Bilim, Bilimin Doğası ve Bilimsel Araştırma Süreçleri
Bilim Nedir?
Bilim; evrendeki olaylara ve evrenle ilgili merak edilen sorulara yanıt arama sürecinde sistematik bilgi edinme, elde edilen bilgilerin güvenilir ve geçerli olarak açıklanabilmesi şeklinde tanımlanır.
Bilimin doğası; bilimsel araştırmaların nasıl yapıldığını, bilimsel bilginin nasıl elde edildiğini ve değerlendirildiğini, bilimsel bilginin toplumda nasıl kullanıldığını açıklayan bir kavramdır.
Bilimin Doğasının Temel Özellikleri
- Bilimsel bilginin değişebilir olması: Bilimsel bilgiler kesin, mutlak ve değişmez değildir. Zaman içinde yeni bulgular ve gelişmeler ışığında değişebilir.
- Bilimsel bilginin sosyal ve kültürel yapısı: Bilimsel bilgi ve bilim, toplumun kültürel ve sosyal özelliklerinden bağımsız olarak düşünülemez.
- Bilimsel bilginin özgünlüğü: Daha önce bilinmeyen veya keşfedilmemiş bir gerçeğin açığa çıkarılması ya da mevcut bilginin yeni bir bakış açısıyla yeniden değerlendirilmesidir.
- Öznellik (subjektiflik): Bilim insanlarının yaşantıları, bakış açıları, eğitimleri, kabulleri ve değerleri yaptıkları çalışmalarda etkili olabilir.
- Bilimsel teoriler ve kanunların farklı yapıları: Teori ve kanun kavramları arasında hiyerarşik bir ilişki yoktur. Kanunlar doğal olayların \"nasıl\" gerçekleştiği sorusuna cevap verirken teoriler kanunları açıklar ve \"neden\" sorusuna cevap vermeye çalışır.
- Bilimsel bilginin gözlemlere ve çıkarımlara dayalı olması: Bilimsel bilgi sistematik bir sürecin neticesinde elde edilir.
- Bilimsel yöntem algısı: Bilimde evrensel olarak kabul edilen tek bir bilimsel yöntem yoktur.
Bilimsel Yöntem Basamakları
I. Gözlem Yapma: Duyu organları ve bazı araç gereçler kullanılarak bilgi toplanmasıdır. Gözlemler hipotezlerin geliştirilmesine, deneylerin oluşturulmasına ve sonuçların yorumlanmasına yardımcı olur.
II. Problemi veya Durumu Belirleme: Yapılan gözlem ve toplanan veriler ışığında çözüme ulaştırılmak istenen durumların tam olarak ifade edilmesidir.
III. Veri Toplama: Araştırmanın doğruluğu ve güvenilirliği için önemli bir adımdır. Bir probleme sunulan çözümün bilimsel bir anlamının olması için çok sayıda veriye dayandırılması gerekir.
IV. Hipotez Oluşturma: Belirli bir durumun ya da olayın nedeninin, bağlantısının veya sonucunun açıklanması için sunulan bir önermedir. Hipotez; deneysel yöntemler veya gözlemler kullanılarak test edilebilir olmalıdır.
V. Hipoteze Dayalı Tahminler: Hipotezlerin doğruluğu test edilmeden hipotezden akıl yürütme yoluyla çıkarılan sonuçlara tahmin denir.
VI. Deney Tasarlama: Hipoteze dayalı tahminleri test etmek için genellikle kontrollü bir deney tasarlanır. Araştırmacı tarafından değiştirilen ve etkisi araştırılan değişkene bağımsız değişken, bağımsız değişkene bağlı olarak değişen diğer değişkene ise bağımlı değişken denir.
VII. Analiz ve Sonuç Çıkarma: Elde edilen verilerin yorumlanmasına çıkarım denir. Bulgular hipotez ile çelişirse hipotez tekrar gözden geçirilir. Veriler hipotezi destekliyorsa deney sonuçları raporlanarak bilim çevrelerine duyurulur.
Örnek — Redi ve Pasteur'ün Deneyleri:
Rönesans Dönemi'nde canlıların cansız maddelerden oluştuğuna inanılmaktaydı. Francesco Redi ve Louis Pasteur, kendiliğinden oluşumun aslında başka organizmaların bulaşması sonucunda gerçekleştiğini kontrollü deneylerle göstermiştir.
Redi'nin deneyi: Üç kavanoza taze et koymuştur. Birinci kavanoz açık bırakılmış ve kurtçuklar oluşmuştur. İkinci kavanoz gazlı bezle örtülmüş ve kurtçuk oluşmamıştır. Üçüncü kavanoz sıkıca kapatılmış ve yine kurtçuk oluşmamıştır.
Sonuç: Yaşam doğrudan yaşayan organizmalardan ürer, canlılar cansız maddeden oluşamaz.
Bilimsel Bilginin Gelişimine Örnek — DNA'nın Keşfi:
DNA'nın moleküler yapısının keşfedilme süreci, bilimsel bilginin gelişimini ve çeşitli etmenlerle etkileşimini gösteren önemli bir örnektir. DNA'nın yapı ve işlevlerinin keşfi sürecinde hangi tür biyomolekülün (protein, RNA, DNA) genetik bilgiyi taşıdığı bilim insanları arasında tartışmaya açık bir konuydu. Bu durum bilimin değişebilen doğasına verilebilecek bir örnektir.
Rosalind Franklin'in \"X ışını\" kırınım çalışmalarının Watson ve Crick'in çalışmalarını etkilediği ve DNA'nın yapısını anlamada kilit bir rol oynadığı bilinmektedir. Bu durum, farklı bilim insanlarının aynı konuya farklı bakış açıları getirebileceğini göstermektedir.