Standford Encyclopedia of Philosophy’nin “Scientific method” ve “Models in Science” Maddelerinin Özet ve Değerlendirilmesi

“Scientific Method” (Bilimsel Metot), Hanne Andersen ve Brian Hepburn, SEP, 2015.

Özetleyen: Sacide Ataş

Bilimsel metotlar temelde bilimsel olan araştırma ile bilimsel olmayanı birbirinden ayırt etmeyi amaçlar. Bilimsel yöntem bilimsel araştırmanın amaç ve sonuçları, meta-metodoloji ve bilimsel araştırma pratikleri ile birbirine karıştırılmamalıdır.

Bilimsel metot tartışmalarını şekillendiren en önemli tartışma bilimsel metotlar hakkında ne kadar çoğulcu olunabileceğidir. Bilime temel olabilecek tek bir metot bulunduğunu savunan bir uç ile radikal çoğulcular arasında orta yollu bir çoğulcu yol en uygun yol gibi durmaktadır.

Bilimsel aktivite disipline, zamana, mekâna ve araştırmacıya göre değişiklik arz eder. Bu madde çok genel veya çok dar kapsamlı olmayan açıklamalar aracılığı ile bilimsel etkinliği anlama girişimidir.

1. Tarihsel Değerlendirme: Aristoteles’ten Mill’e

Bilimsel metotların tarihi uzunca bir zaman genel epistemoloji tarihi içerisinde değerlendirilmiştir. Bu sebeple epistemoloji tarihi için kurgulanan kategoriler çoğunlukla bilimsel metotlar için de geçeridir.

Neyin bilinebileceği sorusu aslında bir yönüyle nasıl bilinebileceği ile irtibatlıdır. Platon yalnızca ideaların hakiki bilgiye konu olabileceğini söylediği için gözlemlenebilir olanın bilgisini Platon’da inceleyemeyiz. Aristoteles ise doğa araştırmalarının amaçları ve yöntemleri üzerine yazmıştır. Aristoteles’e göre araştırmanın amacı, tertibi, hakikatin görünüş tarzı ve gözlemlenen şeyin illeti başarılı bir araştırma için gerekli şeylerdir ve Aristoteles’e göre araştırma yöntemi mantıktır. Mantığın temel çıkarım yöntemlerinin tümevarım (gözlemlenen şeyden temel ilkelere doğru araştırma) ve tümden gelim (genel ilkeden gözlemlenen şeye doğru araştırma) olduğunu söyleyebiliriz.

Aristoteles’in görüşleri Orta çağ boyunca tartışılmıştır. Aristotles ve Platon’dan farklı olarak Orta çağ filozofları araştırmanın çerçevesini formlardan fenomenlere kaydırmıştır.

Bilimsel Devrimler’den sonra ise bu farklı çıkarım yöntemleri tek bir baskın tarza dönmüştür. 16-18. Yüzyıllarda sadece doğanın işleyişine dair bilgilerde gelişme olmadı. Bunun yanı sıra araştırma metodu da oldukça farklılaştı. Mesela Galileo Galilei veya Francis Bacon’ın eserleri çoğunlukla matematiksel bir dille kaleme alınmıştır. Bacon Aristoteles’in kıyas yöntemini tikellerden tümellere hızlı bir sıçrayış yapmakla eleştirmiştir. Kendisi ise yeni sanatlar ve ilkeler ortaya çıkarabilecek, sahih gözlem ve veri toplamaya dayalı yeni bir metot üretmeyi amaçlamıştır. Bacon’un bu yöntemi de fazlasıyla katı ve kullanışsız olmakla eleştirildi.

Newton’a kadar durum böyledir. Bilim tarihçilerinin çoğu ise Newton sonrasına odaklanmışlardır. Newton’un kütle çekim kanunu, ilk ilkelere değil fenomenlere dayanmakla geleneksel doğa felsefesinden ayrılmaktadır. Newton’un yöntemi bir grup bilim adamı tarafından doğa araştırması için yetersiz görülerek eleştirilmiş, bir grup tarafından ise revize ve eklemelerle kabul görmüş ve geliştirilmiştir. Newton’dan sonra özellikle de Voltaire (1694–1778) ve du Chatelet (1706–1749) tarafından savunulan dogmaların terk edildiği, tamamen gözleme tabi olunan bir yöntem benimsendi. Yine de Newton’un yöntemi herkesçe kabul edilmiş değildi. George Berkeley’in (1685–1753) yeni bilimin matematiğine ve ayrıca Newtoncuların gözleme aşırı vurgusuna yönelik eleştirileri ve yine David Hume’un (1711-1776) bilim adamlarının tümevarımsal yöntemle elde ettikleri iddiaların doğruluğunu garanti etmesine dair eleştirileri meşhurdur. Nitekim Hume’un eleştirileri, sonrasında Kant’ın (1724–1804) ampirik metot için bir temel arayışına girmesinde etkili olmuştur.

Kant ve Hume sonraki yüzyıldaki tartışmaları oldukça etkilemiştir. John Stuart Mill (1806–1873) ve William Whewell (1794–1866) arasında cereyan eden ve kabaca tümevarım ve hipotezci-tümdengelim yöntemleri arasındaki bir tartışma olarak yorumlanan tartışma çok önemlidir. Whewell’e göre bilgi, nesnel olan bir şeyin (gördüklerimizin) ve öznel olan bir şeyin (gördüklerimizi algılayış şeklimizi etkileyen temel fikirlerin) birlikteliğinden oluşur. Bu sebeple öznel olana aşırı vurgusundan ötürü Kant’ı, nesnel olana aşırı vurgusundan ötürü de John Locke’u (1632–1704) eleştirir. Mill ise daha dar bir tümevarımı savunur. Biz olaylar arasındaki düzenliliği gözlemler, bunlardan yasalar oluştururuz. Bu düzenliliklerin bir kısmı bizi daha üst bir yasaya götürür. Bu üst yasalar ise disipline ve zamana göre farklılık arz eder. Whewell ve Mill’in yöntemlerinin her ikisi de kanunları kapsayacak şekilde tümevarım ve genelleme içerir. Ancak ulaşılan bilginin zorunluluğu açısından, yani meta-metodolojik düzeyde oldukça farklıdır.

3. Metodun Mantığı ve Eleştirel Cevaplar

Bilim adamlarının akıl yürütmeleri teorileri test etme ve doğrulama yöntemlerine göre analize tabi tutuldu. Buna göre metotlar arasındaki ayrım buluşun bağlamına ve bunu gerekçelendirmesine göre ayrılmaktadır.

3.1. Mantıksal Constrüktivzm (Kurmacılık) ve Operasyonalizm (İşlemselcilik)

Carnap, bilimsel bir teorinin biçimsel bir aksiyomatik sistem, yani bir mantık olarak anlaşılabileceğini göstermeye çalıştı. Buna göre gözlemlenebilir olan şeyler doğada test edilerek doğrulanacak, gözlemlenebilir olmayanalar ise doğru bir mantık dizgesinde olmakla anlamlandırılacaktır. Doğrulanamayan veya analitik olarak ifade edilemeyen ifadeler anlamsızdır.

Carl Hempel bunu eleştirmiş ve bu kritere göre en bilimsel kaidelerin dahi anlamsız olabileceğini belirtmştir. Bilim felsefecileri metodolojiyi metodoloji olduğu için değil, bilimsel araştırmalarında kullanmak için anlamaya çalışır. Bilim adamları yaptıkları araştırmaları biçimsel bir aksiyomatik sistemdeki terimlere anlam vermek için yapmazlar. Öte yandan bu mantıkıçı pozitivistler hiçbir gözleminin başlangıçta bir teoriden hareket etmeksizin ortaya konamayacağı eleştirisine maruz kaldılar.

3.2. Doğrulamanın Mantığı Olarak Hipotezci Tümdengelim (H-T)

H-T bir hipotez öne süren teorinin ya da bu teorinin bir önermesinin gerçek sonuçlarla doğrulanmasıdır. Buna göre bir teoriye dair hipotezler test edilir, teoriye uygun sonuç vermediğinde hipotez reddedilir. Ancak hipoteze uygun sonuç verildiğinde hipotez ispatlanmış olmaz, yalnızca biraz daha desteklenmiş olur.

3.3. Popper ve Yanlışlamacılık

Popper’ın yanlışlamacılığı da hipotezlerin gözlemsel olanla test edilmesini içerdiği için H-T ile benzerdir ancak Popper’a göre bir hipotezi doğrulayıcı kanıt ne kadar çok olursa olsun hipotezin doğruluğuna kesin bir şekilde hükmedemeyiz. Ancak ona göre bilimsel bilgi dediğimiz şey tam olarak böyle bir şeydir. Bir hipotez ne kadar az yanlışlanabiliyorsa o kadar az şey iddia edebiliyordur. Ne kadar çok yanlışlanabiliyorsa o oranda da bilimseldir. Popper bunu bir nevi bilim ile sahte-bilim arasındaki fark olarak vaz etmiştir.

3.4. Meta-metodoloji ve Metotların Sonu

1960’lardan sonra felsefî odağı bilimsel yöntemden uzaklaştıran meta-metodolojik yaklaşımlar ortaya çıktı. Bu yaklaşımlardan biri Kuhn’un paradigmalarıdır. Kuhn’a göre her bilimsel araştırma bir paradigma içerisinde, belirli dogmalara bağlı kalınarak gerçekleştirilir. Bu paradigmanın karşılaştığı problemlere cevap verebilme gücü paradigmaya bağlılığı artırır. Öte yandan paradigmanın cevap veremediği problemler de birikmeye devam eder. Bu problemler paradigmada yan hipotezlerle çözülemeyecek kadar biriktiğinde o paradigma terk edilerek yeni bir paradigma benimsenmeye başlar.

Paul Feyerabend ise metodolojik kaidelerin bilimin ilerlemesine engel olduğunu savunmuş, hatta bilimin bilgiyi takip etmenin ve bilgiyi artırmanın en iyi yolu olduğuna dair metodolojik kısıtlamayı bile çok kısıtlayıcı bulmuştur. Buna göre “ne olsa uyar (anything goes)” diye özetlenebilecek özgürlükçü bilim felsefesi görüşünü savunmuştur.

Sonrasında ise bilim sosyologları Güçlü Program adını verdikleri görüşe göre bilim felsefesi araştırmalarında sadece yanlışlanan teorilerle değil, doğrulanan teorilerle de eşit derecede ilgilenilmesi gerektiğini savundular. Latour ve Woolgar, Knorr-Cetina, Pickering, Shapin ve Schaffer tarafından yapılan incelemeler hangi inançların bilimsel bilgi statüsü kazandığını belirlemede nesnel verilerden çok sosyal ideolojiler (makro ölçekte) veya bireysel etkileşimler ve koşulların (mikro ölçekte) rol oynadığını ileri sürdüler. 20. yüzyılın sonlarına gelindiğinde ise metodoloji tartışmaları artık tarih olmaya yüz tutmuştu.

4. Hipotezlerin Test Edilmesinde İstatiksel Metot

19. yüzyıldan itibaren istatistik ve olasılık teorisi, tümevarımsal çıkarım analizi olarak metodolojik bir rol üstlenmiş ve deneysel bilimlerin metodolojisinde giderek daha önemli bir rol oynamaya başlamıştır. Olasılık teorisinin aksiyomlarında tümevarımın rasyonalitesini temellendirmeye yönelik girişimler 20. yüzyıl boyunca ve günümüze kadar devam etmiştir. Öte yandan Fisher ile Neyman ve Pierce arasında hipotezlerin test sürecinin nasıl algılanacağı hususunda bir tartışma cereyan etmiştir. Fisher’e göre, hipotez testi, istatistiksel bir hipotezin ne zaman kabul edileceğine veya reddedileceğine ilişkin bir metodolojiydi. Yani eğer kanıt diğer olası sonucalar göre olası değilse hipotez reddedilmeliydi. Neyman ve Pierce ise yapılan yanlışın (bu yanlış doğru bir hipotezi ret veya yanlış bir hipotezi kabul olabilir) sonuçlarının da hipotezin doğruluğuna karar verirken etkili olması gerektiğini savunuyordu. Yani bu iki tür yanlışın hangisinin sonuçlarının daha önemli bir şeye neden olacağına bakılarak tercihte bulunulmalıydı.

Benzer bir tartışma felsefî literatürde de cereyan etmiştir. Churchman ve Rudner bilimsel bir hipotez hiçbir zaman doğrulanamayacağı için sonuca varmada bilim adamının ahlâkî tutumunun ve hata yapmanın neden olacağı sonucun da etkili olacağını söylemiştir. Bunun karşısında yer alan Jeffrey ve Levi ise bütün ahlâkî yargılardan arınmış salt bir bilim anlayışını savunmuştur.

Son yıllarda olasılıkçı hipotezlerle ilgili felsefî tartışmalar Beyesçi ve sıklıkçı yaklaşımlara odaklanmıştır. Bayesçilikte olasılık, mevcut bilgiler göz önüne alındığında bir kişinin bir olaya olan inanç derecesinin bir ölçüsü olarak alınırken sıklıkçılıkta ise olasılık tekrar edilebilir bir olayın uzun vadedeki sıklığıdır.

5. Uygulamadaki Metot

Geç dönem bilim felsefesinde uygulamaya dönüş, 20. yüzyılda bilim felsefesindeki yönteme ilişkin karamsarlığın giderilmesi ve bilimsel bilgiye dair sosyolojik açıklamalar ile rasyonalist açıklamalar arasında uzlaşma girişimi sayılabilir.

5.1. Yaratıcı ve İstikşâfî Pratikler

Yapılan araştırmanın sürecindeki etkenler ile hipotezin gerekçelendirilmesinin birbirinden tam olarak ayırt edilemeyeceği kabul edilince bilim felsefecileri araştırmaların sadece sosyolojik bağlamına odaklanmak yerine uygulamalarla ilgilenmeye yöneldiler.

Nersessian, bilimsel kavramların belirli problemlere analoji, düşünce deneyi vs. gibi yöntemlerle çözüm bulmak amacı ile üretildiğini savunur. Bu yöntemler oldukça karmaşık ve her ne kadar yanılgıya açık da olsa güvenilirdir ancak her zaman sonuç vermeyebilirler. Diğer yandan her ne kadar teori odaklı deneyler bir hipotezi ispatlama, istikşâfî deneyler ise belirli bir düzenlilik ortaya koyma veya yeni kavramlar ortaya çıkarma amacıyla yapılıyor olsa da bu iki tür deneyin sınırları birbirinden keskin bir şekilde ayrılıyor değildir. Teori odaklı deneyler yeni şeyler keşfetmek için yapılıyor olabilir. Bunun karşısında istikşâfî deneyler ise bazı teorilere dayanarak uygulanırlar.

5.2. Bilgisayar Metodu ve Bilim Yapmanın “Üçüncü Yol”u

Bilgisayarlar birçok veriyi hızlı bir şekilde işlemekle kalmayıp aynı zamanda çeşitli modelleme ve simülasyonlara da olanak sağlamaktadır. Ancak bilgisayarların bu işlevi sadece var olan bir yöntemi daha işlevsel hale getirmek midir yoksa yeni bir tür yol mudur?

Bilgisayarın birçok işlemi nasıl yaptığı bilinmediği için bilgisayara güven duyabilmek için çeşitli testler yapılır. Test yöntemi ise geçerlilik ve doğrulamadır. Ancak bu da eleştiriye tabi tutulmuştur. Bilgisayar simülasyonlarının ilkeleri programcının uyguladıkları kodlardan ibaret olduğu için tümevarımsal değil, tümdengelimseldir. Bu sebeple bilgisayar simülasyonunun bir deney olarak epistemik değeri sorgulanmış ve çeşitli nedenlerle sonuçların belirsiz olduğu kanaati hakim olmuştur. Böylece bilgisayar simülasyonları hem deneysel hem de teorik alana ait görülmüştür ve genel kanaat bilgisayar simülasyonlarının üçüncü bir bilimsel metot olduğu yönündedir.

6. Bilimsel Metot Söylemi

Bilimsle metot fikri birçok farklı sebeple toplumun çeşitli kesimlerinin söylemlerinde hâlâ varlığını sürdürmektedir.

6.1. Bilim Eğitiminde ve Bilim Adamlarının Gördüğü Şekli ile “Bilimsel Metot”

Eşsiz ve evrensel bir bilimsel yöntem efsanesinin hassaten güçlü olduğu ortamlardan biri bilim eğitimidir. Ders kitaplarında bilimsel metot genelde hipotezi test etmek, sonuçları analiz etmek ve bir sonuç çıkarmak gibi net birkaç adımda özetlenir. Bu genel kabulü John Dewey ve Karl Pearson’a dayandırabiliriz. Her iki bilim adamı da kendi yöntemlerini basit adımlarla açıklar. Ancak hiçbir bilimsel yöntem aslında basitçe açıklanamaz.

6.2. Ayrıcalıklı Metotlar ve “Altın Standartlar”

Bilimsel yöntem, bir faaliyetin bilimsel olduğunu veya özel bir durumunun bulunduğunu iddia etmek için sıklıkla kullanılmıştır. Mesela alternatif tıp uzmanları, sık sık Popper’ın yanlışlamacı teorisine atıfta bulunurlar ve ana akım tıptan farklı kendilerine has bir metotları olduğunu ispatlamaya çalışırlar.

Ana akım biliminse kendi içerisinde bir metot hiyerarşisi vardır ve H-T metodu, gözlem ve tümevarıma dayalı metottan daha makbul görülür. Bilimsel araştırmalara fon sağlayan kuruluşlar ve dergiler de H-T metoduna destek vererek bu metodun yaygınlaşmasına katkı sağlamaktadır. Ancak bu metodun güvenilirliği ve uygulamaları filozoflar ve bilim tarihçileri tarafından eleştirilmektedir.

6.3. Mahkeme Salonundaki Bilimsel Metot

Amerika’da mahkemelerde bilimsel uzman şahitliğine özel bir statü verileceği zaman bilimsel metotlar tartışmaya açılmıştır. Kilit dava Daubert-Merrell Dow Pharmaceuticals davasıdır. Bu davda getirilen kanıtın bilimsel olup olmadığına uzmanların metodolojisi ile karar verilebileceği öne sürülerek Popper ve Hempel’in çalışmalarına atıfta bulunuldu. Fakat sonrasında mahkeme, bir tanıklığın güvenilir olup olmadığı sorusunu özel bir metodolojinin gösterdiği şekliyle bilimsel olup olmadığı sorusuna eşitlediği ve yine Popper ile Hempel’in

felsefelerinin tutarsız bir karışımını üreterek Daubert davasına dayanan sonraki vaka kararlarında önemli bir kafa karışıklığına yol açtığı gerekçesi ile eleştirilmişyir.

6.4. Çarpık Pratikler

Bilimin yöntemini belirlemek ne kadar zorsa uygulamada suiistimalleri ve çarpıklıkları tespit etmek de o kadar zordur. Bilimde suiistimalin ne olduğuna dair ilk tanım 1989 yılında ABD’de yapılan “uydurma, sahtecilik, intihal veya bilim camiasında yaygın olarak kabul edilenlerden ciddi anlamda sapan diğer uygulamalar” şeklindeki tanımdır. “Ciddi anlamda sapan diğer uygulamalar” kaydı sonrasında bilimsel faaliyleti kısıtladığı gerekçesiyle çokça eleştirilmiştir.

Sonuç

Hoyningen-Huene bilim felsefesi tarihinin dört aşamadan oluştuğunu ve bizim şu an içinde bulunduğumuz dönemin, pozitif bilimsel yöntemin aşındığı ve bilimin yalnızca yanılabilirlikle karakterize edilebildiği bir dönem olduğunu söyler. İlk dönem Platon ve Aristoteles’ten 17. yüzyıla kadar gelen bilimde kesinliğin bulunduğu dönemdir. Sonraki dönem 19. Yüzyılın ortalarına kadar devam eden bilimsel kesinliğin tümevarım prosedürlerini de içine alacak şekilde kurulmaya çalışıldığı bir dönemdir. 20. yüzyılın sonlarına kadar süren üçüncü aşamada, ampirik bilginin yanılabilir olduğu kabul edilmekle beraber kendine özgü üretim tarzı nedeniyle amprik bilgiye yine de özel bir statü verilmiştir. Ama şimdi dördüncü aşamada artık filozoflar ve bilim tarihçileri arasında bilimin doğası hakkında fikir birliği yoktur. Bu karamsar bakış açısından kurtulmak için Hoyningen-Huene, bilimsel bilginin gündelik bilgiden daha sistematik olmakla ayrıldığını söylemiştir.

Models in Science, SEP, Roman Frigg ve Stephan Hartmann, 2020.

Özetleyen: Sacide Ataş

Bilimsel modeller birçok araştırma alanı için oldukça merkezi bir öneme sahiptir. Modeller semantik, ontoloji ve epistemoloji gibi bilim felsefesi içerisinde birtakım sorular ortaya çıkarmaktadır. Semantik bağlamda “modeller neyi temsil eder?”, ontolojik bağlamda “modeller ne tür bir varlığa sahiptir?”, epistemolojik bağlamda ise “modelleri nasıl öğrenir ve nasıl açıklarız?” soruları merkezdedir.

1. Semantik: Model ve Temsil

Bilimsel modellerin birçoğu temsil modelleridir. Bu bağlamda model için bir hedef sistemi temsil etmenin ne anlama geldiği sorusu gündeme gelir. Burada ise bazı modeller incelenecektir.

Ölçek modelleri: Hedef sistemin büyütülmüş veya küçültülmüş hali olan modellerdir. Ancak bu modellerde hedef ile tamamen aynı bir modelin oluşturulamaması sorunu söz konusudur.

Analojik Modeller: Temelde iki şey arasındaki benzerlikten ötürü kurulan anaolojiye dayanan model şeklinde tanımlanabilir. Birçok farklı analoji kurulabilir. Mesela iki şey arasında tözsel özelliklerden ötürü veya sistemsel özelliklerden ötürü yani bir sistemdeki unsurların birbiriyle veya sistemle ilişkisinin benzerliği üzerinden analoji kurulabilir. Bu modelde ise kurulan bu analojinin hedef sistem hakkındaki iddiaları doğrulayıcı olup olmadığı tartışılmıştır.

İdealize Edilmiş Modeller: Bu modeller daha anlaşılır kılmak amacı ile karmaşık bir şeyin basitleştirilmesi veya çarptırılması suretiyle oluşturulur. Bu modelleme hakkındaki tartışmalar iki tür idealize etme türü üzerine yoğunlaşır: Aristoteles ve Gelileo tarzı idealizasyon. Aristoteles tarzı idealizasyonda modelde problemle ilişkisi olmadığı düşünülen tüm unsurlar göz ardı edilir. Galileo tarzında ise bilinçli çarpıtmalar söz konusudur. Buna fizikçilerin sürtünmesiz bir yüzeyde hareket eden kütle noktaları kurgulamaları örnek gösterilebilir. Bir modelde her iki tarz da kullanılabilir.

Oyuncak Modeller: Genellikle son derece basitleştirilmiş ve çarpıtılmış modellerdir. Bu sebeple çok az nedensel ve açıklayıcı faktörü temsil ederler. Bunların temsil olarak kabul edilip edilmeyeceği tartışmalıdır. Hatta bazı modeller temsilden o kadar uzaktır ki “katikatür model” olarak isimlendirilir.

Minimal Modeller: Bu modeller de fazlasıyla basitleştirildiği için oyuncak modellere benzetilir ve bunların da temsil güçleri tartışmaya açıktır. Birçok ekonomi modelinin minimal model olduğu söylenmektedir. Bununla beraber bazı fiziksel açıklamalar için de kullanılmaktadır.

Fenomenolojik Modeller: Bu model, yalnızca hedeflerin gözlemlenebilir özellikleri arasındaki benzerliği dikkate alan ve gizli olan faktörleri tamamen göz ardı eden bir modeldir. Başka tanıma göre bu modeller teoriden bağımsız modeller olarak tanımlanır. Bir başka tanıma göre ise fenomenolojik modeller bir fenomenin modelidir. Burada “fenomen”, bilimsel açıdan ilginç görülen dünyanın tüm nispeten istikrarlı ve genel bütün özelliklerini kapsayan bir şemsiye terim olarak kullanılır.

Araştırma Modelleri: Bu modeller doğrudan bir sistem veya fenomen hakkında bilgi elde etmek için değil de daha çok başka araştırmalar için ilk adım olarak yapılmış modellerdir. Bu model, bir nevi başka modeller için araçtır.

Veri Modelleri: Bu model bir gözlemden elde edilen verilerin düzenlenerek idealize edilmesiyle elde edilir ve bu modelde önce hatalar ortadan kaldırılır sonra da veriler düzenlenir. Veri modeli çok önemlidir zira bir teori sadece veri yığınıyla değil genellikle verilerin modellenmesi ile test edilir.

2. Ontoloji: Model Nedir?

Modellere dair bir ontolojik kategoriden bahsedilip bahsedilemeyeceği, bahsedilse bile modellerin ne tür bir ontolojik kategoriye ait oldukları tartışma konusudur. Modeller, fiziksel nesneler, kurgusal nesneler, soyut nesneler, küme-teorik yapılar, açıklamalar, denklemler vs. gibi birçok ontolojik türe ait olabilir.

2.1. Fiziksel Nesneler

Bunlara genellikle “materyal modeller” de denir. Burada model olarak kullanılan şeyler maddi/fiziksel nesnelerdir. Buna köprüler ve gemiler gibi nesnelerin ölçekli modelleri, Watson ve Crick’in metal DNA modeli, Phillips ve Newlyn’in bir ekonominin hidrolik modeli vb. gibi modeller örnek verilebilir.

2.2. Kurgusal Nesneler ve Soyutlanmış Nesneler

Modelleri kurgusal nesnelere benzeten görüşe göre modeller Sherlock Holmes veya Orta Dünya gibi kurgusal kişi veya mekanlardan farklı değildir. Yani Bohr’un atom modelini tanıtması ile Conan Doyle’nin Sherlock Holmes’i tanıtması aşağı yukarı aynı şeydir. Bu düşünce hem modellerden nesne gibi bahseden bilim adamlarının hem de kurgu ve çarpıtmayı bilimsel araştırma için vazgeçilmez olarak gören bilim adamlarının görüşleri ile uyumludur. Birçoğu ise bu yöntemi belirsizliği belirsizlikle giderme olarak görür. Bu probleme ise modelleri kurguya benzetmenin sezgisel bir değere sahip olduğu söylenerek cevap verilmektedir. Öte yandan modelleri tamamen bir kurgu, dolayısıyla tamamen yanlış olarak görmeyi doğru bulmayan bilim adamları da vardır.

2.3.Küme Teorik Yapılar

Bu teori modelleri küme teorik yapılar olarak görür ve birçok açıdan eleştirilmiştir. Yöneltilen eleştirilerden biri bilimde önemli bir rol oynayan birçok modeli, yapı olmadığı ve modellerin yapısalcı bakış açısına yerleştirilemeyeceği, dolayısıyla da modelleri küme teorik yapılarak olarak gören bu görüşe göre bu modellerin nasıl inşa edildiğinin veya araştırma bağlamında nasıl çalıştıklarının açıklanamayacağı şeklindedir. Yine bir başka eleştiri ise küme teorik yapıların kendi başlarına temsili model olamayacağıdır.

2.4. Tanımlar ve Denklemler

Eskiden beri kabul gören görüşe göre modeller hedef sistemin belirli şekillerde tanımlanmasıdır. Bu görüş doğrudan eleştirilmemekle beraber modellerin sentaktik bakış açısına yapılan eleştirilerin bazıları bu görüşe de yöneltilebilir. Bu eleştirilerden biri modellerin tanımlardan farklı özelliklere sahip olduğu şeklindedir. Mesela Güneş sisteminin Newton modeli, yörüngeli kürelerden oluşur ancak tanımda bunu zikretmenin bir anlamı yoktur.

Bir başka yaklaşım ise, modelleri denklemler olarak görür. Bu, modellerin açıklama olduğu görüşüne benzerdir. Çünkü denklemler de matematiksel bir yapıyı tanımlayan sözdizimsel öğelerdir. Bu görüş de yine tanım görüşüne benzer eleştirilere muhatap olmuştur.

3. Epistemoloji: Modellerin Bilişsel İşlevleri

Modellerin bilimde bu kadar önemli bir rol oynamasının ana nedenlerinden biri bir dizi bilişsel işlevi yerine getirmeleridir. Modellerin bu bilişsel işlevi literatürde geniş çapta kabul edilmiştir ve hatta modellerin yeni bir akıl yürütme tarzına, yani model temelli akıl yürütmeye yol açtığını söylemiştir.

3.1. Modeller Hakkında Bilgi Edinme

Bir model hakkında bilgi edinmek iki yerde gerçekleşir: modelin inşasında ve çarpıtılmasında. Modelin inşası için standart bir yol yoktur ve nelerin birbiri ile uyumlu olduğunun bulunması bize model hakkında bilgi verir. Model inşa edildikten sonra ise özellikleri incelenerek çarpıtılır ve böylece sırları ortaya çıkarılır.

Bir modelin nasıl inşa edileceği ve çarpıtılacağına dair metodoloji o modelin türüne bağlıdır. Fiziksel modeller genellikle ortak deneysel bağlamlarda kullanılabildikleri için büyük sorulara yol açmaz. Kurgusal ve soyut modellerin inşasında ise ne gibi sabitelerin bulunduğu ve bunların nasıl manipüle edileceği bir problemdir. Bir diğer önemli model sınıfı bilgisayara dayalı olanlardır. Bilgisayarlar, insan gücü ile takibin çok zor olduğu hesaplamaları yapar ve birçok simülasyon deneylerinin yapılmasına olanak sağlar. Yıldızların ve galaksilerin oluşumu ve gelişimi, savaşların patlak vermesi, bir ekonominin ilerlemesi vb. gibi birçok simülasyon buna örnek verilebilir. Bilgisayar simülasyonları da sezgisel olarak önemli olmakla beraber yanıltıcı olabilirler. Çünkü mesela dijital bir bilgisayarda gerçekleştirilen hesaplamalar, farklı doğası nedeniyle yalnızca girilen parametre uzayının bir kısmının keşfedilmesine izin verir ve bu alt uzay, nesnenin her önemli özelliğini yansıtmıyor olabilir.

3.2. Hedef Sistem Hakkında Bilgi Edinme

Model hakkında bilgi sahibi olduktan sonra, bu bilginin hedef sistem hakkındaki bilgiye “çevrilmesi” gerekir. İşte bu noktada modellerin temsili işlevi yeniden önemli hale gelir. Eğer bir model temsil ediyorsa, o zaman bize gerçeklik hakkında bilgi verebilir. Öğrenme faaliyeti, temsil ile ilişkili olduğuna göre farklı temsil türlerine göre farklı öğrenme türleri de var demektir.

3.3. Modellerle Açıklama

Bilimsel modeller idealizasyon barındırmalarına rağmen mi yoksa idealizasyon nedeniyle mi bize hedefi açıklar? Yine bir modelin açıklayıcı olabilmesi için temsil gücünün olması şart mıdır yoksa temsili olmayan modeller de hedefi açıklar mı?

İdealizasyonun açıklamaya olumlu katkı yaptığını savunanlar bir yana olumlu katkıyı reddedenler nasıl olup da idealizasyona rağmen modelin açıklayabildiğini temellendirmek istemişlerdir. İdealizasyonda yalnızca ilgisiz özelliklerin dışarıda bırakıldığını söyleyenler vardır. Buna göre en az idealize edilmiş model, doğruya en yakın modeldir. Bir başka teoriye göre ise modeller belirli gerçekler ve bu gerçekler arasındaki ilişkiyi bulmaya yarayan araçlardır. Bu sebeple açıklamalarda yer alan faktörler denenerek alakasız olanlar dışarıda bırakılır ve böylece en doğru model ortaya çıkarılır. Yani bir anlamda yanlış modeller de bizi doğru modele götüren araçlardır.

3.4. Modellerle Anlama

Bilimin temel amacı anlamaktır. Bu bir fenomeni anlamak da olabilir bir sistemi veya teoriyi anlamak da olabilir. Anlamanın en önemli yollarından biri modellerdir. Modellerin yanlışlıklarına rağmen değil, bilakis yanlışlıklarından ötürü anlamanın bir aracı olduğunu savunanlar vardır. Bunun yanı sıra bir grup bilim adamı modellerin bir açıklama sunmaksızın anlama aracı olabileceğini savunurken bir başka grup ise modellerin anlama aracı olmasını açıklama gücüne bağlamaktadır.

3.5. Diğer Bilişsel İşlevler

Modellerin temsil işlevinin yanı sıra çeşitli şekillerde bilgi toplamamıza izin veren epistemik yapılar olarak gören, yine benzerlik arz eden modellerin kavram oluşturma ve diğer bilişsel süreçlerde rol oynadığını savunan yahut teori inşası için araçlar olduğunu söyleyerek pedagojik önemini vurgulayan bakış açıları mevcuttur.

4. Modeller ve Teori

Modeller ve teoriler arasındaki ilişki oldukça önem arz etmektedir. Bu ilişkinin nasıl olduğuna dair birkaç görüş mevcuttur.

4.1. Teoriyi Tamamlayıcı Unsurlar Olarak Modeller

Bilimdeki modeller ve teoriler arasındaki ilişki için mantıktaki model ve teori kavramlarını açıklamak gerekir. Mantıkta teori genellikle tümdengelimsel kapalı cümlelerin formel ifadesidir. Model ise, sembolleri bir yapının nesnelerine, ilişkilerine veya işlevlerine atıfta bulunarak yorumlandığında bir teorinin tüm cümlelerini doğru kılan bir yapıdır. Teori tarafından doğru bir şekilde tanımlanması anlamında yapı, teorinin modelidir.

Bilimdeki modeller soyut bir analizin yorumu olmak bakımından bazen mantıkla ortaktır. Bununla beraber mantıksal model ile temsili model birbirinden farklıdır. Bir şey mantıksal model iken temsili model olmayabilir, tersi de geçerlidir. Ancak bir şey hem mantıksal hem de temsili model de olabilir.

Bilimsel teorilerin iki ana kavramı vardır: sözde sentaktik (sözdizimsel) ve yine sözde semantik (anlambilimsel) bakış açıları. Her iki bakış açısında da modeller teorilerin yardımcısı olma işlevini görürler. Teorilerin sentaktik bakış açısında, bir modelin ve bir teorinin mantıksal kavramları korunur. Sentaktik bakış açısı teoriyi, aksiyomatize edilmiş bir mantıksal sistemdeki bir dizi cümle olarak, modeli ise belirli bir hesabın alternatif bir yorumu olarak inceler. Bu bakış açısında modellerin işlevi tartışmalıdır. Modellerin sadece pedagojik ve estetik bir işlevi olduğunu savunanlar ve diğer yanda ise modellerin sezgisel yönünü vurgulayanlar mevcuttur. Teorilerin semantik bakış açısında ise aksiyomatize edimiş mantıksal sistemdeki cümleler göz ardı edilir ve teori bir model ailesi olarak görülür. Bu bakış açısına göre teori bir sınıf, küme veya modeller ailesidir.

4.2. Teoriden Bağımsız Modeller

Modellerin teorilere yardımcı bir unsur olmasının yanı sıra modellerin çeşitli açılardan teorilerden bağımsız olduğunu ifade eden bakış açıları da mevcuttur. Teorinin mevcut olmadığı bir alanda inşa edilen modeller teorilerden tamamen bağımsızdır ve “ikame modeller” olarak adlandırılır. Bazı modeller ise teoriyi keşfetmek için kullanılır. Bu işlevdeki modeller çoğunlukla mantıksal modellerdir. Teoriler bazen genel sabiteleri verirken bazı ayrıntılar hakkında sessiz kalabilir. Bu eksiklik ise teorinin bir model tarafından somutlaştırılması ile kapatılır. Öte yandan teoriler oldukça karmaşık iken modellerle bu karmaşıklık giderilebilir. Yine modeller bir ön kuram işlevi görebilir. Bu gelişimsel modellerle veya deneme modelleri ile yakından ilişkilidir. Bu modellerin işlevi temsilden ziyade yeni kurulacak başka teorik modelleri test etmektir. Bir diğer model türü ise yorumlayıcı modellerdir. Bu modeller çoğunlukla matematiksel teorilerin gerçek dünya hedeflerine uygulanmasını temel alan modellerdir. Diğer yandan modeller hedef sistem ile teori arasında -her ikisinden de bağımsız- bir aracı olarak da işlev görebilmektedir.

5. Modeller ve Bilim Felsefesinde Yer Alan Diğer Tartışmalar

Bilim felsefesi içerisinde cereyan eden bazı tartışmaları modeller bağlamında da tartışmak mümkündür.

Modeller gerçeğin bir nevi çarpık bir temsilini bize verdiği için realistler tarafından reddedilmesi beklenir. Ancak realistler modellerin gerçeği bize tam anlamıyla değilse de yaklaşık olarak verdiğini ve geliştirilebileceğini söylemektedirler. Antirealistler ise idalize edilmediği müddetçe modellerin geliştirilebilir olduğunu reddetmektedirler. Antirealistlerin bir diğer itirazı idealleştirmenin kontrol edilebilir olmadığını şeklindedir. Yine antirealistler bir hedef sisteme dair birbiri ile uyumsuz birden fazla modelin varlığı üzerinden itirazlar yöneltirler. Her bir modelin en azından yaklaşık olarak doğru olduğunu iddia ediliyorsa bunların birbirine nispetle tutarsız olmamaları gerekir. Realistler buna standart bilimsel gerçekçilik ile antirealizm arasında bir konum olan perspektivist realizm bakış açısıyla cevap vermektedir.