Ünite 5: Bilimsel Hipotezlerin Pekiştirilmesi

Salt Tümevarımcı Görüş

Francis Bacon tarafından ortaya atılan bu görüşe göre tümevarım yöntemi, doğruya ulaşmanın tek geçerli yöntemi olarak kabul edilmektedir. Bu görüşte bilimsel yöntem üç aşamadan meydana gelir:

• Gözlem ve/veya deney yoluyla yalın olguların bilgisi türetilir ve bu bilgiler doğrulanmış gözlem önermeleri ile ifade edilir. Örneğin; yeterince ısıtıldığında genleşen a ₁ , … , a _n metal parçaları için F’nin “yeterince ısıtılır” ve G’nin de “genleşir” yüklemlerine karşılık geldiği bir önermede, doğrulanmış gözlem önermeleri Fa ₁ ^ Ga ₁ , … , Fa ₁ ^ Ga _n şeklinde gösterilir.
• Bu doğrulanmış sonlu sayıda gözlem önermelerinden tümevarımsal çıkarımla bir tümevarımsal genelleme önermesi türetilir. Örneğin; yukarıdaki gözlem önermesi için tümevarımsal genelleme önermesi ? _x (Fx›Gx) şeklinde gösterilir.
• Türetilen tümevarımsal genelleme önermeleri başka gözlem ve/veya deneylerle daha da pekiştirilebilir.

Salt tümevarımcı görüşte kısaca ? _x (Fx›Gx) biçimindeki hipotez, doğrulanmış Fa ₁ ^ Ga ₁ , … , Fa _n ^ Ga _n gözlem önermelerinden tümevarımsal çıkarımla türetilerek bulunur. Hipotez buluşundan sonra, Fa _n+1 ^ Ga _n+1 gibi yeni doğrulanmış bir gözlem-önermesi ? _x (Fx›Gx) hipotezinin daha da pekişmesini sağlar

Salt tümevarımcı görüşe getirilen eleştiriler:

• Tümevarımsal genelleme önermesinin yanlışlanabileceğini göz ardı eder.
• Bilimsel yöntemde tümevarımın yanı sıra tümdengelime de ihtiyaç duyulduğunu göz ardı eder.
• Isıtılan a _n+1 metal parçasının neden genleştiğinin sorusuna yanıt veremediği için bilimsel açıklama için kullanılamaz.

Hipotez-Pekiştirmesi Görüşleri

Bu görüşlerde bilimsel yöntem hem tümevarımsal ve tümdengelimsel çıkarım biçimlerini hem de hipotez kurmayı içerir. Gözlem önermeleri, gözlem-önermesi olmayan önermeler ve düzenlilik ifade eden tümel koşullu önermeler bilim insanlarınca sınama amacıyla, hipotez sıfatıyla geçici olarak kabul edilebilir. Belli bir zaman ile belli bir yere sınırlı olmayan düzenlilikleri ifade eden pekiştirilmiş hipotezlere ise yasa denilir.

Hipotez-pekiştirmesi görüşleri, “örnekleme yoluyla pekiştirme” ve “hipotezli-tümdengelimsel pekiştirme” yöntemleri olarak iki başlık altında ele alınır.

I.Örnekleme Yoluyla Pekiştirme Yöntemleri

Nicod’un ve Hempel’in yöntemleriyle Glymour’un kendikendini pekiştirme yöntemi örnekleme yoluyla pekiştirme yöntemleri arasında değerlendirilir. Nicod’un örnekleme yoluyla pekiştirme yönteminde, örneğin ? _x (Fx›Gx) biçiminde bir tümel-koşullu önermeyle dile getirilen hipotez için F _a ^ G _a gözlem önermesinin olumlu örnekleme ve F _a ^ ~G _a gözlem önermesinin de olumsuz örnekleme olduğu söylenir. Bu hipotezin t anında pekiştirilmiş olması şu iki koşulu yerine getirmesine bağlıdır:

• T anına dek yapılan gözlem ve/veya deneylere dayanarak yeterince büyük sayıda Fa ^ Ga biçimindeki olumlu örnekleme denilen gözlem önermeleri bilim insanlarınca doğrulanmalıdır.
• Fa ^ ~Ga biçiminde gösterilen ve olumsuz örnekleme denilen hiçbir gözlem önermesi doğrulanmış olmamalıdır.

Nicod yönteminin uygulanabildiği hipotezlerden farklı biçimde olan hipotezler için ise Hempel yöntemi kullanılır. Örneğin; “her yıldızın en az bir gezegene vardır” hipotezinde “x bir yıldızdır” ifadesini Fx ile “y, x’in gezegenidir” ifadesini Gyx ile gösterdiğimizde ? _x (Fx › ?yGyx) biçimini elde ederiz. Bu tip “tümel-tikel niceleyici” olarak nitelendirilen hipotezler Nicod yöntemi ile sınanamazlar. Hempel, Nicod yöntemini her türlü hipoteze uygulanabilecek bir şekilde genelleştirmiştir. Hempel yöntemi, pekiştirilmek istenen hipotezin yeterince çok sayıda gözlemlenebilir öğesi olan U = {a ₁ , … ,a _n } biçiminde açılımı kavramına dayanır. Örneğin; A gibi bir önermenin U = {a ₁ , … ,a _n } sonlu evreninde açılımı aşağıdaki iki kuralı A önermesinin bileşenlerine uygulamakla elde edilir:

• ? _x Bx biçimindeki her bileşenin yerine Ba ₁ ^ … ^ Ba _n konulur.
• ? _x Bx biçimindeki her bileşenin yerine Ba ₁ ?… ? Ba _n konulur.

Sınanan hipotezin yeterli sayıda ögesi olan U gibi bir sonlu evrendeki açılımı, doğrulanmış gözlem önermelerinden tümdengelimli geçerli bir çıkarımla türetilebilirse hipotez Hempel yöntemince pekiştirilmiş sayılır.

Nicod ve Hempel yöntemleri “Kuzgun Paradoksu”, “Sonsuz Öğeli Evren Sorunu” ve “Teorik Hipotezler Sorunu” olarak nitelendirilen üç farklı güçlükle karşılaşmaktadır.

Kuzgun Paradoksu: E bir gözlem önermesi, H ile H' de birer hipotez olsun. H, “Bütün siyah olmayan şeyler, kuzgun olmayan şeylerdir” yargısını; H' de “Bütün kuzgunlar siyahtır” yargısını ifade etsin. E, H hipotezini pekiştirirse ve H? H' ise, E, H' hipotezini de pekiştirir. Bu durumda beyaz bir ayakkabı gözlenmesi H’nin olumlu örneklemesi olduğunun bu hipotezi pekiştirir. H ile H' olduğundan beyaz bir ayakkabının gözlenmesinin H' hipotezini de pekiştirmesi gerektiği söylenir. Ancak bu kabul edilemez; çünkü beyaz bir ayakkabının gözlemlenmesinin, “Bütün kuzgunlar siyahtır” hipotezini pekiştirdiğini söylemek sağduyuya aykırı bir tutumdur.

Sonsuz Öğeli Evren Sorunu: Bazı önermeler ancak sonsuz evrende doğru olup, sonlu bir evrende tutarsızdır; yani tüm yorumlamalarda yanlıştır. “Her doğal sayıdan büyük bir doğal sayı vardır” önermesi, sayallığı sonsuz olan tüm doğal sayılardan oluşan evrende doğru olmasına karşın, bu evrenin sayallığı sonlu olan herhangi bir altkümesinden oluşan evrende tutarsızdır. Bu tip bir önerme Hempel yöntemince pekiştirilemez niteliktedir.

Teorik Hipotezler Sorunu: Eğer bir hipotezde geçen mantıksal-olmayan terimlerin hepsi teorik ise, o hipotez teorik hipotezdir. Hipotezin verilen bir evrendeki açılımının türetileceği gözlem önermesinde yalnız gözlem terimleri geçer. Teorik hipotezin ise; sözü geçen evrendeki açılımından söz edilemeyeceğinden, gözlem önermesi ile hipotezin açılımı arasındaki tümdengelimsel çıkarımdan da söz edilemez. Bu nedenle, Teorik hipotezler Hempel yöntemince pekiştirilemez.

Glymour’un kendi-kendini pekiştirme yöntemine göre, deneysel hipotezlerin yanı sıra, teorik hipotezler de örnekleme yoluyla pekiştirilebilir ve böylece hipotezlitümdengelimsel pekiştirme yönteminin tersine, bu hipotezler bütüncül olarak değil, tek tek sınanabilir. Örneğin; E kanıt önermelerinin kümesi, H pekiştirilmek istenen hipotez, T ise H hipotezini de içeren, birtakım hipotezlerin mantıksal sonuçlarının kümesinden oluşan bir teori olsun. Bu durumda H ve diğer hipotezler T teorisinin aksiyomları olur. Genel anlamıyla teori, bir aksiyomlar kümesinden türetilen önermelerden oluşur. Bu durumda E kanıt önermeleri kümesinin H hipotezini T teorisine dayanarak pekiştirmesi aşağıdaki koşullarla belirlenir:

• E kanıt önermeleri kümesi ile H hipotezi ve T teorisini oluşturan diğer hipotezlerden tümdengelimsel çıkarımla D gibi bir değerler kümesi türetilir; bu durumda D, H hipotezinin Hempel yöntemine göre bir olumlu örneklemesidir.
• H hipotezinin E kanıt kümesinde evreni U olduğunda, H’nin U evrenindeki açılımı D’den tümdengelimsel çıkarımla türetilebilir.

Buna karşın, Christensen’in karşı örnekleri yukarıdaki her iki beklentinin her zaman yerine gelmediğini ortaya koymaktadır. Örneğin; E’nin “Gözlemlenmiş nesne bir kuzgundur. Gözlemlenmiş nesnenin belli türden tüyü vardır” ifadesine; H’nin “Büyün kuzgunlar siyahtır” ifadesine; H1’in “Bütün kuzgunların belli türden tüyü vardır” ifadesine ve son olarak da H2’nin de “Eğer bir nesne kuzgun ise, bu nesnenin siyah olması ile belli türden tüyü olması eşdeğerdir” ifadesine tekabül ettiğini düşünelim. Tüm kuzgunların belli türden tüyü olmasına bakarak aynı kuzgunun bir de siyah olduğu sonucuna sezgisel olarak varamayacağımız için H hipotezinin Glymour’un yukarıda belirtilen birinci aksiyomlaştırmasında sezgisel olarak pekiştirilmediğini görülmektedir.

II. Hipotezli-tümdengelimsel Pekiştirme Yöntemi

Hipotezli-tümdengelimsel pekiştirme yönteminde, sınanan yani pekiştirilmek istenen hipotez ve önceden doğrulanmış gözlem önermelerinden tümdengelimsel çıkarımla yeterince büyük sayıda yeni gözlem önermesi türetilir. Türetilmiş bu gözlem önermeleri gözlem ve/veya deney yoluyla sınanırlar. Eğer bunların tümü gözlem ve/veya deney yoluyla doğrulanırsa ilgili hipotez pekiştirilmiş olur. Fakat eğer bazı türetilmiş gözlem önermeleri yanlışlanırsa hipotez çürütülmüş ve yanlışlanmış olur.

Hipotezli-tümdengelimsel pekiştirme yöntemi “ Kuzgun Paradoksu ” , “ Alternatif Hipotezler Sorun u” ve “ DuhemQuine Sorunu ” olarak adlandırılan üç farklı sorunla karşılaşmaktadır.

Kuzgun Paradoksu bu pekiştirme yönteminde şu şekilde karşımıza çıkmaktadır. Örneğin; a gözlemlediğimiz bir beyaz ayakkabı olsun; F “bir kuzgundur” ifadesinin ve G de “siyahtır” ifadesinin kısaltması olsun. Buna göre; a gözlemlediğimiz bir ayakkabı olduğundan ~Fa önermesi doğrudur. Fakat bu durumda Hipotezli-tümdengelimsel pekiştirme yöntemi gereği, gözlemlediğimiz bir beyaz ayakkabının “Bütün kuzgunlar siyahtır” hipotezini pekiştirdiğini söylemek durumunda kalırız. Bu da daha önce de söz edilen Kuzgun Paradoksu ile karşılaşmamıza sebep olur.

Bazı durumlarda ise belirli bir gözlem önermesinin sonsuz sayıda birbiriyle bağdaşmayan alternatif pekiştirdiği gözlenir. Buna karşın niye ilgili H hipotezini diğerlerine yeğliyoruz sorunu, yani başka bir deyişle alternatif hipotezler sorunu ortaya çıkar.

Hipotezli-tümdengelimsel Pekiştirme Yöntemi’nin genel yapısında hipotez (H) ve çeşitli gözlem önermelerinden oluşan başlangıç koşulları (I) bulunmaktadır. Fakat bunların yanı sıra niceliklerin ölçülmesinde kullanılan ölçüm aygıtlarının işleyişlerine ilişkin ilkeler ve bu aygıtların güvenirliğine ilişkin önermelerden oluşan yardımcı hipotezler (A) de yönteme dâhildir. Hipotezlitümdengelimsel Pekiştirme Yöntemi’nin savlarından bir tanesi H’nin tek başına yanlışlanabileceği savıdır. DuhemQuine tezi ise bazı hipotezlerin sınamasının ya da yanlışlanmasının tek başına değil de bütüncül bir şekilde, yani I ve A ile birlikte, olması gerektiğini savunmaktadır. Bu nedenle bazı hipotezlerin Duhem-Quine Sorunu ile karşılaştıkları söylenebilir.

III. Bayesci (Olasılıkçı) Pekiştirme Yöntemi

Bu yöntemde hipotezler, kanıt önermeleri ve arkadüzlem bilgisini dile getiren önermelere göre koşullu olasılıklarına dayanılarak sınanırlar. Örneğin; sınanan hipotezi H ile kullanılan kanıt önermelerinin tümünü E ile arkadüzlem bilgisi denilen teorideki temel yasalar ile kullanılan diğer yasaların tümünü T ile gösterelim. A gibi bir önermenin B önermesine göre koşullu olasılık derecesi P(A | B) şeklinde gösterilmektedir. Bu durumda H’nin sınama-öncesi olasılık derecesi P(H | T) şeklinde; H’nin sınama-sonrası olasılık derecesi ise P(H | E ? T) şeklinde gösterilir. İşte bu yöntemde P(H | E ? T) Bayes Teoremi’ne göre hesaplanır. Bayesci (Olasılıkçı) görüşe göre, bir hipotezin pekiştirilmesi, sınama sonrası-olasılık derecesinin sınama-öncesi olasılık derecesinden büyük olmasına bağlıdır. Sözgelimi eğer P(H | E ? T), P(H | T)’den büyük ise H hipotezi pekiştirilmiş; küçük ise çürütülmüş olur.

Salt Tümdengelimci-Hipotez-Yanlışlamacı Görüş

Karl R. Popper’in öne sürdüğü bu görüşe göre tümevarımsal çıkarım yoktur, tek geçerli çıkarım biçimi tümdengelimsel çıkarımdır. Çünkü Popper’e göre biçimi tümel-koşullu _x (Fx›Gx) şeklinde olan H gibi bir hipoteze, mantıksal doğru olmadıkça, 0 dışında hiçbir pekiştirme derecesi verilemez. Daha önce HipotezliTümdengelimsel Pekiştirme Yöntemi’nde hipotezlerin gözlem önermelerine dayanarak tümevarımsal çıkarımla pekiştirilebildiğini ve tümdengelimsel çıkarımla da çürütülebildiğini görmüştük. Buna karşın, Salt Tümdengelimci-Yanlışlamacı görüşe göre ise hipotezler gözlem önermelerine dayanarak tümevarımsal çıkarımla pekiştirilemezler ama tümdengelimsel çıkarımla yanlışlanabilirler. Çünkü bu görüşte gözlem önermeleri gözleme dayanarak kesin ve ya da kesine yakın bir biçimde doğrulanan önermeler değil; son çözümlemede ilgili bilim insanları topluluğunun aldığı özgür kararla kabul edilmiş önermelerdir. Ancak bu karar salt bir uzlaşım değil; bilimsel yöntemin kuralları çerçevesinde alınan bir karar niteliğindedir. Ortaya konulan bu önermeler de temel önermeler olarak adlandırılır.

Bilim insanları serbestçe kabul ettikleri hipotezleri tek tek sınayarak yanlışlananları ret etmek ve uzun sürede yanlışlanmayanları da kabul edip bilimsel çalışmalarında kullanabilir. Bu tür hipotezleri Popper dayanaklı (corroborated) hipotezler olarak nitelendirir. Ancak dayanıklılık zamana bağlıdır. Çünkü t ₁ zamanda dayanıklı olarak nitelendirilen bir hipotez t ₂ zamanda yeni temel önermelerce yanlışlanıp ret edilebilir.

Hipotez-Buluşu Görüşü

Charles S. Pierce’ın öne sürdüğü Hipotez-Buluşu görüşüne göre, hipotezler bilim insanlarının önceden doğruladıkları gözlem önermelerine dayanarak tümdengelimsel olmayan bir çıkarımla türetilir. Tümdengelimsel olmayan bütün çıkarımlar tümevarımsal olarak nitelenirse, Hipotez-Buluşu görüşündeki çıkarımın tümevarımsal olduğu söylenebilir. Ancak bu görüş yalnızca tümevarımsal genellemeleri türetmeye yarayan bir çıkarım biçimi değildir. Hipotez-Buluşu görüşü önceden bilinen ancak henüz açıklanmamış dolayısıyla şaşırtıcı nitelikte olan belli bazı olguları açıklama amacı güder. Hipotez-Buluşu görüşünün temel biçimi aşağıdaki gibidir:

• E, gözlemlenmiş olan şaşırtıcı olguyu dile getiren önermedir.
• Eğer H hipotezi doğru olsaydı, E’yi açıklamış olurdu.
• O halde, H hipotez olarak kabul edilebilir.

Örneğin; E, “Bir balık türüne ait fosiller zamanımızda bir ülkenin iç kesimlerinde bulunmuştur” ifadesinin; H ise, “İç kesimlerinde balık fosili bulunan her ülkenin bu kesimleri çok eskiden deniz idi” ifadesinin karşılığı olsun. Bu durumda H›E üzerinden “İç kesimlerinde balık fosili bulunan her ülkenin bu kesimleri çok eskiden deniz olmuş olsaydı, zamanımızda sözü geçen ülkenin iç kesimlerinde bulunan balık fosilleri açıklanmış olurdu” ifadesi türetilir. Sonuç olarak H’de geçen “deniz” terimi E’de bulunmadığından H hipotezinin E’nin ifade ettiği şaşırtıcı olguyu açıkladığı söylenebilir.

Hipotez-Buluşu görüşünde, hipotez olarak kabul edilen her önermenin, kalıcı olarak kabul edilebilmesi için, Hipotezli-Tümdengelimsel biçimde sınanıp pekiştirilmesi gerekmektedir