Bilim, Biyoloji ve Bilginin Doğası -9.Sınıf Biyoloji 1.Ünite-

Bilim, sistematik olarak doğadaki olayların gözlemlenip deneylerle test edilmesinden sonraki bilgi üretim faaliyetidir. Yaşam bilimi olarak tanımlayabileceğimiz biyoloji, doğayı açıklama girişiminin önemli bir parçasıdır. Biyoloji dersimiz boyunca biyolojide ortaya konulan bilgilerin doğa anlayışımızı nasıl değiştirdiğini ve hayatımızı nasıl etkilediğini öğreneceğiz. Ancak bu yolculuğa çıkmadan önce bilim hakkında bildiklerimizi ve anlayışımızı gözden geçirmemiz gerekir. Bilimin nasıl bir uğraş olduğunu anladığımızda biyolojinin sunduğu bilgileri daha iyi değerlendirebiliriz.

KELİMENİN KÖKENİ
Bilim kavramı, Latince “bilgi” anlamına gelen scientia kelimesinden gelmekte olup, tekrarlanabilen gözlemleri ve test edilebilen hipotezleri içeren bir sorgulama sürecidir

Bilim insanları da sizin gibi, çalışmalarını kurgularken bazı hipotezlerde bulunabilirler, hipotezlerini ispatlamak için farklı yöntemler kullanabilirler, bazen hatalı sonuçlara ulaşabilirler veya ulaştıkları bulguları farklı şekillerde yorumlayabilirler. Bilimsel çalışmaların bu özellikleri, bilimsel çalışmaların delillere dayanmasına karşın bilimin mutlak doğrular içermediğini ve değişken bir yapısı olduğunu gösterir.

Gözlem yapma, problem belirleme, hipotez ortaya atma ve sonuç çıkarma işlemleri doğrudan bilimsel süreçlerle ilgili iken, bu süreçlerin bilim insanının sahip olduğu anlayışlardan nasıl etkilendiği bilimin doğası ile ilgilidir.

Bilimsel bilgi delillerle desteklenmiştir ve sınanabilir bir yapıdadır.
Bilimin en önemli özelliklerden biri bilimsel iddiaların delillerle desteklenmiş olmasıdır. Sunulan bilgiler diğer bilim insanlarının sorgulamasına ve kontrolüne açıktır. Gerçekten de bu bilgilerin diğer bilim insanları tarafından kontrol edilebilirliği ya da sınanabilirliği bilim için çok önemlidir.

Bilim ve teknoloji aynı anlama gelmemektedir.
Bilim ve teknolojinin yakın ilişkisinden dolayı bazı insanlar ikisinin aynı anlama geldiğini düşünebilirler. Ancak ikisi birbirinden farklı uğraş alanlarıdır. Bilim, bilme isteği ve merak duygusuyla doğal dünyada gerçekleşen olayları açıklayabilmek için yapılan bir girişimken, teknoloji bir tasarım sürecidir. Bilim ve teknoloji, amaç ve ürünler açısından farklı alanlar olsa da her iki alan birbiri ile etkileşim hâlindedir. Teknoloji, bilimin ürettiği bilgileri kullanırken aynı zamanda bilimsel araştırmaların gelişmesini sağlayacak ürünler
ortaya koymaktadır.

Bilim insanları doğayı anlamak için uygun yöntemleri seçerler.
Bilimsel bilginin delillerle desteklenmesi gerektiğini öğrendik. Peki, bilim insanları bu delilleri nasıl toplar ve kullanırlar? Bilim insanları bilimsel sorulara cevap ararken pek çok farklı yöntem kullanırlar; hangi yöntemin kullanılacağı araştırılan problemin doğasına, bilim dalına ve bilim insanının olaya bakış açısına göre değişir. Bununla birlikte, modern bilim rastgele işleyen bir süreç sonucunda ortaya çıkmaz. Bilimde ve bilim insanlarının araştırmalarında özenle uygulanmaya çalışılan çeşitli ilkeler ve süreçler mevcuttur.
Bunlar şu şekilde özetlenebilir:

a) Problemin tanımlanması
Bilimsel bir çalışmanın yapılabilmesi için çözümü aranacak problemin net bir şekilde ortaya konulması çok
önemlidir. Bilim insanları problemi net bir şekilde ortaya koyabilmek için gözlemler yapar ve konu ile ilgili alanda daha önceden yapılmış çalışmalardan yararlanırlar. Bu süreç, bilim insanlarının problemin çözümüne işaret edebilecek bir hipotez oluşturabilmesi için gereklidir. Hipotez, araştırılacak probleme çözüm önerisi getiren, öncül gözlemlere ve tecrübelere dayanan, mevcut bilgi birikimi ışığında hazırlanmış, test edilebilir bir açıklamadır.

b) Verilerin toplanması
Bilimin en önemli ilkelerinden birisi, bilim insanlarının ortaya attıkları hipotezleri somut delillerle desteklemeleridir. Biyologlar bu iş için genellikle deney ve gözlemlere başvururlar. Deney, kontrollü şartlar altında ortaya konulan hipotezi test etmek için gerekli verinin toplandığı araştırma sürecidir. Bilim insanlarının deney ve gözlem gibi yöntemleri kullanarak araştırdıkları konu hakkında topladıkları bilgilere veri denir.
Deneyler genelde iki grup içerir: kontrol grubu ve deney grubu. Kontrol grubu, deney grubunda yapılan uygulamanın etkilerinin karşılaştırılması amacıyla kullanılır.

Kontrollü deneylerde ortam şartlarından sadece bir tanesi değiştirilir. Değiştiğinde deneyin sonucunu etkileyen değişkene, diğer bir deyişle deneyde etkisi araştırılan değişkene bağımsız değişken denir. Bağımsız değişkene bağlı olarak değişen değişkene bağımlı değişken denir. Örneğin ışık renginin fotosentez hızına etkisi araştırılırken diğer tüm şartlar sabit tutulur ve ışık rengi değiştirilir. Burada kullanılan ışık rengi bağımsız değişkendir. Kullanılan ışık rengine göre fotosentez hızında meydana gelen değişim ise bu renge bağlı olarak değişen sonuç yani bağımlı değişkendir.

Deneylerde, bağımsız değişkenin bağımlı değişken üzerindeki etkilerini maskeleyecek ortam şartlarının belirlenmesi ve bunların sabit tutulması çok önemlidir.

c) Verilerin analizi
Bir bilimsel çalışmada verilerin elde edilmesi çalışmanın sonuna gelindiği anlamına gelmez. Verilerin analizi ve değerlendirilmesi bilim insanları için çok önemli bir aşamayı temsil eder. Bu aşamada bilim insanları, elde edilen verilerin hipotezlerini destekleme durumlarını değerlendirir ve gerektiğinde ilave veri toplarlar. Elde edilen verilerin hipotezlerini destekleme durumuna göre sonuca yönelik çıkarımda bulunurlar.

d) Raporlama
Verilerin analiziyle ulaşılan değerlendirme sonuçları diğer bilim insanları ile paylaşılır. Bunun için bilim insanları çalışma sonuçlarını bilimsel dergi ve konferanslarda sunarlar. Bu, bilim için çok önemli bir durumdur. Bilim insanları kendi alanları ile ilgili gelişmeleri bu yolla takip ederler. Ayrıca yapılan araştırmaların sonuçlarının tekrar test edilmesi, yeni problemlerin tanımlanması, hipotezlerin kurulması ve araştırmaların yapılması için bu paylaşım çok önemlidir.

Bilimde hayal gücünün, yenilikçi ve özgün düşünmenin önemli bir yeri vardır.
Sistemli çalışma ve akıl yürütme bilimsel çalışmalar için gereklidir ancak tek başına yeterli değildir. Bilim tarihini incelediğimizde, bilim insanlarının problemleri çözmeye çalışırken mantığın yanında hayal gücünü, yenilikçi ve özgün düşünmeyi de kullandıklarını görürüz. Bilim, bilim insanlarının kişisel özelliklerinin yok olduğu bir süreç değildir. Bilimsel açıklamalar, bilim insanları tarafından “üretilir” ve üretim sürecinin her aşamasında hayal gücü ve yenilikçilik önemli rol oynar. Bilimin ortaya koyduğu en önemli teoriler (örneğin atom teorisi, DNA modeli) hayal gücü ve özgün düşünmenin eseridir.

Bilim öznel ve insani bir akıl yürütme sürecidir.
Bilimin insan ürünü olması nedeniyle öznelliği, bilimsel bilgi üretim sürecinden ayrı düşünmemiz mümkün değildir. Bu durumu anlayabilmek için gözlem ve gözlemler sonunda yapılan çıkarımların birbirinden farklı süreçler olduğuna dikkat etmeliyiz. Gözlem, duyu organlarımız veya başka araçlar yardımıyla incelediğimiz olay hakkında veri toplama sürecidir. Çıkarım ise, topladığımız verileri yorumlama sürecidir.

Aynı gözlemleri yapan ya da aynı verileri inceleyen bilim insanları birbirlerinden farklı çıkarımlarda bulunabilir. Bu duruma bir örnek olarak, dinozorların nesillerinin tükenme nedenleri ile ilgili bilim dünyasında yapılan tartışmalar ve görüş farklılıkları verilebilir. Dinozorların bundan 65 milyon yıl önce nesillerinin tükendiğini biliyoruz. Bir grup bilim insanına göre bundan 65 milyon yıl önce, dünyaya çarpan büyük bir meteor ve bu çarpmanın neden olduğu şartlar, dinozorların yok olmasına neden olmuştur. Diğer bir grup bilim insanı ise o dönemde meydana gelen büyük ve şiddetli volkanik patlamaların dinozorların yok oluşundan sorumlu
olduğunu iddia etmektedir.

Bilim insanlarının çalıştıkları alan, eğitimleri, ön bilgileri, tecrübeleri, beklentileri gibi etkenler yaptıkları çalışmaları ve çıkarımları çeşitli şekillerde etkiler. Bütün bu saydığımız etkenler bilim insanlarının çalışmalarını nasıl kurgulayacaklarını, neyi gözlemleyeceklerini, gözlemlerine nasıl anlam yükleyeceklerini ve gözlemlerini nasıl yorumlayacaklarını etkileyen bir zihin yapısı oluşturur. Merdivenler etkinliği bu durumu açıklamak için örnek olarak verilebilir

Bilim nesnelliği hedefler.
Bilim insanlarının çıkarımları arasında farklılıklar olsa bile, bilim nesnelliği amaçlar ve bilimde öznelliği en aza indirecek mekanizmalar mevcuttur. Burada bilim toplumunun çok önemli bir yeri vardır. Bilim toplumu bir disiplindeki çalışmanın, delillerin ve yorumların uygunluğunu dolayısıyla nelerin kabul edilebilir olduğunu yargılayan bir kültür olarak iş görmektedir. Bahsi geçen mekanizma seçkin bilim insanlarından oluşmuş bir kurul değildir; daha geniş anlamda düşünülmesi gerekmektedir. Yapılan çalışmalar, çeşitli bilimsel dergi ve benzeri yayın organlarında yayınlanmadan önce bir seçme sürecine tabi olur ve ancak kabul edilebilir yöntem ve delillere sahip, öznelliği en aza indirgemeyi başarmış çalışmalar yayınlanır. Bununla birlikte süreç burada sona ermez. Yayınlanan çalışmalar bilim toplumu içinde de sorgulanmaya devam eder. Bilim toplumu tarafından yöntem ve yorum olarak kabul edilenler, diğer çalışmalarda da bilgi kaynağı olarak kullanılırken, diğerleri tarih sayfalarındaki yerlerini alır.

Bilimin ortaya koyduğu bilgiler güvenilir olduğu gibi her zaman değişime açıktır.
Bazı insanlar, bilimsel bilgilerin doğruluğu ispatlanmış  ve değişmez bilgiler olduğunu düşünebilirler. Ancak bu düşüncenin aksine bilim, doğa hakkındaki bilgilerimizin geliştiği ve değiştiği bir süreçtir. Bilimsel bilgiler teknoloji ve bilgi düzeyindeki ilerleme, yeni bulguların ortaya çıkması, eski bulguların yeniden yorumlanması veya sosyokültürel faktörlerin etkisiyle değişebilir. Örneğin 1960’lara kadar mantarlar bitkiler âlemi altında sınıflandırılıyordu. Ancak günümüzde, elde ettiğimiz bilgiler ve değişen anlayışımız nedeniyle bu iki canlı
grubu farklı âlemler olarak düşünülmektedir.

Teoriler ve kanunlar birbirinden farklıdır.
Bilimsel bilgiden bahsederken, önemli bilimsel bilgi türlerini oluşturan bilimsel teori ve bilimsel kanunlara ayrı
bir parantez açmak gerekir. Teori ve kanunlar ile bunlar arasındaki ilişki, insanların sıklıkla yanılgıya düştükleri konulardır.

Bunun sebebi aynı terimlerin günlük hayatımızda da kullanılması olabilir. Ancak teori ve kanunlar, bilimde günlük kullanılan anlamlarından farklı anlamlara sahiptir. Bilimsel kanunlar, bir olayın belli şartlar altında nasıl gerçekleştiğini tarif eder. Teoriler ise doğada gerçekleşen olaylar hakkında yapılan ve arkasında güçlü deliller bulunan açıklamalardır. Kanunlar doğal olayların “nasıl” gerçekleştiği sorusuna verirken, teoriler kanunları açıklar ve “neden “sorusuna vermeye çalışır. Sıkça karşılaşılan bir yanılgı, hipotezlerin teorilere dönüştüğü daha sonra teorilerin yeterli delille ispatlanması durumunda kanunlara dönüştüğü düşüncesidir. teoriler ve kanunlar arasında bu şekilde hiyerarşik yoktur. Teori ve kanun birbirlerinden farklı bilimsel bilgi türleridir
ve teoriler hiçbir zaman kanunlara dönüşmez.

Deney, bilim denilince aklımıza ilk gelen yöntemlerden birisi olsa bile bütün bilimsel çalışmalar deneyleri kullanmaz. Bilim doğayı çeşitli disiplinler aracılığı ile inceler ve her disiplinin incelediği alanın özelliklerine uygun araştırma yöntemleri vardır. Hatta biyoloji içindeki farklı araştırma alanları da birbirinden farklı yöntemler kullanmaktadır. Örneğin eski yaşam formları üzerine çalışmalar yapan bir paleontolog  ile bir moleküler biyolog  birbirlerinden farklı yöntem ve yaklaşımlar kullanır.