olmaktan ileri ge~mez; oyle ki, yeni gozlem veya deneyim sonu~larIyla yoklandl~nda tah-min dogru da pkabilir, yanhf? da! Dogruysa so-run ~ozulmuf?tur; yanhf?sa, ~ozum araYlf?l surer, yeni tahminler yurutulur.

"Slnama-yanllma" diye bilinen bu sure~, gunlUk yaf?am etkinlikleri ~er~evesinde kaldl~

16 Bilimsel Etkinliifin Niteligi

siirece, bilim degildir. Bu yaklal?lm it;:inde ki~i etkinlendigi olaylara ili~kin bilgi edinir; bek-lenmedik durumlan apkla.maya, sorunlanm

~ozmeye l(ahl?lr. Egitim, ogretim ve diger kiiltii-reI etkinlikleri, bir baklma, bireyleri problem-lerini t;:ozme ve diinyaYl anlama ugral?lannda gerekli bilgi, beceri ve yontemlerle donatma arat;:lan olarak diil?iinebiliriz.

Problem ~ozme yal?amm onemli bir boyutunu olul?turur. Bilim, teknoloji, sanat, politika, vb. problem l(ozme etkinliginin degil?ik bi~imleridir. Hangi diizeyde ya da alanda olursa olsun,

ki~i it;:in beklentisine ters dii~en, at;:Iklama ge-rektiren her durum bir problemdir. ~u kadar ki, ki~inin karl?lla~tI~ durumlara duyarhh~ il-gisine, bilgi ve deneyim birikimine goreceldir. Cogu kil?i, beklentilerine ters de diil?se, olup bi-tenleri ya onemsemedigi, ya yeterince kavraya-

madl~, ya da, ~oziimti.nii gii~ buldugu i~in goz ardl etme yoluna gider. Arna duyarhk gosterdi-gi probleme doyurucu ~oziim buluncaya dek ug-ral? veren ki~ileri de biliyoruz. Coziim araYl~l, giinliik kil?isel sorunlan al?tI~, dogada olup bi-tenleri salt anlamaya yonelik diizenli ve ele~tireI bir nitelik kazandl~ olt;:iide bilime donii~iir. Einstein'm, "Tiim bilim, giinliik diil?iinmenin il?lenmil? bir uzantIsldlr," sozii belirtmeye ~ahl?-tI!tIffilZ ili~kiyi vurgulamaktadlr!. .

Oyleyse bilimsel etkinlige, orneklerini yaygm olarak giinliik dii~iinmede de buldugumuz prob-lem yozme ugra~mm daha diizenli, tutarh ve so-rumlu bir tiirii goziiyle bakabiliriz. Problem yoZ-me, temelde, beklentilerimizle gozlemlerimiz arasmda bir uyum kurma siirecidir. Bu siireyte,

17

beklentive ters diisen gozlemsel veriler aClkhk kazamr: sonunda. uvum. beklentinin tiimiiyle ya da bir ol

18 Bilimsel Etkinligin Niteligi

lir saydlg,.mlz bilgilerin, daha ileri bir aamada oyle olmadlgml gormemiz olanak dll degildir. Bilim tarihinde buna pek l;ok ornek gosterilebi-lir. 0 halde, bilimi tammlarken, bilgi kadar, bel-ki de daha fazla, bilgiyi uretme yontemine ag,.r-11k vermek gerekir.

Aslmda bilimi tammlamada bavurulan bu iki kavramm (bilgi ile yontemin) gorecel onemi surgit tartIma konusu olmutur. Kimi duu-

2 nurler il;in onemli olan ulaIlan bilgidir ; kimile-ri il;in ise bilimin aSll ozelligini sagladlg,. bilgide degil, bilgiyi elde etme yonteminde aramak ge-rekir. Ornegin, aag,.daki almtIda bilgin-filozof Karl Pearson'm ikinci gorui?U vurguladlg,.m gor-mekteyiz:

Okuyucu belki de benim gereginden eok yonte-me aguhk verdigimi dUf?unebilir. Ama unutma-mak gerekir ki, bilimsel yontemin baf?ta gelen ozel-ligi, ozumsenerek dUf?unme ahf?kanh/p.na donuf?tii-gunde, evrene baklf? apmlZI degif?tirmesi, olup bi-ten herf?eyi konu almaslrur. Bilimin etkinlik alam smlrslzdlr, if?leyecegi olgu sonsuzdur. Dogada olup biten herf?ey, toplumsal yaf?amm her cephesi, gee-mif?te ve f?imdi oluf?an tum gelif?meler bilimin ince-Ierne alam ieindedir. Ancak bilimlerin ortak ozelli-gi araf?tIrma konularmda degil, konulanna yakla-f?lmlannda izledikleri yontemdir. Ne tiirden olursa olsun olgulan duzenli betimleyen, aralarmdaki ilif?kileri belirleyip apklayan kif?i bilim adamldlr; eunku onun yaptI/p. bilimsel yontemi uygulamak-tIr 3. Pearson'm yontem anlaYli?ma tumuyle katIl-

mamakla birlikte, bilimin arai?tIrma yontemiyle kimlik kazandlgl gorui?unii paylai?IYoruz. Ger-

19

cekten bilimi diger entellektiiel cah~malardan (ornegin, felsefe , teoloji, yazm, vb. ) aYlran ba~hca ozelligi olgulan betimleme ve apklama yon-teminde kendini apga vurmaktad1r. Oyleyse, "bilim nedir?" sorusunu dogru yamtlamak iCin oncelikle bilimsel yontemin anatomisini ana Ciz-gileriyle belirtmek gerekir (Bunu bir sonraki ya-Zlm1za b1raklYoruz!).

Notlar: (1) Albert Einstein, "Physics and Reality" Journal of the Franklin

Tnstitute, 221 s. 349, 1936. (2) Bilimin yontem boyutunu gozden ka~lran anlaYla , bilim fel-

Hcfesine uzak duran kimi bilim adamlan nm yam Sira bilim tarih~ileri arasmda da r astlamaktaYlz. Ornegin, TV2'nin "Bilim ve Tekno]oji" programmda, "Bilim Nedir?" sorusunu, tanmml bilim tarih~imiz Prof. Aydm SaYlh duraksamakslzm, "Bilim giivenilir, saglam bilgi-dir," diye yamtIamltJ .

(3) K. Pearson, The Grammar of Science, s. 6, 13, 15.

20 Rilimin OnciUeri

Bilimsel Yontem

Bilimi anlama konusunda, iinlii bilim tarih~isi George Sarton'un u sozleri ne denli vurgu-lansa yeridir:

Slradan bir kimsenin yeni bulunan bir hormo-nu ya da evrene ilikin en son kuraml bilmesi 0 kadar gerekli degildir. Onun it;in ve hepimiz it;in aSll gerekli olan bilimin amac ve yontemini olasl aClkhkla anlamaktIr. Bu anlaYlf;n saglama, yalmz universitelerimize delhI. her duzeydeki tum okul-lanmlza dUi?en bir gorevdir1

Ger~ekten, yaadl~mlz ~a~ anlamak en ba-ta bilimi anlamakla olasldu. Bilimi anlamak ise, onu diger entellektiiel ~ahmalardan aYlran yontemini tammamlza baghdlr. Oyleyse bilime kimligini veren yontemin aYlncl ozelligi nedir? Modern bilimin balangw done minden giiniimii-ze de gin pek ~ok diiiiniirii ugra~bran bu soru-ya verilen degil?ik yamtlan burada tek tek goz-den gecirmeye olanak yoktur. Bunlar arasmda onemli gordiigumiiz iki gorii~e deginmekle yeti-necegiz. Kokii daha eskilere uzanan ilk gorii~, bilimin gozlem ve denev bovutunu onplana al-makta; bilimsel yontemi, olgulan saptama, dii-zenleme ve oylece edinilen bilgileri genelleme dive nitelemektedir. Bilimin kuramsal boyutu-nu onplana alan ikinci g:oriie, ise bilimi bir aClk-lama, bir kavramsal problem (,:ozme yontemi olarak nitelemektedir.

21

Bilimin olduks:a yaygm olan, ders kitaplarma da ges:en ~u tamml ilk goru~u yansltmaktadlr:

Bilim adamlan olup bitenleri dikkatle gozlem-leyerek topladlklan olgulan slmflar, bildikleri di-ger olgulann ll/tlnda yorumlarlar. Sonra, bulgu-lanm apklamak iein kuramlar olutururlar. En sonunda, yeni gozlem verilerine bavurarak ku-ram ya da genellemelerini test ederler. Test edilen kuram olgulara uygun duerse, dogru kabul edilir; ters duerse, duzeltilir ya da apklaYlcl yeni bir kuram oluturulur2 Bu goru~e gore bilimsel yon tern dort a~amah

bir sures:tir. ilk a~amada, gozlem ya da deney yolundan olgular belirlenir. Ikinci a~amada, toplanan olgular slmflanarak duzenlenir. Us:un-eu a~amada, olgulara dayanan genellemeleri Ilylklamaya yonelik kuramlar olu~turulur. Son tll;;amada, yeni gozlemleregiderek kuramlarm dogrulugu yoklamr.

Sagduyuya da s:ok yakm olan bu goru~ aslm-da bilimsel yontemi dogru yansltmaktan uzak

dti~mektedir. Hemen belirtmeli ki, bilim adam-Ian ara~tIrmalarmda i~e olgu toplamakla ba~lamazlar, ba~layamazlar da. Qunku oyle bir gi-

f'i~im bo~una bir s:aba olur. En yakm s:evremiz-de bile olup biten olgular sayl ve s:e~it olarak Honsuz denecek kadar s;oktur. Bilim adaml bun-larm hangilerini ve kas: tanesini toplayacak ya da toplamakla yetinecektir? Ustelik olgu topla-manm, pul kolleksiyonuna benzer bir ugra~ 01-rna otesinde bir anlaml var ml? Darwin'in bu noktaya ili~kin belirlemesi ilgins:tir:

Gozlemlerimizin, bir kuram ya da hipotezi dog-rulama ya da yanhlama dllllda hie bir anI amI

22 Bilimsel Yontem

yoktur. Bu noktamn gazden kacmasl anlal?tllr bir olay degildir3 Bu u demektir: bilimsel aratlrma olgu topla-

makla degil, dogrulugu yokl~man bir goru, hipo-tez veya kuramm apklama konusu bir problemle balar.

Bilimsel yontemi, olgulan top lama, gozlemden genellemelere gitme olarak niteleyen induktif go-rU, 17. yuzYlla gelinceye dek duunce uzerinde egemenligini surdiiren Orta~ag skolastik felsefe-sine bir tepki olarak ortaya ~lkmltIr. Skolasti-sizm, olgulan belirlemeye degil, belli dogmalan ispata yonelik, olgusal bilimlerin gelimesine ola-nak vermeyen bir metafizikti. Bilime, dogrulugu apapk ilkelerden salt ussal pkanmla ger~ege ulama ilemi diye baklhyordu. Buna gore, goz-lemlerimiz bize ancak ~ogu kez yamltIcl olan go-runtulerin bilgisini verebilirdi. Oysa ger~ek bilgi "evrensel dogrular"dan kalkan "dediiktif' dedigi-miz ussal pkanmla ulallan sonu~lardl. Skolasti-sizmi olgusal dunyaya kapah, klslr bir goru sa-yan; bilimin ancak gozlem veya deneye dayanan induktif yontemle ilerleyebilecegini savunan Francis Bacon, biribiriyle bagdamaz buldugu iki goruu oyle belirtmiti:

Dogruyu aramanm ve bulmamn yalmzca iki yo-lu vardlr. Biri dogrudan en genel aksiyomlara ucar, sonra dogrulugu saz gaturmez saYllan bu il-kelerden alt-duzey genellemelere iner. Gecmil?te oldugu gibi glinumuzde de moda olan yantem bu-duro Digeri duyu verilerinden, tikel olgularm gaz-leminden yola pkar, duzenli adlmlarla ust-duzey genellemelere ulal?lr. Dogru olan yantem budur, ama henuz yeterince denendigi saylenemez4

23

Bilimin gelii?mesi, Ronesans'la bai?layan, in-sanda dunyaya aplma, dunyayt tamma merakl-nm uyanmasml beklemii?tir. Bacon skolastik yonteme kari?l pkmakla bilimsel yonteme yol Ucm1i?tIr, kUi?kusuz. Ancak onun yontem anlayt-/;/1 bugtinku olcutlere vuruldugunda oldukca yu-7.eysel ve yetersiz kalmaktadlr. Bir kez biraz ()nce de belirttigimiz gibi bilim salt olgu top la-rna, duzenleme ve sonuclan genelleme etkinligi degildir. Sonra, Bacon ve onu izleyen empirist dUi?unurler, bilimde apklaYlcl kuramlarm, bu urada matematigin, vazgecilmez ii?levini yete-rince kavrayamamli?lardlr. Bugun ulai?tIglmlz yontem anlaY1i?1, Bacon'un "dogru" diye onerdigi induktif yontemi ai?an boyutlar icermektedir. Nedir bu boyutlar?

Bilindigi gibi induksiyon slmrh gozlemlere dayanan bir genelleme yontemidir (Ornegin, ((cvremdeki cocuklann yaramazh~na bakarak, Wm cocuklarm yaramaz oldugu sonucuna git-mem, induktif bir genellemedir). Ozellikle bili-min bai?langtc doneminde gozleme dayanan ki-mi bilimsel yasalara (t:irnegin, gunei? sistemine ilii?kin Kepler yasalanyla Boyl'un gazlar yasasl vb.) bu yontemle ulai?Ildlgl soylenebilir. Ancak bilim bu ttirden genellemelerin yam Slra, degi-/;/ik olgularla bu genellemeleri de aC1k1ayan ku-ram ve hipotezler icerir. DahaSI kuramsal kav-ram ve genellemelere gitmeksizin bilimde ne koklu ilerlemeye, ne de, gercek anlamda apkla-rna ve ondeyilere olanak vardlr. Fizikte Newton mekanigi, Einstein'm ozel ve genel gorecel ku-ramlan, gtinumuzde buyuk atIhm icinde olan kuantum mekanigi, degii?ik olgu kumelerini

24 Bilimsei Yomem

matematiksel denklemlerle dile getiren ve apk-layan biiyiik devrimlerdir. Bu tiirden kuramsal dizgelere indiiktif yontemle ula~maya olanak yoktur. .

Giiniimiizde ula~llan anlaYI~ ~eq:evesinde, bilimsel yontemi kahn ~izgilerle "bulma" ve "dogrulama" diye iki baglamda ele alabiliriz . Bulma baglammda, inceleme konusu olgulan apklayan, yeni olgulan ondemeye olanak veren hipotez veya kuramlar olu~turulur. Dogrulama baglammda, olu~turulan hipotez ve kuramlar test edilir. Bir hipotez veya kuramm dogruluk testi, kurallan belli dediiktif (ya da matematik-sel) pkanma dayamr. ~oyle ki, kuramm i~erdigi mantIksal sonu~lar deney sonu~lanyla kar~lla~tInhr: deneysel sonu~lara ters dii~meyen ku-ram dogru saYllarak korunur; ters dii~en ku-ram aYlklamr, yerine konacak yeni kuram ara-

YI~1 siirdiiriiliir. AIda hemen ~u soru gelmektedir: yeni bir hi-

potez ya da kuram olu~turmamn yontemi ne-dir? Dogrulama baglammda oldugu gibi bulma baglammda da kurallan belli mantIksal bir p-kanmdan soz edilebilir mi? Hemen soyleyelim: edilemez! Edilemez ~iinkii, bugiine dek siirdii-riilen tum ~abalara kar~m bir bulu~ mantI~ or-taya konamaml~tIr.

Uzun siire yaygm olan bir gorii~e gore, bilim-de kuram olu~turma indiiktif dii~iinmeye, ku-ram dogrulama dediiktif dii~iinmeye dayamr. ilk bakl~ta akla yakm gelen bu aYInmm ger~egi yanslttl~m soylemek giictiir. Daha once de be-lirttigimiz iizere, gozleme dayah genellemelerle slmrh kalan indiiktif dii~iinme bizi kuramsal

25

kavram ve ilkelere gotiirecek nitelikte bir dii-I;liinme bivimi degildir. ate yandan, kuram olu~Lurmanm dediiktif tiirden bir pkanma dayan-madlg,. da bilinmektedir. Dediiktif dii~iinmenin ii;llevi kuram olu~turma degil, kuraml olgusal yoklamaya elverecek ~ekilde coziimlemektir. Peki, ne indiiktif, ne dediiktif dii~iinmeye da-yanmayan kuram olu~turma nasil bir siirectir?

Bu soruya kesin bir yamt verilememi~tir. Bir ~~()k dii~iiniir kuram olu~turmaYl manhk kural-(anna indirgenemeyen psikolojik bir olay say-makta, sanat yaplh gibi bilimsel bir kuramm da yarahcl imgelem, hayal giicii ya da bilinc-alh hir ahhmm iiriinii olabilecegini ileri siirmekte-

26 Bilimsel Ybntem

(1) Her ara~tIrma bir problemden, bir apkla-rna ihtiyacmdan kaynaklamr. Bilimin baz1 ev-relerinde, yiiriirhikteki kmamm ili~kin oldugu olgusal verilerin tiimiinii apklamada yetersiz kalmasl bunahma yol a~ar, soruna duyarh bi-lim adamlanm ~oziim aray1~ma iter

(2) Bu aray1~ daha yeterli yeni kuramlar oluiilturuluncaya dek siirer.

(3) Getirilen her ~oziim denemeye apk bir oneridir; dogru olup olmad1~ olgulara gidilerek yoklamr. .

Qogu kez i~ i~e olan bu siire~ler slras1yla goz-lem, yaratIc1 imgelem ve mantIksal (ya da ma-tematiksel) pkanm diyebilecegimiz i~lemler i~erir. Bilim, ne gozlem duzeyinde kalan ne de herhangi bir a~amasmda olgusal diinyadan ko-pan bir etkinliktir; tersine, olgu diinyas1 ile ku-ram arasmda gidip gelen bir apklama ve onde-me yontemidir.

Bilimin kimlik ozelligi problem ~ozme yonte-mi olmasmdadlr.

Notlar (1) G. Sarton, The School Review, Vol. 70, No. 1, s. 19, 1962. (2) J.B. Conant, Modern S cience and Modern Man, s. 36. (3) Bkz. Cohen ve Nagel, An Introduction to Logic and Scientific

Method, s. 197. (4) F . Bacon, Nouum Organum, Aphorism XIX.

Bilimin Oncilleri .27

Bilimsel Bulu~ta Yontem Yok mu?

Bilirne yonterni apsmdan bakhg,.rnIzda, bilirn-sel etkinligin biribirini tarnarnlayan iki evreden olu~tuguna onceki yazllanrnlzda deginrni~tik. Bu cvreleri kisaca 1, Hipotez veya kurarn tuninden aCIklaYlCI ilkelerin ortaya kondugu evre2 , lIeri surulen ilkelerin gozlern veya deney verileriyle yokiandigi eyre diye belirleyebiliriz. "Hipotez-Gozlern ni~kisi" ba~hkh yazlrnIzda, apklaylCl bir ilke ya da genellernenin olgusal olarak nasil yok-landlgtm, bilirn tarihinden aldlg,.rnlz bir ornek uzerindeki cozurnlernernizle gosterrnege cah~lYoruz (bkz. bundan sonraki yazl). Bu yazida bilirn adammm kurarnsal bir ilkeye ula~rnada belli bir yon tern izleyip izlernedigini irdeleyecegiz.

lrdelernernize Einstein'm ilginc bir belirlerne-siyle ba~layahrn:

Bilim adaml once problemine ~oziim getiren il-keleri bulmah, sonra bu ilkelerden olgusal olarak yoklanabilir sonu~lar pkarmahdlr. Bu iki etkinlik-ten ikincisi i~in okul ogrenimi ona gereken kafa do-nahmml saglamlfjitlr; oyleki, birinci eyre ar;illmlfjiSa (yani apklaYlcl ilke bulunmufjisa), yeterli ugrafji ve zeka giiciiniin onu aradlgl bafjianya ulafjitIracagl soylenebilir. Ne var ki, birinci evredeki etkinlik de-gifjiik nitelikte bir sorundur. Kuram olufjiturmada bizi bafjianh kIlacak ne bilinen bir yontem vardlr; ne de, ogrenimle kazarulacak ozel bir kafa donatl-mmdan soz edilebilirl.

28. Bilimsel Bulu~ta Yontem Yak mu?

Gercekten, Einstein'm yam Slra daha bir cok bilim adammm, bilimde kuramsal bulu:;mn belli bir yontem ya da kurala bagh olmadl~m belirtti-gini gormekteyiz. Dahasl, bu goruun etkisinde, bilimsel buluun cogu kez sezgi, iCe-dogu tiirun-den oznel bir surec oldugu; mantIksal duunme-ye degil, yaratIcl hayal gUcune, belki de dupeduz ans ya da rastlantIya dayandl~ vurgulanmltIr. Ornegin, Rontgen'in x-lmlanm, Kekule'nin "benzene" halkalanm bululannda ansm payl bilinmektedir. Hatta, bir kuramm olumasmda bile ansm rolunden soz edenlere raslamaktaJIz. Buna carpICl ornek olarak evrim kuraml gosteri-lir. Darwin'in kendisi kurammm temel du~uncesine, vakit gecirmek icin bir rastlantIyla eline al-

dl~ Malthus'un Nil/us (lzerine inceleme adh ki-tabml okudugu slrada ulatI~m soylemitir.

Ote yandan, bilimsel buluun en soyut duzey-de bile ken dine ozgu bir mantIga dayandl~, en azmdan, ussal bir duunme bicimi sergiledigi go-ruunde olan duunurler de varmr. Biz ilk bakW-ta biribirine ters duen bu iki goruu tartlmak yerine, soruna bilim tarihinden sectigimiz basit bir ornek uzerinde yurutecegimiz cozumlemeyle aClkhk getirmeye cahaca~z.

Sectigimiz ornek Il~n yaJIlmasma ilikindir. Ilk, bilindigi gibi, insanoglunun surgit ilgisi-

ni ~eken, ~ogunluk hayranhk duydugumuz bir olaydlr. Antik ca~n pek cok duunuru (bu ara-da ozellikle Aristoteles) iCin Wl~n devinim hlZl sonsuzdu. Aslmda baka tiirlu duunmeye de pek olanak yoktu; kiinin gun ll~nda gozunu acmas1yla nesneleri gormesi bir olur. Ustelik, 17. yuzJII sonlanna gelinceye dek, l~l~n hlzml

29

iHcmeye elveren ne bir arac vardl, ne de bir yon-tem biliniyordu. I~ng,.n hlzmm sonlu olabilecegi-ni ilk kez 11. yuzyllda ibni Sina ileri surer. Bu savm deneysel olarak yoklanmasl geregini ise ilk kez Galileo belirtir; bununla kalmaz, ellerin-de fener iki kiinin biribirinden birkac mil uzak iki tepeye pkarak deneyi gercekletirebilecegin-den soz eder. Galileo, hareket eden diger nesne-ler (orne gin, ses, hava vb.) gibi llg,.n da sonlu bir hlzla yaYlldlg,. inancmdaydl. Ne var ki, elin-de somut bir kamt yoktu. 0 zaman bile llg,.n her uzakhgl bir anda aldlg,. oylesine yaygm ve Hagduyuya yatkm bir duunceydi ki, Galileo'nun linerisi bilim cevrelerinde olumlu bir yankl ya-ratmadan kalmltI. Bilim adamlan daha cok onun gelitirdigi teleskopla goksel cisimlerin ko-num ve devinimlerini incelemekle vakitlerini dolduruyorlardl. Astronomlar ozellikle Jupi-I.cr'in uydulanyla ilgilenmekteydi. Bunlardan hiri cahmasml ornek aldlglmlz Danimarkah (>Ie Romer idi.

Romer 1675'de Jupiter'in birinci uydusunun dcvinimini izliyordu. Uydunun gezegenin arka-H1na geciiyle doguu arasmda gecen sureyi olC-lIlekte olan Romer, beklentisinin tersine, sure-Hin Yll boyunca degitigini saptar. OYleki, altIay IIrahkla yapllan iki olcum 22 dakikahk gibi dllemli bir fark gosteriyordu. Apklanmaya muh-t.IlC bir gozlemdi bu! Diger astronomlann onem-H()medigi ya da duyarslz kalrug,. bu beklenmeyen Honucu Romer kendine i edindi; sonunda soru-nil apklama getirmekle kalmadl, llg,.n da ses Hibi belli bir hlzla ilerledigi hipotezine olgusal Iwmt saglad!.

30. Bilimsel Bulu~ta Yontem Yok mu?

Romer Itoziimiine nasIl ulailtI? Gezegenlerin giineil Itevresindeki dolammla-

nnda kimi kez biribirlerine yaklailtI~, kimi kez ise biribirlerinden uzaklailtI~ 0 Slra bilinen bir olaydl. Gezegenimizle Jupiter de aym iliilki iltin-deydi, kUilkusuz. Peki, bilinen bu olayla, Jupiter Itevresinde uydunun batlill ile doguilu arasmdaki siire degiilikliginin ilgisi ne olabilirdi? Biribirin-den ba~mslz goriinen bu iki olay arasmdaki ba-~ntIYl sezmek Romer'e aradl~ ipucunu saglar. $oyle ki, uydunun doguilunun gecikmesi iki ge-zegenin biribirinden uzaklailtI~; tersine, uydu-nun daha erken doguilU, iki gezegenin biribirine

yaklailtI~ donemlere rastlamaktaydl. Bu da ilU demekti: lill~n bize ulailmas1 aradaki mesafeye gore degiilmekteydi.

$imdi, Romer'in goriiniirde ba~mslz iki olgu arasmda buldugu iliilkiye sezgi ya da olaganiis-tii hayal giiciiyle ulailtI~ soylenebilir, kUilkusuz. Ama duruma daha yakmdan baklldlgmda bu buluilun "nesnel" diyebilecegimiz kimi ogeleri de ilterdigini soyleyebiliriz . Bilimsel buluil1ann bir bakIma ortak ozelliklerini oluilturan bu ogeleri kIsaca iloyle belirtebiliriz:

Vurgulanmasl gereken ilk nokta, Romer'in arailtIrmacl olarak belli bir alanda gozlem etkin-ligi iltinde olmasldlr. Bir arailtIrma siirecinde gozlem sonultlan beklentiye uygun diiiltiigii sii-rece ortada bir sorun yoktur. Sorun, Romer'in

karilIlailtI~ gibi , beklentiye ters diiilen bir goz-lemle baillar ve ancak buna duyarh bir yaklail1m iltinde olmakla fark edilir. Romer oyle bir duyar-hk iltinde olmaslydl, bir apklama araYlilma ko-yulamazdl.

31

Deginecegimiz ikinci nokta, soruna duyarhh~n tii-miiyle olmasa bile biiyiik ol~iide kiisel bir ozellik oldugudur. Tutumda esneklik son derece onemli-dir. Jupiter'in uydulan iizerindeki gozlemler, Gali-leo'nun 0 uydularm varh~m ortaya pkarmasm-dan beri siirmekteydi. Romer gibi daha bir ~ok ast-ronom iin i~indeydi; ama onun dlmda hi~ biri gozlem sonu~larmm bir sorun i~erdiginin farkma varmaffiltI. Son bir nokta: Eldeki soruna ~oziim bulma bilim adammda sezgi, hayal gUcii ya da yaratIcl zeka de-digimiz kiisel ozelliklerin yam Slra konuya ilikin bilgi ve deneyim birikimi de gerektirir. Beklenme-yen bir olguya ya da gozlem sonucuna duyarhk gosteren Romer, Jupiter ile kendi gezegenimizin gune ~evresindeki devinimlerinde kimi kez biribi-rine yaklatl~, kimi kez ise biribirinden uzaklatI-gl olgusunu bilmekteydi. Bu bilgiden yoksun olsay-dl, sorunu apklayan hipotezini yani iki olgu ara-smdaki ilikiyi algIlamasma olanak bulamazdl. Romer'in baansl, yineleyelim, hem soruna duyar-h olmasma, hem de ilk baklta biribirinden ba~mSIZ goriinen iki olgu arasmda soruna apklama sag-layan ilikiyi kurabilmesine dayanmaktadlr. Bura-da akla gelen can abcI soru udur: aratIrmacl pek ~ok olgusal degikeni i~eren bir alanda aradlgl apklamaYl veren ilikiyi nasI! kurmakta, ilikinin

dayandl~ olgulan nasll se\;mektedir? Bu sorunun tek bir yamtl yoktur.

32 eBilimsel Bulu$ta Yontem Yok mu?

miz bulu~lara da pek ~ok ornek gosterilebilir. Unlii piyes yazan Bernard Shaw'un belirttigi gibi, sanat diinyasmda bile ba~anmn k.ayna!'P %10 esin, %90 terlemedir. Kaldl ki, bulu~lanna iistiin zeka per-formansl ile degil, siradan bir yon tern olan smama yamlmayla ya da bir benzerlikten yararlanarak

ula~an bilim adamlan vardlr. Nitekim Torricelli hava basmci hipotezine deniz ile hava arasmda se-zinledigi benzerlikten yararlanarak ula~mI~tI. SI-nama - yamlma yontemine dayanan bulu~lara ozellikle tIp alanmda pek ~ok ornek gosterilebilir. Yukardaki soruya yamtImiz ne olursa olsun, goz-den ka~mamasl gereken nokta, bilim adammm apklama araYl~mda sorunu ve soruna ili~kin olgu-Ian yakmdan tammasI, onemli olam onemsiz ay-nntIlardan aYJrabilme yetenegidir. Buna deha di-yebilecegimiz gibi diren~li ~aba, gii~lii motivasyon da diyebiliriz. Bilimsel bulu~, dar anlamda kural-Ian belli mantIksal bir siire~ degildir, elbet; ama yalmzca esin ya da deha iiriinii gizemli bir siire~ de degildir. Bilimsel bulu~ siirecine apkhk getirmek i~in bu yazlda verdigimiz ~oziimleme olduk~a basit, kap-sam yoniinden smlrh bir ornege dayanmaktadlr. Ust-diizey kuramsal apklamalar (Ornegin, Koper-nik sistemi, Newton mekanigi, Einstein'm gorece-lik kuramlan vb.) i~in daha aynntIh ~oziimlemelere ihtiya~ vardlr. Okuyucu isterse, bu amacla ya-zarm Bilim Felsefesi adh yapltma ba~vurabili/.

Notlar (1) A. Einstein , Essays in Science, s. 7. (2) N.R. Hanson, Patterns of Discovery , Chapter IV. (3) C. YlldmID, Bilim Felsefesi , 3. BaslID, Rernzi Kitahevi, 1991.

Bilimin Onculeri 33

Hipotez - Gozlem ilikisi

Bundan onceki iki yazlda bilimin ne tiir bir etkinlik oldugunu, bilimsel yontemin yaplsal ()zelliklerini ana ~izgileriyle belirtmeye ~ah~ml~,

ba~hca dort noktaYl vurgulaml~hk: Bilimin evrende olup bitenleri anlama merakm-

dan, bir i:il~tide de doga gii~lerini denetim altma al-ma gereksiniminden kaynaklanan bir aratIrma etkinligi oldugu;

Her aratIrmanm temelde bir problem ~ozme, eldeki sorunu apklama ugral oldugu;

Qogu kez yerleik beklenti veya varsaYlmlmlza ters dtien (ya da ytirtirltikteki kuramla apklana-mayan) yeni bir gozlemle, beklenmeyen bir durum-la ortaya pkan problemin, probleme duyarh bilim adamml ~oztim araYlma ittigi;

Problem ~ozmenin, "smama - yamlmaYl aYlkla-rna" den en bir yonteme dayandl~. Bu yazlda, olduk~a genel diizeyde dile getirilen

yukardaki belirlemelere somut bir i~erik kazan-dlrmak iizere, ozellikle bilimsel yontemin i~leyi

~ipi Wm canhhglyla gosteren, bilim tarihinden aldlglmlz bir ornek iizerinde duraca~z. Ama on-ce "varsaYlm", "hipotez", ve "kuram" terimlerinin anlamlarma apkhk getirmek yararh olacakhr.

VarsaYlm, irdelemeksizin dogru saydlglmlz, ~ogu kez belirtik olmayan beklenti anlamma ge-lir. Hemen Wm davram~ ve etkinliklerimizin varsaYlmlanmlzl yanslth~ soylenebilir. Ornegin,

34 Hipotez -Gozlem lli$kisi

yere bastI!p-mda bo~;luga dumeyecegim; yedigim ekmegin bes1eyici, i~tigim suyun kandmcl oldu-gu; sokakta rast1adl!p-m ta!llmadl!p-m birine "g-u-naydm" dedigimde onun Turk~e bildigi birer var-saYlmdlr. Bilimin de, her olgunun bir nedeni 01-dugu, doganm kaprisli degi1 belli bir duzene bag-h davrandl!p- gibi birtaklm varsaYlmlar icerdigini soyleyebiliriz.

Teori karlh!p-nda kullandl!p-mlz "kuram", in-ce1eme konusu bir olgu kfunesini apklamaya, ki-mi olgu ya da olgusal ilikileri ondemeye yonelik, birden fazla ust-duzey genelleme iceren bir dizge demektir. Ornegin, Newton'un k1asik mekani-gi,Darwin'in evrim, Einstein'm gorece1 kuramlan bu turden geni kapsamh dizge1erdir. Bir genel-lemeye kuramsa1 nitelik kazandlran ey, i~erdigi t erim1erin soyut kavramlara ilikin olmasldlr. "Gravitasyon", "foton", "elektron", "zeka" turun-den terimleri i~eren onermeleri gozlem verileriy-Ie dogrudan yoklayamaYlz.

Gozlemsel olarak henuz denenmemi, bir tek genellemeyle dile gelen kuramlara "hipotez" di-yoruz. Olgusal bir ilikiyi dile getiren bir hipotez, yeterince kamtlandl!p-nda "bilimsel yasa" kimligi kazamr. Ornegin, fizikte yer~ekimi yasasl ba-

langt~ta bu turden bir hipotezdi. ~imdi ornegimize donebiliriz. Se~tigimiz or-

nek, bilimsel a~lklamasl 17. yUzYllda verilen fi-ziksel bir olaya ilikindir.

Bir flpdan SlVl almak i~in biri dibine yakm, digeri ustiinde iki deligin olmasl geregi cag1ar boyu bilinmekteydi. Gene hemen herkes, i~ine su doldurulan bir tupun ust ucu parmakla kapa-tIldl!p-nda alt ucundan suyun akmayaca!p-m bili-

35

yordu. Gunhik deneyimlere dayanan bu tur goz-lemleri, bu arada ozellikle, basit emme tulum-balarm suyu kuyu duzeyinden ancak 10 m ka-dar yukan cekebildigi olayml apklamaya yone-lik goruler arasmda Aristoteles'den kaynakla-nan bir ilke vardl. "Doga boluktan tiksinir" di-ye bilinen bu ilke 17. yuzylla gelinceye dek, filo-zofun diger ogretileri gibi, dogrulugu tartlllmaz bir dogma niteligindeydi. Gerci artizanlar soz konusu olaym hava ile ilikisinin farkmdaydl-lar; ne var ki, skolastik "bilgin"lerin gozunde gercek bilgi uygulamada degil, Aristoteles'in ki-taplarmdaydl.

"Doga boluktan tiksinir" genel ilkesine ilk kuku Galileo'da kendini gosterir. ortacag meta-fizigine bakaldlran, engizisyonca yargllanan Galileo'nun kukusu bahca iki noktada toplam-yordu: (1) "Doga boluktan tiksinir" ilkesi olgu-sal icerikten yoksun gizemli bir ilkeydi. (2) Em-me tulumbalarm suyu, boluga karm, 10 m'den daha yukan cekememesi ilkeyi dogrulayan de-t;ril, tam tersine, yanhlayan bir olaydl.

Aristoteles apklamasllli reddeden Gali-leo'nun olaya kendisinin nasll bir apklama ge-tirdigi belli degildir. Ancak problemi olumunden iki Yll sonra ogrencisi Torricelli'nin Cozdugunu biliyoruz. Getirilen cozum, deniz - atmosfer ana-lojisine ilikin bir hipoteze dayamyordu. $oyle ki, dunya "hava denizi" ile sanhydl. Suyun a~r

h~ nedeniyle icindeki nesneler uzerinde basmc etkisi bilinen bir olaydl. Aym ekilde havanm da icindeki nesneler uzerinde basmc etkisi 01-mahydl. Tulumbanm suyu yukan cekebilme mesafesi hava basmc gucuyle slmrhydl. Oyleki,

36. Bilimsel Bulu$ta Yontem Yok mu?

10 m'lik su siitunu, atmosferin kuyu yiizeyi iize-rindeki gUciinii yansltan bir t>l9ii olarak almabi-lirdi.

Torricelli, "hava denizi" dedigi hipotezini 01-gusal olarak yoklamaktan geri kalmaz. Hipote-zinden pkarsadl~ ilk ondeyi ~;uydu: 10 m'lik su siitunu atmosfer basmcma baghysa, sudan 14 kez daha a~r olan Clvanm 10/14 m'lik bir siitun olu!ilturmasl gerikir. Torricelli yakla!illk bir par-mak geni!illiginde ve 1 m uzunlugunda Clva ile dolu, bir ueu kapah bir cam tiip iizerinde basit bir deneyle ondeyisini dogrular. $oyle ki, hava kabarcigma yer vermeyecek !ilekilde apk ucu parmakla kapatIp tupii ters gevirerek i9i clva dolu kaba daldmr. Parma~m gektiginde tiipte-ki clva bekledigi gibi tiipiin iist ucunda bir bO!il-luk blrakarak dii!iler, yakla!illk 75 cm'lik bir yiik-seklikte kahr.

Bu basit deney "hava denizi" hipotezine olgu-sal destek saglamakla kalmaz, onunla birlikte "barometre" dedigimiz bir aracm icadma yol a9ar; dahasl tiipte olu!ilan bO!illukla 0 zamana de-gin mutlak dogru kabul edilen "doga bO!illuktan tiksinir" ilkesini de tiimiiyle 90kertir.

"Hava denizi" hipotezi , ba!ilka deneylere de konu olur. Un Iii matematik9i Pascal, tiipte 75 cm'lik ClVa siitunu apk kapta ClVa iizerindeki hava basmclyla dengeleniyorsa, hava basmcmm dii!iliik oldugu yiiksekliklerde clva siitunun da dii!ilmesi gerekir, diye dii!iliiniir. Bir deneyci olan Perier, tanmml!il matematik9inin ondeyisini de-neysel olarak yoklamaya koyulur. Perier asis-tanlan He birlikte clva dolu iki kap ve iki cam tiiple Puy-rle Dome da~na gider. da~n eteginde

37

iki tupteki Clva yuksekligi aym duzeydedir. De-ney takunlanndan biri yakla~lk 1500 m yuksek-ligindeki da~n tepesine ~lkanhr. elVa sutunu-nun beklendigi gibi yakla~lk 7,5 cm du~tugu saptamr; oysa 0 slrada dagm eteginde tutulan tupte herhangi bir du~u~ gozlenmez. Dahasl tlr-

mam~ slrasmda Clvanm surekli du~tugu, ini~te i.se surekli yukseldigi gorulur.

Deneyler burada bitmez; Torri~elli 'nin hava basmcl kavramml i~eren hipotezi ltalya ve F'ransa'dan sonra Almanya ve ingiltere'de de deneylere konu olur. Bunlardan yalmzca iki ta-nesine deginmekle yetinecegiz.

Deneylerden birini vakum (bo~luk) pompasml icat eden Alman Otto von Guericke'e, digerini benzer bir pompa ile degi~ik bir deney yapan Robert Boyle'a bor~luyuz.

Guericke hava basmCl uzerinde bir sure "bo-calama" diyebilecegimiz kimi ~ah~malarmdan sonra 1854'de, "Magdeburg yanmkureleri" diye bilinen unutulmaz deneyini se~kin bir topluluk onunde sergiler. Deney ~arplCl odugu kadar ba-sitti: Kenarlan biribirine tam oturan bronzdan iki yanm kure birle~tirilir: bOylece olu~an kure-nin havasl vakum pompayla bo~altlldl~nda ya-nm kureler birbiriyle adeta kenetlenir, oyle ki, dort at bir yonde, dort at ters yonde ko~uldugu halde yanm kureler biribirinde aynlmaz. Ama kureye muslukla hava salmdl~nda yanm kure-lerin kendiliginden aynhp du~tugu gorulur.

Buyuk yankl uyandlran bu deney uzerine Boyle Torricelli hipotezini yeni bir deneyle yok-lamaya koyulur. Torricelli , ClVa dolu bir kaba apk ucu daldmlan tupteki yakla~lk 75 cm'lik Cl-

38. Bilimsel Bulu$ta Yontem Yok mu?

va siitununu kaptaki Clva iizerindeki hava ba-smcma baglamll?h. Boyle, Guericke'nin vakum pompaSlm kimi diizenle~elerle kap iizerindeki havaYl bo~altmaya elveril?li bir hale getirir ve dener. Sonucu kendi agzmdan dinleyelim: "De-neyin gerektirdigi tUm diizenlemeyi tamamla-dlktan sonra pompayl ~ahl?hrdlm; bo~alan hava ile birlikte tiipteki ClVa beklentime uygun olarak diil?meye bal?ladl, sonunda kaptaki Clv.a diizeyine indio HavaYl yeniden i~eri verdigimde tiipte Clva eski diizeyini buluncaya dek yiikseldi."

Ornegimizdeki deneylerin tUm basitligine karl?m bilimsel yontemi temel ozellikleriyle or-taya koydugu soylenebilir. Bu ozellikleri bal?hca iki noktada toplayabiliriz: (1) Probleme ~oziim vaat eden hipotez olu~turmak; (2) Hipotezi olgu-lara giderek yoklamak. Hipotezin yoklanmasl biri "manhksal", digeri "olgusal" diyebilecegimiz iki boyut i~erir. Hipotezden dogrudan test edile-bilir ondeyiler t;:lkarsama mantIksal, ondeyileri gozlem veya deney sonut;:lanyla karl?lla~tIrma olgusal il?lemdir. Torricelli'den Boyle'a uzanan

t;:ah~malarm hipotez yoklama siirecini yeterince aydmlath~m samyoruz.

Hipotez olul?turmaya gelince, bu aydmlahl-maSI pek kolay olmayan bir sorundur. Hipotez bir bulgu degil, deyim yerinde ise bir icattIr; ku-rallan verilemeyen, bilim adammda gereken bilgi birikiminin yam Slra yarahcl hayal giicii, derin sezgi ve duyarhk isteyen ussal bir icat! Gert;:i, Torricelli'nin hipotezine analojiden yarar-lanarak ulal?tIgml soyliiyoruz; ancak analoji kurmak mekanik bir il?lem degildir, yaratlcl sez-gi gerektirir. Kaldl ki, kimi baglamlarda yararh

39

ulan analojinin her baglamda ba~vuruIabiIecek hir du~unme bi~imi oldugu soylenemez. Her hi-potez kendi baglamlllda kendine ozgu bir olu-~um sergiler.

Son bir nokta: "Hava denizi" hipotezi, yeterin-('0 dogrulanml~ olduguna gore artIk hipotez de-tfil, doga yasasl kimligi kazanml~ gUveniIir bir gonellemedir. Ne var ki, tum kamtlara kar~lll, gcnellemenin dogrulugunun kesinIe~tigi soyIe-nemez. Bugune degin genellemeye ters du~en herhangi bir gozlemin ~lkmaml~ olmasl, oyle bir gc)zlemin ilerde pkma olasIh~m ortadan kaIdIr-maz. En saglam gorunen kuram ya da yasaIarlll bile yanh~lanma olasIhgl vardIr. BiIimde ispat yoktur.

40 Hilimin Uneillen

Bilirnsel Kurarn: YapI ve Ilevi

Bilime, olgusal diinyaYl betimleme ve apkla-ma etkinligi diye bakllabilir. Betimiemek gozlem

sonu~lanm onermelerle dile getirmek; apkla-mak ise yiiriirliikteki bekientilere ters diien gozlem (veya deney) sonu~lanm kimi hipoteziere giderek beklenir klimaktlr. Bilim birtaklm olgu-sal verilerin bir katalogu degiidir; betimlemeyle yetinmez. Ama~ oigulan apklamak, 0 yoidan do-gaYl aniamakbr. Bunun araCl "hipotez" veya "kuram" dedigimiz kavramsal ilke ya da dizge-Ierdir. Bu yazlda kuramm yapl ve ilevini belirt-meye ~ahaca~z. Ama once, ~ogu kez aniamian kanbnlan kuram ile hipotez kavramianna apkhk getirelim. iki kavram arasmda belirtil-mesi gereken bir fark kapsamlarma iIikindir: kurama kapsaml geni bir hipotez, hipoteze kap-saml dar bir kuram diyebiliriz. Hipotez genellik-Ie bir tek onermede dile getirilir; apkladl~ olgu alam slmrhdlr. Kuram ise kimi yasa, ilke veya apklaYlcl genellemeler i~eren karmalk bir diz-gedir; apkIadlgl olgu alam geni ve ~eitlidir. Bir baka fark dogrulanml olma derecesine ili-kindir. Bir hipotez yeterince dogrulandlgmda, kapsamma gore, ya yasa ya da kuram niteligi kazamr. AsImda her kuram balangwta bir hipo-tezdir; kapsamh her hipotez bir kuram adaYldlr, yeter ki, apkiamaya yonelik oldugu olgu alam tek tiir oigularla slmrh kalmasm! Ornegin, kla-

41

sik mekanikte yer~ekimi ba~langI~ta hipotez ni-teliginde bir ilkeydi. Zamanla ~ok saYlda ve ~ei?itte olgusal verilerle kamtlanan bu ilkeye artIk hipotez degil "yer~ekimi kuraml" ya da "yer~ekimi yasasl" denmektedir. Ancak kapsam geni~ligi goz onunde tutuldugunda ilkeyi yasa de gil ku-ram saymak belki daha dogru olur. Ger~cekten, yer~ekimi ilkesi, yerkurenin yakmmdaki nesne-ler uzerindeki etkisini apklamakla kalmamakta, tum goksel nesnelerin biribiri uzerindeki etkile-rini de avlklamaktadlr.

Her bilim dalmda bir boyutu olgusal veriler olu~turuyorsa, ona ko~ut ikinci boyutu kuramsal kavram ve ilkeler olu~turur. Kuramm temel i~levi olgulann bir tur ozetini vermek degil, onlan apklamak, yeni ondeyilere giderek zenginle~tirmektir. Kuramm betimleyici onerme veya genel-lemeleri a~an bir yaplsl vardlt. Betimleyici ge-nellemeler olgusal ili~kileri dile getirir, ama apklamaz. Boyle'un gazlar yasasl , hatta Kep-ler'in gezegenlerin devinimine ili~kin yasalan bu turden gozleme dayah alt-duzey genellemelerdir. Bir gaz kitlesinin oylumunun (hacminin), slcak-Ilk sabit tutuldugunda, uzerindeki basmv1a ters orantIh olarak degi~mesi bize yalmzca bir ili~kiyi gostermekte, yoksa 0 ili~kinin nedensel av1k1a-masml vermemektedir. 0 ve benzeri ili~kilerin nedensel apklamasml gazlarm kinetik kuramm-da bulmaktaYlz. Kuram (teori) dogrudan gozlem verilerini belirlemeyen, ama alt-duzey genelle-melerde belirlenen gozlem verilerine l~lk tutan, olgusal ili~kilere anlam kazandlran soyut kav-ramlar i~erir. Fizikte varsaYllan kimi soyut nes-neler (ornegin, elektron, proton, elektro-manye-

42. Bilimsel Kuram: Yam Islevi

tik alan, vb.) pek ~ok olguya apklama sag-Iayan gozlem-dl~l kavramlardlr. Aym ~ekilde psikoloji-de id, ego, super-ego, zek1\ kimi insan davram~lanm (orneg-in, ruhsal bunahm, kabuslu riiya, dil siir~mesi, saldlrganhk, i~e kapamkhk, yaratI-clhk, vb.) apklamaya yonelik benzer tiirden so-yut kavramlardlr. Kuram, bu tiir dogrudan goz-lemsel olmayan kavramlardan kurulu birtaklm iist-diizey genelleme veya ilkelerden olu~an bir dizgedir. Basit bir ornek olarak gazlann kinetik teorisine bakahm. Buna gore: (a) bir gaz kitlesi, "molekiil" denen uzayda siirekli ve geli~igiizel devinim halindeki par~aclklardan olu~mu~tur; (b) devinimlerinde rastladlk~a biribiriyle yarpl-

~an, iyinde bulunduklan kabm iy yiizeyine yar-pan molekiillerin son derece elastik, piiriizsiiz bir yapIlan vardlr; (c) molekiillerin kinetik ener-jisi gazm slcakhg-ma bag-hdlr; Cd) gazm iyinde bulundugu kabm duvarlan iizerindeki basmcI moliikellerin duvarlara yarpmaslyla olw;mr. Bu varsaYlmlan i~eren gazlarm kinetik teorisi, ba-smy ve slcakh~n degi~mesine bag-b olarak olu-~an oylum (hacim) deg-i~ikliklerine ili~kin gaz yasalanm apklamaktadlr (Bunlardan birine , Boyle'un yasasma yukarda deg-inmi~tik : basmy x oylum = sabit. Dig-eri Charles'm yasasl diye bi-linmektedir: basmcl sabit tutulan bir gaz kitlesi-nin oylumu mutlak slcakhkla dogru orantIhdlr).

Goriildiigu gibi, ornek aldl~mlz kuram "mole-kiil", "kinetik enerji" tiiriinden gozlem-dl~l soyut nesne ya da kavramlar i~eren birtaklm iist-diizey genellemelerden (bunlara varsaYIm ya da ilke de denebilir) olu~makta; gazlarm gozlemsel davra-

m~larma iIi~kin alt-diizey genellemelerde (Boy-

43

Ie'un ve Charles'm yasalan) geeen"baS1ne", "Sl-eukhk", "oylum" gibi terimler ise gozlemsel bu-,Yi.iklukleri adland1rmaktad1r. Sozi.i geeen iki ya-HUy1 da, daha sonra olu~turulan gazlarm kinetik kurammdan matematiksel olarak pkarsama ola-

l1a~ Vard1r. Benzer bir durumu, Galileo'nun nes-nelerin serbest du~me yasas1 ile Kepler'in gene giizlemsel genelleme niteligindeki yasalarmm, Newton'un bunlan apklaY1C1 yereekimi (gravity) kuraml ile olan ili~kisinde bulmaktaY1z.

Bir olguyu ya da olgular kumesini betimlemek Halt gozlem eereevsinde kalan bir i~lemdir; oysa apklamada gozlemi a~an nesne veya kavramla-ra ba~vurmak eogu kez kapmlmazd1r. Bu farkI gi.inluk ya~amdan bir ornekle gosterelim: Goz-I.emlerimizden, kimi nesnelerin suda yuzduguni.i, kimi nesnelerin ise batt1~m biliyoruz. Bu olgu-yu betimlemek iein suda hangi nesnelerin yuz-dugunu, hangilerinin battI~m saptamak, yuzen-lerin ne oleude su dI~mda, ne oleude su ieinde kald1klanm oleerek belirlemek yeterli olabilir. Ancak, oyle de olsa, bu bilgiler olgunun nedensel upklamasm1 vermez. Ornegin, tahta pare alan-nm yuzdi.igunu, demir parealarmm ise battI~m hep biliriz. Ama, "niein bu boyledir?" sorusunu, "ozgul aglrhk" diye bilinen soyut bir kavrama

ba~vurarak yamtlayabiliriz ancak. Gerei, bilimde olgusal duzeydeki ili~kileri sap-

tama, genellemelerle dile getirme dl~mda "apk-lama" diye bir ~eyden soz edilemeyecegini gee-

mi~te kimi bilginlerin (ornegin, Kirchoff, Pear-Hon ve Mach) ileri surdugunu biliyoruz. Bunlara gore apklama yetkin bir betimlemeden ba~ka bir ~ey degildir. Bilim adamI, "niein" veya "ne-

44. Bilimsel Kuram: Yapll$levi

den" sorusuna degil, yalnlzca "ne" veya "nasIl" sorusuna yamt arar. Giiniimiizde bile izlerine rastlanan bu gorii~ , karumlzca, "nit;:in" sorusuna Ortat;:ag skolastik geleneginden kaynaklanan metafiziksel bir anlam yukleme yamlgIslru yan-sltmaktadlr. Ornegin, deprem, gok giiriiltiisii, pg vb. olgulara yonelik "neden" sorusu yaanan olaym amacma ili~kin bir soruydu. YamtI da h'a-zlrdl: Tann'run kullanna uyansl! Oysa bilimde aym soru depreme, gok giiriiltiisiine ya da t;:lga yol at;:an ilk koullara ili~kindir; apklama olgu-nun amacma degil, oluum nedenine yoneliktir.

Apklama kuramm ilk onemli i~levi. Kuramm ikinci onemli ilevi heniiz gozlemlenmemi olgu-Ian ondemek, olgu alaruru geniletmektir. Onde-yi aynca kuramm olgusal olarak yoklanmasl ba-klmmdan onemlidir. Alternatif kuramlar arasm-daki tercihin de biiyiik olt;:iide ondeyi giiciine ba-kIlarak yapIldlgl soylenebilir. Bilimde tutulan kuram, apklama giiciiniin yam Slra, ondeyileriy-Ie yeni ve degiik olgularm gozlemine yol at;:an, dolaYlslyla dogrulugu daha t;:ok yoklanabilen ku-ramdlr. Belirtilmesi gereken bir nokta daha var: Apklama bizi dogaYl anlama, ondeyi ise dogaYl denetim altma alma giiciiyle donatmaktadlr. Bi-lim olgulan onceden belirleme giiciinden yoksun olsaydl, bilme ve anlama meraklmlzl doyurma ileviyle smlrh kahrdl. Oysa insanoglunun tek-nolojide ulatI~ goz kamatIrlCl (bir baklma da tehlike dolu) baanlan biiyiik olt;:iide bilimsel kuramlann ondeyi ilevine bort;:luyuz.

Sonut;:: Bilim olgusal dunyaYl anlamaya yone-lik soyut kavramsal bir t;:ahmadlr. Bilimde basit gozlemlerden, ince deneylerden en karmalk

45

upklama ve ondeyilere dek Wm etkinlikler bir kuramm llgmda anlamhdlr ancak. iyi bir ku-ram apklama ve ondeyi giicii yiiksek, eletiriye npk, kendi i!;inde ve bilimin dogrulanml diger ilkeleriyle tutarh kavramsal bir dizgedir. Bilim udamlan siirgit daha doyurucu, daha kapsamh kuramlar araYll i!;indedir; aratIrma ugral oy-1.0 bir araYll yanslttI~ ol!;iide bilimde devrimsel Ilbhmlar olanak kazamr. Newton'un klasik me-kanigi, Maxwell'in elektro-manyetik teorisi, Dar-win'in evrim kuraml, Einstein'm gorecelik ku-ramlan, yiizYlhmlZda pek !;ok se!;kin bilim ada-mmm ortak katklslyla oluan kuantum mekani-gi bu bitmeyen araYlm bahca iiriinleridir.

Unutmayahm ki, evreni, evren i!;indeki konu-mumuzu anlamak bilimsel kuramlann en azm-dan ana !;izgileriyle kavranmaslyla olaSldlr.

BILIMIN ONCULERI

Bilim tarihi bilgeligin ve humanizmin kaynagLdLr: bize dU$uncemizi sorgulamaYl,

kendini begenmi$likten kurtuLmaYl, bO$ umutlara kapllmamaYl,

ba$an yolunda ugra$ vererek sessizce ilerlemeyi ogretir.

George Sarton

HI1zmm Uncuterz 41

Archimedes (Arimet) (M.O. 287 - 212)

Se\!kin bilim adamlan \!ogunluk kimi \!arpICI ima.ilarla haflzalarda yer etmi$tir: Engizisyon onunde sorgulanan Galileo; dalmdan kopan el-mamn yere dU1?mesiyle, aym dunya \!evresinde-ki. devinimini birle1?tiren Newton; gemi uzerinde 110$ YII suren doga incelemesi gezisine pkan I )arwin; Bern "Qatent ofisinde slradan bir gorev-livken, E = mc2 denklemini olusturan Einstein: hunvodan kendini sokaga abo "Buldum. bul-dum!" diverek sokakta ClPlak kosan Archime-des.

Archimedes nevi bulmu~tu? Neyin co~kusu j~jndeydi?

Bu soruyu yamtlamaya ge\!meden klsaca Arc-Itimedes'i, ya~adlg. donemi tamyahm.

Grek kokenli bir aileden gelen Archimedes, Hicilya'nm Sirakuz kentinde dogdu. Babasl ta-

Ilmml~ bir astronomdu. Ogrenimini, donemin hilim merkezi olan Iskenderiye'de tamamladl; It:uclid geometrisi onu nerdeyse buyiilemi~ti. Si-l'llkiiz'e dondiikten sonra tum ya~amml mate-matik ve bilimsel cah~malara verdi.

Archimedes'in dikkat ceken bir ozelligi cok yanh bir ara~hrmacI olmaslydl: ilgi alam ku-I'Umsal matematikten uygulamah fizik ve sava~ lIluhendisligine uzanan cer;;itli alanlan kapslyor-duo Bilimsel ki~iliginde goz ahcI teknisyen bece-

48 Arch imedes

risiyle ustiin matematik yeteneginin birle~tigini gormekteyiz. Ama ilgi odagmda oncelikle koni kesitleri, hidrostatik ve dengeye ili~kin kuram-sal sorunlar yer ahyordu. Problem ~ozme buyuk tutkusuydu. Soylentiye gore, kumsalda bir ge-ometri problemi uzerinde ugra~lrken kendisine yakla~an Romah askerlerin farkma varmaz, sal-dmya ugrayarak ya~amml yitirir.

Sorumuza donelim: Archimedes neyin heyeca-myla kendini sokaga atml~tl? AynntIya girme-den yamtI bir cumlede verelim: fizikte ~imdi "Archimedes ilkesi" diye bilinen bir doga yasasl-m b:ulmamn heyecamyla!

Rikilyeyi hemen herkes bilir: Sirakuz'un des-pot krah Riero, ulumsuz Tannlar tapmagma konmak uzere kentin tanmml~ kuyumcusuna som altmdan bir ta~ yapmasl emrini verir. Ku-yumcu, krahn sagladl~ altm a~rh~ndaki taCl zamamnda tamamlar, teslim eder. Ne var ki, ki-mi soylentiler krah, tacm yaplsma gUmu~ kan~tmldl~ ku~kusuna du~urur. Kral ger~egi ogren-mek ister.

Daha 0 zaman her maddenin kendine ozgu bir a~rh~ 01 dugu , orne gin, bir altm par~asmm aym buyuklukteki gumu~ par~asmdan daha

a~r ~ektigi biliniyordu. Ne ki, krahn elinde aym bi~im ve buyUklukte saf altmdan ba~ka bir ta~ yoktu ki, a~rhk mukayesesi yapabilsin. Bilinen tek se~enek tacl eritip kup bi~iminde dokmek, aym bUylikllikteki kup altmla terazide tartmak-tI. Ama bu ~ozum, uzun emek ve ince bir usta-hkla i~lenmi~ olan tacl yok etmek demekti. So-run, tacl bozmakslzm kullamlan altm miktanm belirleyebilmekti. Buyurgan kral ~aresizdi; ama

49

nptal degildi. Sonunda bilime bavurma geregi-ni anlar, sorunun

flO Archlmedes

kimsenin gozunden ka~mamltlr bu olay. Ama Archimedes'e gelinceye dek hi~ kimsenin gbzlem konusu bu olayla herhangi bir nesnenin madde-sel niteligi arasmda ihkl kurdugunu bllmlYo-ruz. Bir aratlrmaclya ustun billm adami klmll-gi kazandiran ey (buna Ister sezgt, Ister yaratl-CI zekii, ister deha diyelim) ite siradan kimsele-re kapah kalan bu t'iirden bir ilikiyi kurabil-mektlr.

Archimedes'in aym soruna Ihkm bir baka gozlemi daha vardlr: kuvete oturdugunda, su duzeyindeki yukselmenm yam Sira govde agirh-ginda hissettigi hafifleme. Bu ikinci gozlem onu, sonucu baklmmdan ~ok daha onemli yeni bir i1ikl kurmaya got'iirur: hatltlememn taan su-yun aglrllgina elt oimasl. .tiu demektlr kl, su-dan daha yogun blr nesne, suya daIdlnIdlgtnda, talrdlgi suyun agirhgmca agirhgmdan yltlnr. "Archimedes ilkesi" denen bu iliki hidrostatik diye bilinen fizik dalmm temel taldlr. Ne ki, i bu kadarla kalmaz: Archimedes hidrostatigin temelini attlgi gibi fizigin ana dah mekanigin de temelini atar.

Kaldlra~, pratik yaran ~ok eskiden bilinen, ~eitli uygulama alanlan olan bir ilkeye daya-mr. Helenist donemden 2000 yll oncesine uza-nan Asur ve Mlslr uygarhklarma ait pek ~ok ya-pI ve yontularda ilkenin orneklendigi gorti.lmek-tedir. Archimedes'in yaptIgi ilkeyi teorik yonden temellendirmek olmutur. Ge~miten gelen uy-gulama ve gozlem birikimi ilkeyi dogrulaYlcl ni-telikteydi kukusuz; ama bu Archimedes i~in yeterli degildi. Archimedes, "Eit olmayan iki agirhk, destek noktasmdan bu aglrhklarla ters

ill

orantlh mesafelerde dengelenir," diye dile getir-dig;. ilkeyi bir yasa (ya da teorem) olarak ispat-lama yoluna gider. Bilindiiti gibi 0 cagda bir bili-min yetkinlik olciitii onermelerinin aksivom ve teo rem olarak dediiktif bir dizgede diizenlene-bilmesiydi. Bunun bilinen en carOlCI ornegini }t~uclid geometrisi ortaya koymu~tu. Euclid'i or-nek alan Archimedes benzer ba~anVI once hid-rostatikte, sonra mekanikte gosterir. Matema-tikte bir teoremin ispatmda oldugu gibi, kaldl-ra{: ilkesinin ispatmda da dogrulugu ya apapk HaYllan ya da gozlemsel olarak kamtlanmu~ bir

ka~ temel onermeye (aksiyoma) ihtiya~ vardl. Nitekim Archimedes ispatmda i;1U iki onermevi onciil olarak alml~tlr:

(1) Destek noktasmdan e~it uzakhkta bulu-nan esit ai'!Irhklar dengede kahr.

(2) Destek noktasmdan e~it olmayan uzakhk-lardaki e~it agJrhklar dengeyi bozar; daha uzak-ta olan agJr basar.

Archimedes, bu iki onermenin kaldlra~ ilkesi-ni (ya da bu ilkeye e~deger olan ~ekim merkez ilkesini) i~erdigini sezmi~, sezgisini mantlksal yoldan kamtlamak istemi~ti. Boylece geometri

dl~l bir yah~ma alanmda, hem ideal gordiigii ge-ometrik modeli ger~ekle~tirmi~, hem de onciil olarak aldlgl iki onermeye dayanarak kaldlray ilkesini ispatlaml~ oluyordu.

Archimedes ku~kusuz antik diinyamn ilk ve en biiyiik bilim adamlydl. Bugiin diinyamlza gozlerini aysa, ne bilimimiz, ne de bilime dayah teknolojimiz onu fazla ~a~lrtmayacaktlr, herhal-de! Onun yogu kez gozden kayan ama belki de en biiyiik basansl arastlrma etkinliitinde gOZ-

52 Arc himedes

lem ile ussal ({lkanml birletirmesi, modern an-lamda bilimsel yontemin ilk oZgUn ornegini or-taya koymu olmasldlr. Archimedes'in yaadl~ donemin ne denli ilerisinde oldugunu gosteren bir kamtI da Ronesans'm esiz dehasl Leonardo da Vinci'nin ona gosterdigi ozel ilgide bulmak-taYlz. Leonardo, Archimedes'in blraktIgl yazIlI metinleri elde etmek i({in inamlmaz bir ({aba i({ine girmi, kimi ({ahmalannda onu ornek al-mltI. Mekanik alandaki him bulu ve icat-lanna karlll , Archimedes'in aSll ilgi odagl geometri idi. byle ki, bir silindirin oylumunun, i({ine yerletirilen bir kiirenin oylumuna olan oram iizerindeki buluunu en biiyiik baansl saYlyordu. bviindiigii bir baka buluu da , giderek artan saYlda kenarh diizgiin poligon kullanarak dairenin ({evresiyle ({apmm oranmm 3W den biiyiik Ji den kii({iik oldugunu sap-tamaslydl. Romahlan, Sirakiiz'ii igalden ii({ Yll ahkoyan sava ara({lannm yam Slra, icat ettigi diger mekanik aygIt ve oyuncaklar kendi goziin-de yalmzca bo zamanlanm dolduran eglen-dirici ilerdi.

Problem ({ozme cokusunu, banyodan sokaga flrlayarak "Buldum, buldum!" seslenmesiyle apga vuran Archimedes, bilimde atIhm gUciinii, "Bana bir dayanak gosterin, tiim diinyaYl yerin-den oynataYlm!" ({agnsmda dile getirmiti.

Bilimin Onciileri 53

Oklid (Euclides)

Ronesans SOnraSl Avrupa'da, Kopernik'le ba-layan, Kepler, Galileo ve Newton'la 17. yiizytlda doruguna ulaan bilimsel devrim, kokleri Hele-nistik doneme uzanan bir olaydlr. 0 donemin Heckin bilginlerinden Aristarkus, gctne-merkez-Ii astronomi diiiincesinde Kopernik'i oncelemi-ti; Arimet yaklalk iki bin Yll sonra gelen Gali-leo'ya esin kayna~ olmutu; Oklid cag1ar boyu yalmz matematik diinyaslmn degil, matematik-Ie yakmdan ilgilenen hemen herkesin goziinde ozenilen, yetkin bir ornekti. Oklid, M.O. 300 Sl-ralarmda yazdlgl 13 ciltlik yaplbyla iinliidiir. Bu yaplt, geometriyi (dolaYlslyla matematigi) is-pat baglammda aksiyomatik bir dizge olarak i-leyen, ilk kapsamh cahmadlr. 19. yiiZYll sonla-rma gelinceye kadar alamnda tek ders kitabl olarak akademik cevrelerde okunan, okutulan Elementler'in, kimi yetersizliklerine karm, de-gerini bugctn de siirdiirdiigu soylenebilir.

Egeli matematikci Oklid'in kiisel yaaml, ai-le cevresi, matematik dll ugra veya meraklan-na ilikin hemen hicbir ey bilinmemektedir. Bi-linen tek ey; lskenderiye Kraliyet Enstitii-sii'nde donemin en saygm ogretmeni; alanmda yiizYlllar boyu esiz kalan bir ders kitabmm ya-zan olmasldlr. Egitimini Atina'da Platon'un iin-Iii akademisinde tamamladl~ samlmaktadlr. 0 akademi ki giri kaplsmda, "Geometriyi bilme-

54. Uklld

yen hie; kimse bu kapldan ie;eri almmaz!" levhasl aSlhydl.

Oklid'in bilimsel ki~iligi, unutulmayan iki so-ziinde yanslmaktadlr: Donemin krah I. Ptolemy, okumada giie;liik e;ektigi Elementler'in yazanna, "Geometriyi kestirmeden ogrenmenin yolu yok mu?" diye sordugunda, Oklid "Oziir dilerim, ama geometriye giden bir kral yolu yoktur" der. Bir giin dersini bitirdiginde ogrencilerinden biri yakla:;Hr, "Hocam, verdiginiz ispatlar e;ok giizel; ama pratikte bunlar neye yarar?" diye sordu-gunda, Oklid kaplda bekleyen kolesini e;agmr, "Bu delikanhya 5-10 kuru~ ver, vaktinin bo~a gitmedigini gorsiin!" demekle yetinir.

Oklid hakh olarak "geometrinin babasl" diye bilinir; ama geometri onunla ba~laml~ degildir. Tarihe;i Herodotus (M.O. 500) geometrinin ba~langIcml, Nil vadisinde Yllhk su ta~malanndan sonra arazi slmrlanm belirlemekle gorevli ka-dastrocularm e;ah~malarmda bulmu~tu. Ge-ometri "yer" ve "ole;me" anlamlna gelen "geo" ve "metrein" sozciiklerinden olu~an bir terimdir. Mlslr'm yam Slra Babil, Hint ve Qin gibi eski uygarhklarda da geli~en geometri 0 donemlerde biiyiik ole;iide, el yordaml, ole;me, analoji ve sez-giye dayanan bir Yl~n i~lem ve bulgudan ibaret

e;ah~malardl. Ustelik ortaya konan bilgiler e;o-gunlukla kesin olmaktan uzak, tahmin e;ere;eve-sin de kalan sonue;lardl. Ornegin, Babilliler da-irenin e;emberini e;apmm iie; kat! olarak biliyor-lardl. Bu oylesine yerle~ik bir bilgiydi ki; pi'nin degerinin 3 degil, 2217 olarak ileri siirenlere, bir tiir ~arlatan goziiyle baklhyordu. Mlslrhlar bu konuda daha duyarhydllar: M.O. 1800 Ylllanna

55

nit Rhind papiiriislerinde onlarm pi'yi yakla~Ik :1.1604 olarak belirledikleri goriilmektedir; ama Mlslrhlarm bile her zaman dogru sonuclar orta-ya koydugu soylenemez. Nitekim, kesik kare pi-t'amidin oylumunu (hacmini) hesaplamada dog-t'u formiilii bulan MIsIrhlar,-dikdortgen iCin dog-t'U olan bir alan formiiliiniin, tum dortgenler icin ge~erli oldug-unu samyorlardl.

Aritmetik ve cebir alanmda Babilliler, MISIr-hlardan daha Herde idiler. Geometride de onem-Ii bulu~lan vardl. Ornegin, "Pythagoras Teore-rni" dedigimiz, bir dik alh iicgende dik kenar-larla hipoteniis arasmdaki bagmhya ili~kin iinerme "bir dik iicgenin dik kenar karelerinin toplaml, hipoteniisiin karesine e~ittir" bulu~lanndan biriydi. Ne var ki, dogru da olsa bu bilgi-ler ampirik nitelikteydi; mantIksal ispat a~amaHma gecilememi~ti heniiz. Ege'li Filazof Tha-les'in (M.O. 624-546), geometrik onermelerin de-diiktif yontemle ispatI geregini Israrla vurgula-dIg,., bu yolda ilk adImlan attI~ bilinmektedir. MIsIr gezisinde tam~tI~ geometriyi, da~mkhktan kurtanp, tutarh, saglam bir temele oturt-mak istiyordu. ispatladl~ onermeler arasmda; ikizkenar iicgenlerde taban aplarmm e~itligi;

kesi~en iki dogrunun olu~turdugu kar~lt apla-rm biribirine e~itligi vb. ili~kiler vardl.

Klasik ~a~n ''Yedi Bilgesi"nden biri olan Tha-les'in actI~ bu yolda, Pythagoras ve onu izleyen-lerin elinde, matematik biiyiik ilerlemeler kay-detti, sonucta Elementler'de i~lenildigi gibi, 01-

duk~a soyut mantIksal bir dizgeye ula~tl. Pytha-goras, matematikciliginin yam Slra, sayl misti-sizmini i~eren gizlilig-e bag-h bir tarikatm onde-

56. Oklid

riydi. Buna gore; saYlsalhk evrensel uyum ve diizenin asal niteligiydi; ruhun yUcelip tannsal kata erimesi ancak miizi~ ve matematikle ola-slydl.

Bulu ve ispatlanyla matematige onemli kat-kllar yapan Pythagorasyllar, sonunda inanyla-nyla ters diien bir bulula aymaza diitiiler. Bu bulu, karen :n kenan ile koegenin olyiitiiriile-meyecegine ilikindi. -/2 gibi, baya~ kesir ek-linde yazllamayan saYIlar, onlarm goziinde gizli tutulmasl gereken bir skandaldl. Rasyonel 01-mayan saYllarla temsile elveren biiyiikliikler nasll olabilirdi? (Pythagorasplann tiim yabala-rma karm iistesinden gelemedikleri bu slkmh-yl, daha sonra tamnml bilgin Eudoxus olutur-dugu, irrasyonel biiyiikliikler iyin de geyerli olan, Oranblar Kuraml'yla giderir).

Oklid, Pythagoras gelenegine bagh bir ortam-da yetimi~ti. Plat on gibi, onun iyin de onemli olan soyut dii~iinceler, dii~iinceler arasmdaki manhksal bagmhlardl. Duyumlanmlzla iyine

dii~tiigumiiz yanh~hklardan, ancak matemati-gin sagladl~ evrensel ilkeler ve salt ussal yon-temlerle kurtulabilirdik. Kaleme aldlgl Ele-mentler, kendisini onceleyen Thales, Pythago-ras, Eudoxus gibi, bilgin-matematikyilerin yah~malan iistiine kurulmu~tu. Geometri bir oner-meIer koleksiyonu olmaktan pkml~, SIb man-bksal pkanm ve ba~nhlara dayanan bir dizge-ye donii~mii~tii. Artlk onermelerin dogruluk de-geri, gozlem veya olyme verileriyle degil, ussal olyiitlerle denetlenmekteydi . Bu yakla~lmda pratik kaYgIlar ve uygulamalar arka plana itil-mi~ti.

Ku~kusuz bu, Oklid geometrisinin pratik problem ~oziimiine elvermedigi demek degildi. Tam tersine, degi~ik miihendislik alanlarmda flok ~ok problemin, bu geometrinin yontemiyle ~oziimlendigi; ama Elementler'in, egreti olarak !lcgindigi bazl ornekler dl~mda, uygulamalara ,yer vermedigi de bilinmektedir.Oklid'in pratik kaYgIlardan uzak olan bu tutumunun matema-Lik diinyasmdaki izleri, bugiin de rastladl~mlz bir gelenege donii~mii~tiir.

Ger~ekten, ozellikle se~kin matematik~ilerin jol"oziinde, matematik ~u ya da bu i~e yaradlgl

i~in degil, yalm ger~ege yonelik, sanat gibi gii-zelligi ve degeri kendi i~inde soyut bir dii~iin ug-

I'a~l oldugu i~in onemlidir. Matematigin tiimiiyle ussal bir etkinlik oldu-~u dogru degildir. Bulu~ baglammda tiim diger bilimler gibi matematik de, smama-yamlma, tahmin, sezgi, i~edogu~ tiiriinden ogeler i~ermektedir. Yeni bir bagmtIYl sezinleme, degi~ik bir kavram veya yontemi ortaya koyma, temelde mantIksal olmaktan yok psikolojik bir olaydlr. Matematigin ussalhgl, dogrulama baglammda belirgindir. Teoremlerin ispatI, biiyiik ol~iide kurallan belli, ussal bir i~lemdir; ama sorulabi-lir: Oklid neden, geometrinin olyme sonu~lanyla

dogrulanml~ onermeleriyle yetinmemi~, bunlan ispatlayarak, mantIksal bir dizgede toplama yo-luna gitmi~tir?

Oklid'i bu giri~iminde giidiimleyen motiflerin ne oldugunu soylemeye olanak yoktur; ancak, Helenistik ya~n dii~iin ortaml goz oniine ahndl-g,.nda, ba~hca dort noktanm ongoriildiigu soyle-n,,},;]i ..

58. Ok lid

1) l~lenen konuda ~ogu kez belirsiz kalan an-lam ve ili~kilere apkhk getirmek;

2) lspatta ba~vurulan bnciilleri (varsaYlm, ak-siyom veya postulatlan) ve pkanm kurallanm belirtik kllmak;

3) Ula~llan sonu~larm dogruluguna mantlk-sal ge~erlik kazandlrmak (Ba~ka bir deyi~le, te-oremlerin bncullere gbrecel zorunlulugunu, yani bnculleri dogru kabul ettigimizde teoremi yanh~ sayamayaca~mlzl gbstermek);

4) Geometriyi, ampirik genellemeler duzeyini a~an soyut-simgesel bir dizge duzeyine pkar-mak (Bir brnekle a~lklayahm: Mlslrhlar ile Ba-billiler kenarlan 3, 4, 5 birim uzunlugunda olan bir ucgenin, dik u~gen oldugunu deneysel olarak biliyorlardl; ama bu i1i~kinin 3, 4, 5 uzunluklan-na bzgii olmadl~m, ba~ka uzunluklar i~in de ge-

~erli olabilecegini gbsteren veriler ortaya pkm-caya dek kestirmeleri gu~tii; buna ihtiya~lan da yoktu. byle kuramsal bir aplma i~in pratik kay-gtlar btesinde, salt entellektuel motifli bir araYl~ ivinde olmak gerekir. Nitekim, Egeli bilginler somut brnekler uzerinde bl~meye dayanan belir-lemeler yerine, bilinen ve bilinmeyen tum br-nekler i~in ge~erli soyut genellemeler arayl~mdaydllar. Onlar, kenar uzunluklan a, b, c diye belirlenen uvgeni ele almakta, u~genin ancak a

2 + b2 = c2 e~itligi ger~ekle~tiginde dik uvgen

olabilecegi genellemesine gitmektedirler). bklid olu~turdugu dizgede birtaklm tammla-

rm yam Slra, be~i "aksiyom" dedigi genel ilke-den, be~i de "postulat" dedigi geometriye bzgii il-keden olu~an, on bncule yer vermi~tir (bnculler, teoremlerin tersine ispatlanmakslzm dogru sa-

59

ydan onermelerdir). Dizge tum yetkin goriinii-miine kar~m, ashnda I;e~itli yonlerden birtaklm .Yotersizlikler il;ermekteydi. Bir kez verilen Lummlarm bir boliimii (ozellikle, "nokta", "dog-I'U", vb. ilkel terimlere ili~kin tammlar) gerek-Hizdi. Sonra daha onemlisi, belirlenen onciiller

(h~mda baZl varsaYlmlann, belki de farkmda 01-makslzm kullamlmlii> olmasl, dizgenin tutarhh~ Hpslndan onemli bir kusurdu. Ne var ki, matematiksel yontemin olu~ma il;inde oldugu 1Hiii>langw doneminde, bir bakIma kapmlmaz ulan bu tiir yetersizlikler, giderilemeyecek ~eyIcr degildi. Nitekim, 18. yiizytlda ba~layan ele~tirel I;ah~malarm dizgeye daha apk ve tutarh bir biitiinliik sagladl~ soylenebilir. Ustelik diz-g-enin irdelenmesi, beklenmedik bir geli~meye de yol acml~tIr: bnciillerde baZl degi~ikliklerle yeni geometrilerin ortaya konmasl. "bklid-d1ii>1" diye bilinen bu geometriler, sagduyumuza ay-km da dii~seler, kendi il;inde tutarh birer diz-gedir. bklid geometrisi, artIk var olan tek geometri degildir. byle de olsa, bklid'in dii~iince tarihinde tuttugu yerin degi~tigi soylenemez.

Qa~mlzm sel;kin filozofu Bertrand Russell'm ~u sozlerinde bklid'in ozlii bir degerlendir-mesini bulmaktaYlz: "Elementler'e bugiine degin yazllml~ en biiyiik kitap goziiyle bakllsa yeridir. Bu kitap geryekten Grek zekasmm en yetkin amtlanndan biridir. Kitabm Greklere oz-gii kimi yetersizlikleri yok degildir, ku~kusuz:

dayandl~ yontem salt dediiktif niteliktedir; iis-telik, onciillerini olur;;turan varsaYlmlan yok-lama olana~ yoktur. Bunlar ku~ku gotiirmez apapk dogrular olarak konmu~tur. Oysa, 19.

60.0klid

yiiZYllda ortaya pkan Oklid-dlr;;l geometriler bunlarm hi

Eratosthenes (M.O. 273-192)

Bilimin Oncilleri 61

Bilim tarihinde Helenistik donem (M.b. 300 -M.S. 100), ozellikle ilk al?amasmda, bilimsel yontemin gen;ek anlamda il?lerlik kazandlg,. ya-ratIcl bir ortamdlr. Daha onceki bilimsel CalI:;;-malar ya MIsir ve Mezopotamya'da oldugu gibi daha cok pratik amaclara yonelik gozlem ve olC-me diizeyinde kalan bir etkinlikti, ya da, Antik Grek doneminde oldugu gibi gozlemden cok ku-ramsal diil?iinmeye ag,.rlIk veren, varlIg,.n doga-Hml anlamaya yonelik metafiziksel tiirden bir ugral?tI. Thales'den Aristoteles'e uzanan iiCyiiz Yllhk diil?iinsel araywm bal?hca hedefi gercekli-wn asal niteligini belirlemekti. Grek diil?iiniirle-ri arasmda olgusal aral?tIrmaya belki de en yat-km olan Aristoteles bile, temelde, kimi metafi-ziksel ilkelere dayanan biitiinciil bir apklama Ilrayll?l icindeydi. Ussal diil?iinme ile gozlemsel verilerin etkilel?imini iceren bilimsel yontemin ilk yetkin ornegini Helenistik done min bal?ta Archimedes (Arl?imet) olmak iizere saYlh seckin bilginlerinin cahl?malarmda bulmaktaYIz.

Arl?imet, bundan onceki yazlda ayrmtIh ola-rak belirttigimiz gibi bulul?lanyla klasik cag,.n bilimde en biiyiik onciisiidiir. Cagdal?l Aristar-kus, Kopernik'ten 1700 YII once, giinel?-merkezli Histem hipotezini ilk ortaya siiren biiyiik bir ast-ronomdu. Onun ongordiigii sistem cercevesinde

62. Eratosthenes

giine~ ile yIldIzlarm gokyiiziinde sabit konum-larda oldugu, arzm ise giine~ ~evresinde ~embersel bir yoriinge ~izerek ~evindigi, dahasl ken-di ekseni ~evresinde de giinliik donii~ i~inde 01-dugu tiiriinden, donemin yerle~ik anlaYI~ma ters dii~en savlar ortaya koymu~tu. Aynca, yaz-dlgl bir kitapta Giine~ ile Ay'm oylumlanm, diinyadan uzakhklanm hesaplamaya, ula~tIgl

sonu~lan geometri yontemiyle ispatlamaya ~ah~tI~ goriilmektedir.

Eratosthenes'e gelince, bu ~ok yonlii bilgin i~in hi~ ku~kusuz done min Ar~imet'ten sonra en biiyiik onciisii diyebiliriz. Geni~ bilgisi, pek ~ok konularda yazdl~ kitaplanyla daha ya~am do-neminde iin kazanan Erastothenes, lskenderiye biiyiik kiitiiphanesinin yoneticisiydi. Arzm kii-resel oldugunu ileri siiren, giine~in diinyadan uzakhgml 92 milyon mil olarak hesaplayan (dogrusu 93 milyon mildir), Eratosthenes, ozel-likle cografya alanmdaki ~ah~malanyla tanm-maktaydl. Ama onu bilim tarihinde unutulmaz-lar arasma sokan aS11 ba~ansl, arzm ~evrel ~emberinin uzunlugunu belirleme ~ah~masIdIr. De-niz ve kara ula~lmmm bir ka~ bin millik apl-mayla slmrh kaldl~ bir donemde arzm biiyiik-liigunii belirleme kolayca ula~llabilecek bir ba-

~an degildi. Daha once bu yonde ugra veren pek ~ok kimse olmul?tu; ama hi~ biri Eratosthe-nes'in Ulal?tIgI sonu~ ol~iisiinde ger~ege yakm bir sonu~ ortaya koyamaml~tI. ASIl amaCI giine~ ile Ay'm boyutlanm belirlemek, diinyadan uzak-hklanm saptamaktI. Ama bunun i~in oncelikle arzm biiyiikliigiinii hesapiamasl gerekiyordu. Elde yararlanabilecegi hi~ bir optik ara~ yoktu.

63

(hit; kaynaglm, uyguladlgl yontem saghyordu. Basit bir orantIya dayanan yontemin kullamml bazl varsaYlm, gozlemsel bilgi ve geometrik ku-t'Ullar gerektiriyordu. Ornegin, arzm kureselligi, daire t;emberinin 360 derece oldugu, giine~ l~mIllrmm yer yuzune paralel du~tiigu, vb. Bilindigi f.\'ibi, yer yuzeyi diiz degil, egmet;lidir. Bu neden-Ie giin ortasmda giine~ degi~ik enlemlerde bulu-nan ki~ilere, ufuktan degi~ik yiiksekliklerde go-r'uniir. Bu gozlemi dikkate alan Eratosthenes yakla~lk aym boylam uzerine dii~en iki yer se-\~cr. Bunlardan biri Syene (bugiinkii Asvan ba-rajma yakm kiit;iik bir kasaba), digeri donemin Unlii bilim merkezi iskenderiye kenti idi. Sye-ne'de yaz ortasmda giine~ ogle vakti tam tepede bir konumdadlr; oyle ki, dik duran bir direk gol-f.\'e dii~uremedigi gibi, derin bir kuyu dibinden bakIldlgmda giine~ goriiliir. iskenderiye'de ise durum degi~iktir; Syene'nin yakla~lk 514 mil kuzeyinde bulunan bu kentte giine~ l~mlan hit; bir zaman dik dii~mez. Eratosthemes bu verile-r'e dayanarak a~a~daki ~ekilde gosterildigi iize-re, iskenderiye'de giine~ l~mlannm, arzm mer-kezine dik inen bir dogru iizerinde olu~turdugu IlPYl (~ekilde aile gosterilen apYl) olt;er. Adl ge-

~en iki yerin arzm merkezinde olu~turduklan Ilpya e~it olan ve iki yer arasmdaki mesafeyi temsil eden bu ap yakla~lk 7.5 derecedir. Her daire t;emberi gibi yer kiirenin t;evrel t;emberi-nin de 360 derece oldugunu varsayan Eratosthe-nes basit bir orantI i~lemiyle bu t;emberin 24.670 mil oldugunu (dogrusu 24.870 mildir) he-saplar. Bu kadarla kalmaz, 60 millik bir hatayla arzm t;apml da belirler.

64 Era tnsthenes

lsazc Uune~ 1llllan :;;elaJde z te pe noktasllll, c arzlll merkezini , Iskenderiye'yi, S Syene'i gaster mektedir. a al~i.ilen ve ics apsl ria eit olan a91d1r (Kaynak: A.R. Hall ve M.B. Hall . A Brier History () Science s. 45.).

Teknolojinin henuz baZl basit el ara~lanmD otesine ge~medigi bir donemde bu turden sonu~lara ulama ger~ekten olaganustu bir zeka ve imgelem gucu demekti.

Eratosthenes'in aZlmsanamayacak bir baan-Sl da 0 zaman bilinen dunyanm haritasm1 pkar-maslYla. Harita ingiliz adalan dahil Avrupa, Af-rika ve Asya anakaralanm kapslYordu. Kuresel bir yuzeyi duz ka~t ustunde gostermek kolay bir i degildi. T1pk1 bir portakal kabugunu masa uzerine dumduz yerletirmek gibi. Eratosthenes enlem paralelleriyle boylam meridiyenlerini kullanarak olduk~a duyarh ve gUvenilir bir pro-jeksiyonla gU~lUgun ustesinden gelmiti. Yapt1-

~ harita yuzyIllarca denizcilikte ve baka alan-larda kullamhr.

Eratosthenes, gelitirdigi bir yontemle, gUne-in ogle vaktindeki yuksekligine bakarak her-hangi bir yerin enlemini hesaplayabiliyordu (Boylamm hesaplanmas1 aradan ikibin Yllhk bir surenin ge~mesini beklemitir). Onun ilgin~ bir saV1 da fiziksel cografya ile ilgilidir. Hint ve At-las okyanuslarmdaki gel-git devinimleri arasm-daki yakm benzerligi goz onune alarak, iki ok-yanusun ashnda birleik oldugunu, u~ anakaramn (Avrupa, Asya ve Afrika) da bir ada oluturdugunu ileri surer. Dahas1, kimi kaynak-lara gore, Eratosthenes daha ileri giderek At-lantik otesi yeni bir anakaramn varh~ndan bile

65

HOZ etmi~tir. Ona gore, okyanusun ote yakasm-da bilinen dunyaYl dengeleyen bir baka dun-yanm varh~ buyuk bir olaslhktl.

Roma yonetiminde zamanla lskenderiye'deki parlak bilim mealesi sonmeye yuz tutar. 0 donemin bilim onculerinin son temsilcisi Hero'nun matematik, fizik ve teknolojideki baanlanm, kendisinden 300 yll once yaaml Eratosthenes'e bor~lu oldugunu soylemi olmasl buyuk bilginin bilim dunyasmdaki kahcl et-kisini yansltmaktadlr.

Eratosthenes 81 yamda oldugunde en ku~uk bir mal varh~ yoktu; ama blraktl~ dunya dog-dugundaki dunyadan bilgi birikimi ve aratlrma yontemi bakImmdan ~ok daha zengindi.

66 Bilimin Onciileri

Leonardo da Vinci (1452-1519)

Esiz ressam, seykin yontucu ve filozof, yaa-dl~ donemin en buyuk mucit ve deneyci bilima-daml. ... tte insanh~ sanata, bilgiye ve dogaya ayan Ronesans'm simgesi Leonardo da Vinci!

"Mona Lisa" ve "Son Yemek" tablolarmm ya-ratIclsl Leonardo'nun sanat dunyasmdaki yuce konumu hemen herkesye bilinen bir geryek. Ama bi1imadamh~ kimligi iyin aym ey soyle-nemez. Bir kez, yuzy1l1mlza gelinceye dek bu kimlik sanatp kiiliginin golgesinde ya gozden kayml, ya da, onemsenmedigi iyin unutulmu-tur. Sonra, bu unutulmulukta Leonardo'nun kendi Slra dll tutumunun da pay! vardlr. Bilim-sel yahmalanm yaYlmlamaktan ozenle kapndl-~ gibi, tuttugu notlan dupeduz okumaya elver-meyen kendine ozgU bir ybntemle kaleme alml-tI (400 y!l mahzende kalan, yizimleriyle birlikte yaklalk 5000 sayfa tutan bu notlar sagdan sola dogru yazlldl~ iyin ancak aynada yansltIlarak okunabilmitir ).

Leonardo, yaam boyu biriken gozlemsel bul-gulanm; botanik, jeoloji, cografya, anatomi ve fizyoloji alanlarmdaki inceleme sonuylanm; mi-marhk, ehir planlama, su ve kanalizasyon pro-jelerini; sava teknolojisine ilikin bulu ve icat-lanm bu nOtlarda Sakll tutmutu. Notlarm yuz-Ylhmlzm bamda gUn ll~na ylkanlmaslyla dey

67

sanatpnm aym zamanda, ilgi alam son derece geni buy-uk bir bilimadaml oldugu kesinlik ka-zamr. Notlar sonraki yuzylliarda ortaya pkan bilimsel bulu ve abhmlann pek lfogunun ipulf-lanm ilfermekteydi.

Leonardo mesleginde cerbezeligiyle tanman hukuklfU bir baba ile koylu bir hizmetlfi klzm ev-lilik dll lfocugu olarak dunyaya gelmiti. Dogar dogmaz de de evine uzaklabnlan bebek anaSlm hilf gormemenin aClslyla buyur. Babasmm ilk Yillardan balayarak egitimiyle yakmdan ilgi-lenmesi lfocuk ilfin belki de tek teselli kayna~ olur. Okul Yillannda en lfok matematik prob-lemlerini ~ozmede gosterdigi ustiin yetenekle dikkatleri ~eken lfocuk, bir yandan da yapbgl guzel resimlerle ~evresinden hayranhk toplu-yordu. Onalb yama geldiginde done min tamn-ml artisti Andrea del Verrochio'nun yamna p-rak olarak girer. Ustasmm gozetiminde cokuy-la ie koyulan delikanh lfok gelfmeden agalf, mermer, kil ve metal ilemede buyuk beceri ka-zamr. Olaganustii yeteneklerini goren usta pra-f{1mn Latin ve Grek klasikleriyle felsefe, mate-matik ve anatomi uzerinde ogrenimini surdur-me sine yardlmcl olur. byle ~ok boyutlu bir ogre-nim, Verrochio'ya gore, ger~ek bir sa