Fizikçe’nin bu sayısında bilimlere biraz kuşbakışı bir bakış ile bakıp iki türde bilim yapma tarzından bahsediyoruz. Bunlardan birincisi bilim denildiğinde akla gelen ilk stil, dikey bilim; diğeri ise eskiden daha revaçta olan ve şu anda pek rağbet görmeyen yatay bilim tarzı. Bu yazı herhangi bir bilimden ziyade bilim yapma tarzları ile ilgili olduğundan, bu yazıya bir meta-bilim yazısı diyebiliriz.
Terimlerin tanımları
Başlıkta Shakespeare’e nazire yaptıktan sonra konumuza dönelim. Dikey ya da yatay bilim terimlerine değinmeden önce bu ifadeleri (literatürde belki disiplin-içi ya da disiplinler-arası ifadelerine benzeyebilir) nasıl seçtiğimden bahsetmek isterim. İnsanlığın bilgi birikiminin ve ileride keşfedilecek bilgilerin bir ağaç yapısı ile tasvir edildiğini düşünelim. Bilgisayar biliminde ağaçta saklı belirli bir ifadeyi bulmak için şu iki algoritmayı düşünelim: 1) Önce derinlemesine arama (en: depth-first search), 2) Önce aynı derinlikteki diğer dallar arasında arama (en: breadth-first search).
Şimdi ise bu algoritmalardan ilkine benzer şekilde dikey bilim diye ifade ettiğim tarz, önce derinlemesine arama algoritması gibi çalışır: öncelikle bir bilim seçersiniz: pozitif bilimler, sonra bir disiplin: fizik, sonra alt bir alan: parçacık fiziği. Liste bu şekilde en son özelleşmeye kadar devam eder. Bu dikey bilimdir. Bilimsel bilgiyi çok dar bir kapsamda ilerletme gayesindedir. Yatay bilim ise şu şekilde çalışır: aklınızda bir soru vardır: buna cevap aramak için biraz matematik çalışırsınız, biraz fizik çalışırsınız. Ağacın birinci derinlik seviyesinde dolaşırsınız. Aradığınızı bulamazsanız bir sonraki derinlik aşamasına geçersiniz. Bu da bu şekilde devam eder.
Tarihsel süreç içinde bilimlerin ayrışması
Tarihsel süreç içinde bilimlerin ayrışması olgusu yaşandı ve hala daha devam etmektedir. Bu süreç Şekil 1’de çok çok basit bir şekilde tasvir edilen bilimler ağacının dallanması şeklindedir. Her bilim içindeki disiplinlerin başka alt disiplinlere ayrılması şeklinde devam etmektedir.
İlk bilim olarak insanın düşünmesini ele alabiliriz. Bu uzun evrimsel zaman skalası içinde çok küçük bir kısma karşılık gelse de, bizim günlük hayatımızda kullandığımız zaman ölçeğinde çok çok geçmişte kalmış olan bir olgudur. Yazının icadı sayesinde eski insanların neler düşündüklerini ve ne gibi bilimsel hesaplar yaptıklarını çivi yazılarından, papirüslerden vb. kayıtlardan çözebiliyoruz ve işin doğrusu biraz da hayretle karşılayabiliyoruz. Aslında bu hayret bizim kendimizi beğenmişliğimizden kaynaklanıyor. Beyin yapısı olarak baktığımızda, söz gelimi, 5 bin sene önce yaşamış insanlarla pek bir farkımız olduğu kanaatinde değilim. Tek farkımız, şu ana kadar üretilmiş olan inanılmaz boyuttaki bilimsel bilgi dağarcığı ve git gide kendisini daha da hızla geliştiren teknolojik aygıtlara olan erişimimiz.
Günümüzdeki bilincimizle konuya baktığımızda ilk bilimin felsefe olduğunu söyleyebiliriz. Daha sonra mantık, matematik, astronomi gibi dallara ayrılıyor. Bu ayrılma süreci, ya da alt disiplinlere ayrılma süreci diyelim, günümüzde de sürmektedir. Örneğin fiziğin altında astrofizik ayrı bir dal. Astrofiziğin altında kozmoloji, kütleçekimi (bu matematiksel fizik ile de ilintili), plazma fiziği (örneğin yıldızları anlamada) vb. pekçok alt disiplin gelişmektedir. Elbette bu ayrışma ileri de daha da spesifik bir hal alacaktır. İleri Okuma ve Kaynakça kısmında Wikipedia bağlantısı verdim. Orada daha başka alt disiplinlere bakabilirsiniz.
İşin ilginç yanı, hala eski alışkanlıklarımızdan vazgeçmiş de değiliz. Örneğin doktora ünvanının açılımı, yani PhD ünvanının, felsefe doktoru (en: doctor of philosophy. İleri Okuma ve Kaynakça Kısmın’daki Cambridge Dictionary bağlantısına bakabilirsiniz) anlamına gelmektedir. Yani siz bugün fizik doktorası ya da biyoloji doktorası yapsanız da fizik ya da biyloji doktoru değil, felsefe doktoru ünvanını almış oluyorsunuz.
Yatay bilim yapanlara örnekler
Bu bölümde, yatay bilim yapan bilim insanlarına bilim ağacının gitgide artan derinliklerinde yatay bilim yapmalarına göre üç örnek vermek istedim. Bu şekilde sözlerim biraz daha somut bir yan kazanacaktır. Bu kişiler 1) Aristoteles, 2) Isaac Newton, 3) Henri Poincaré.
Aristoteles
Aristoteles M.Ö. 384 ve M.Ö. 322 yılları arasında yaşamış bir filozoftur. Sokrates’in öğrencisi Eflatun’un (Platon) öğrencisidir. Büyük İskender’in akıl hocası olarak da görev yapmıştır. Aristoteles felsefi çalışmalarının yanında, fizik, biyoloji, astronomi gibi pek çok alanda da çalışmalar yapmıştır. Bu sebepten kendisine yatay bilim yapıyor denebilir. Kendisi ise bilimleri üç kategoride sınıflandırmıştı: 1) pratik (en: practical), 2) üretken (en: productive), 3) teorik (en: theoretical). Pratik bilimler belirli şartlar altında nasıl davranılması ile ilgilidir. Üretken bilimler ise sanat ya da mühendislik gibi bir ürün ortaya koymakla ilgili olan bilimlerdir. Son olarak ise teorik bilimler amacı gerçeklik olan bilimlerdir. Bunlarsa üç ana bileşenden oluşur: a) matematik b) doğa bilimleri c) teoloji.
Şüphesiz ki bilim ağacının dalları birbirinden henüz çok ayrışmadan çalışmalarını yapmıştır Aristoteles. Bundan dolayı birinci örneğimiz olmuştur. Diğer iki örneğimiz, Isaac Newton ve Henri Poincaré ise bilim ağacının ilk aşamalarından ziyade gitgide dallanan halleri içinde kendi perspektiflerinden gitgide derinleşen yatay bilim yapmışlardır.
Isaac Newton
Isaac Newton 1642 ve 1727 yılları arasında yaşamış bir fizikçidir. Fizikte hareket kanunları, mutlak uzay, mutlak zaman, kütleçekim teorisi, ışığın parçacık yapısı hakkında düşünceleri gibi konularla bilinir. Matematikte ise sonsuz küçükler hesabını (kalkülüs: türev ve integral) çağdaşı Gottfried Leibniz ile birlikte eş zamanlı olarak bulmuştur. Fiziğe yaptığı hareket kanunları gibi kavramlar sonsuz küçükler hesabını kullanır. Fizikteki fikirlerini matematiksel olarak temellendirmek ve ifade etmek için matematikte yeni bir dal açmıştır denebilir. Görüldüğü gibi, Newton, yatay bilim yapmıştır. Kuantum mekaniği ve izafiyet teorisi ortaya atılana kadar evrenin işleyişi ilgili en kapsayıcı teori Newton’un mekaniğidir.
Henri Poincaré
Henri Poincaré 1854 ve 1912 yılları arasında yaşamış bir matematikçidir. Poincaré’nin matematiğin hemen hemen her alanında iz bıraktığı için kendisine “son global matematikçi” ifadesi yakıştırılmaktadır. Cebir, sayılar teorisi, topoloji, diferansiyel denklemler gibi pek çok matematik alt disiplini üzerinde çalışmaları vardır. Kendisinin matematiği bütüncül bir şekilde kavradığını düşünüyorum. Ayrıca izafiyet kuramını ortaya atmada Albert Einstein ile bir yarışları da vardır.
Öte yandan fizikte kapalı sistemlerin termodinamiği konusundaki “Poincaré yineleme teoremi”ni de bulmuştur. Kendisi matematikçi olmasına rağmen, matematiğin alt dallarında yatay bilim yapmanın yanında bir de bir üst dalda (matematik ve fizik) da yatay bilim yapmıştır. Günümüzde isminin popüler medyada tekrar gündeme gelmesinin sebebi kendi ismiyle anılan “Poincaré Sanısı”nın Grigori Perelman tarafından çözüme kavuşturulmuş olmasıdır. Bu da Poincaré’nin çağları aşan öngörüler yapmasının bir kanıtı olarak görülebilir.
Günümüzde durum nedir?
Nature’da çıkan bir haber günümüzde bilimin yatay değil de dikey olduğu şeklinde okunabilir (Konu üzerine biraz daha derinlemesine okuma yapmak isterseniz İleri Okuma ve Kaynakça’da verilen haber bağlantısının referanslarına bakabilirsiniz). Haberde iki çeşit bilimden bahsediliyor: 1) çığır açıcı bilim (en: disruptive science) ve 2) adım adım ilerlemeli bilim (en: incremental science). Haberin özeti şu: çığır açıcı olarak nitelenebilecek yayın sayısı yıllar içinde belirli bir trende göre azalma gösteriyor. Fakat şu ilginç bilgiyi de ekliyor haberin yazarı: “Çığır açıcı araştırmaların oranı 1945 ve 2010 yılları arasında ciddi bir düşüş yaşamasına rağmen çığır açıcı çalışmaların sayısı hemen hemen aynı kaldı.” (Kendi çevirim).
Bu haberi, yazımızda kullandığımız dikey ve yatay bilim terimleriyle şu şekilde yeniden ifade edebiliriz. Bilim ağacının köke yakın noktalarındaki keşifler önceden yapıldı. Bunlar çığır açıcı bilimler oldu. Sonra bilim insanları belirli bir dal üzerinden daha derinlere inmeye başladı. Yani dikey bilim yapmaya başladılar (haberdeki İngilizce tabirle: “incremental science”). Tabi ki bilim ağacı derinlerine inildikçe daha da dallandığı için sonlu olan insan gücü derindeki bilimin bir kolunun alt ve daha alt dalları arasında dağıldı. Dolayısıyla dal başına düşen kişi sayısı azaldı bu dağılımdan dolayı. Bundan dolayı da bilim insanları dikey bilim yapma trendi içinde kaldılar.
Şahsi fikrimdir ki çığır açıcı bilimin yatay bilim ile olacağına inanıyorum. Fakat tabi ki “çığır açıcı bilim yapmanın” bir amaç ya da hedef olması gerektiğine inanmıyorum. Bu tamamen tarz meselesi. Bilim diğer uğraşlara göre biraz daha fazla adanmışlık ister. Eğer buna sahip değilseniz, bilimle uğraşmak işkenceden başka bir aktivite olmaz. Dolayısıyla eğer bilim ile uğraşmanızın amacı ün sahibi olmaksa (mesela Nobel ödülü kazanmak) yol yakınken dönmek gerekir.
Konumuza tekrar dönersek, çığır açıcı bilim elbette ki dikey bilim ile de olabilir. Bir teorinin derinliklerine inip çok ince bir nokta yakalayabilirsiniz. Bundan yola çıkarak o küçük gözüken fark için bir sav öne atıp teorinin gidişatını da değiştirmeniz ve “çığır açıcı bilim” yapmanız mümkün olabilir. Şahsi kanaatimin yatay bilimden yana olması biraz önyargılı bir görüş, belli tür konularla ilgilenen bir fizikçi olmamdan ötürü. Bu düşüncemin de başat aktörü kuantum mekaniğinin durumu konusu. Kuantum mekaniği teorisi nasıl yorumlanmalı sorusuna şu an herkesin üzerinde anlaşabildiği bir cevap vermek söz konusu değil maalesef. Bunun için, fizik, matematik, mantık, felsefe gibi pozitif olan ya da olmayan bilimlerin dahil edilmesi gerektiğine ve dolayısıyla da yatay bilim yapılması gerektiğine inanıyorum. Yatay bilime biraz pozitif önyargıyla yaklaşmam da bundan.
Ne yapmalı?
Fakat yatay bilim sadece pratik çıktıları için değil, doğayı anlamada daha bütüncül bir kavrayışa erebilmemiz umudunu taşıdığı için de desteklenmelidir. Daha önce Nature’da çıkan haberden bahsettim. “Çığır açıcı” çalışmaların sadece dikey bilim yaparak/yapılarak oluşturulamayacağı kanısındayım. Bilim insanları hem dikey hem de yatay bilim yapmalılar. Bu şekilde bilimler ağacının derinliklerine inerken, aynı zamanda komşu bilimlerde neler yaşandığı konusuna da hâkim olacaklardır. Fakat son olarak şunu da belirtmek gerekir ki dikey ya da yatay bilim yapma meselesi sadece bir tarz meselesidir. İki tür stilin belirli avantajları vardır kendilerine göre. Bu yazımın özeti şudur ki bilim insanları belki de farkında olmadan dikey bilim yapıyorlar, yatay bilimin de mümkün olduğunu farketmeleri hoş olacaktır.
İleri okuma ve kaynakça
- Cambridge Dictionary. “PhD” kısaltmasının anlamı. Erişim tarihi: 12 Ocak 2023. URL: https://dictionary.cambridge.org/dictionary/english/phd
- Fiziğin alt disiplinleri. https://en.wikipedia.org/wiki/Physics#Research_fields
- Jonathan Barnes. Aristotle: A very short introduction. Vol. 32. Oxford Paperbacks, 2000. [Aristoteles’in bilimleri sınıflandırması bahsinde kullandığım kaynak eserdir. Benim erişimim olan ise bu kitabın Amazon Kindle sürümüdür.]
- Max Kozlov. “‘Disruptive science’ has declined–and no one knows why.” Nature. 4 Ocak 2023. Erişim tarihi: 10 Ocak 2023. URL: https://www.nature.com/articles/d41586-022-04577-5
- Wolfram|Alpha. Aristoteles, Isaac Newton ve Henri Poincaré’nin doğum ve vefat tarihlerini belirlemek için kullanılmıştır. https://www.wolframalpha.com/
- Wolfram Research, Inc., Mathematica, Version 13.1, Champaign, IL (2022).
