5
Araştırma niteliği ve bilimsel ilerleme ‘eş uzman değerlendirmesi’nin altında yatan fikir, bilim insanının araştırma ile aynı bilim dalı içerisindeki emsallerinin araştırmanın niteliğini en iyi değerlendirecek kimseler olmalarıdır. Bu durum, bilimin kendi bilimsel ilerleme tarihi boyunca kullandığı kültürel bir standarttır. Fizikçiler fizik araştırmalarındaki ilerlemeyi değerlendirirler. Kimyacılar kimya araştırmalarındaki ilerlemeyi değerlendirirler. Biyologlar biyolojik ve diğer araştırmalardaki ilerlemeyi değerlendirirler. Bu kültürel anlayışın işe yaramasının temel sebebi, eş uzman değerlendirmesindeki bilim insanlarının bilimsel araştırmanın ‘ontolojisine’ (içeriğine) dair derin bir anlayışlarının olmasıdır. Bilimsel emsaller bu anlayış derinliğini paylaşırlar çünkü, bir bilim dalındaki bütün bilim insanları bilimsel içeriklerin meta-teorik bir bakış açısını paylaşırlar. Bir araştırma teklifinin niteliğini ve bilimsel ilerlemenin niteliğini değerlendirirken eş uzman değerlendirmesinin bir teknik olarak nasıl etkili bir şekilde kullanılabileceğini anlamak için ‘bilimsel paradigmalar’ (bilimde teori oluşturulmasına yönelik meta-teorik çerçeve olarak) fikrini anlamak zorundayız.
6
Bilimsel Paradigmalar Bilimsel “paradigma” fikri, bilimin içeriğini açıklamada önemli bir fikirdir. Bir paradigma, bilimsel uzmanlığın en uç noktasındaki araştırma detaylarını tanımlamaz. Bunu yerine, bilim insanlarının doğayı incelediği, tanımladığı ve açıkladığı mantıksal çerçeveyi tanımlar. Bir paradigma bilimsel disiplindeki teoriler için bir “meta-teori”dir. Paradigma terimi Thomas Kuhn tarafından her bilimsel disiplinin bilimsel teorilerini dayandırdığı bir mantıksal çerçevesi olduğunu vurgulamak için tanımlanmıştır. (Kuhn, 1996)
7
Thomas Kuhn ( ) Ohio, ABD’de doğmuştur yılında, lisans derecesini ve 1949 yılında Fizik alanında Doktora derecesini Harvard Üniversitesinden almıştır. 1948’den 1956’ya kadar Harvard Üniversitesinde Bilim Tarihi dersi vermiştir. 1957’de Felsefe ve Tarih bölümlerine katılmak üzere Berkeley’deki Kaliforniya Üniversitesine gitmiştir. Kuhn 1964’de Princeton Üniversitesi’ne, 1991’de de MIT’ye geçmiştir. 1962’de, Kuhn sosyoloji biliminin temel kitaplarıdan birisi olan The Structure of Scientific Revolutions’u yayınladı. Bu kitabın, bilimsel anlamda anlaşmanın bir toplumda ne kolay ne de yumuşak şekilde olmayacağını ancak “bilimde ilerleme” olarak sunulan konseptin entelektüel açıdan ne kadar büyük bir sıçrama oluşuna bağlı olduğunu savunan sosyologlar üzerinde çok önemli bir etkisi oldu. Kuhn, bilimin her zaman bilginin düzenli olarak birikmesi şeklinde değil, bazen paradigma değişmesi olarak büyük konsept değişikleri şeklinde olabileceğini önerdi.
8
Örnek olarak, Kuhn fizikte 20. yüzyıl başlarında gerçekleşen paradigma değişimlerini kullanmıştır: (1) Newton fiziğinden özel göreliliğe ve (2) Klasik mekanikten kuantum mekaniğine. Her iki değişimin de zamanındaki fizik camiası tarafından “kuşaksal değişim” olarak kabul edildiğini, genç bilim insanlarının entelektüel değişimlerini zamanındaki bir çok yaşlı bilim insanına göre daha kolay gerçekleştirdiğini savundu. Fakat Kuhn, bilimde kullanılan farklı çeşit paradigmaları dikkatlice ele almamıştı. Daha sonraları, Kuhn’un paradigma fikrini teori oluşturmak için entelektüel bir çerçeve şeklinde alarak, ben bilimde kullanılan bir çok genel paradigma olduğunu önerdim: Mekanik, fonksiyon, mantık ve dil. (Betz, 2003)
9
ÖRNEK: Nöromorfik Mühendislikte Mühendislik Araştırma Merkezi Bilimsel düşüncelerin araştırma stratejilerini nasıl etkilediğine bir örnek, USA,, California, Pasedena’daki California Teknoloji Enstitüsünde yeralan Nöromorfik Sistem Mühendisliği merkezidir. Araştırma Programı, doğanın biyolojik açıdan anlaşılması ile bu bilgilerin yeni elektronik teknolojilerin buluşunda uygulanmasını kapsamaktadır. ERC’nin araştırma stratejisi, biyolojik paradigmaların algılanmasına dayanan yeni elektronikler icat etmektir: "Vizyon.Olfaction. İşitme. Dokunma. Öğrenme. Karar verme. Model kabulü –Bunlar, basit bir biyolojik organizmanın bile en hızlı dijital bilgisayarlardan daha iyi ve daha verimli performans gösterdiği herşeydir. CNSE’deki bilim adamları ve mühendisler biyolojik sistemleri kavrayışımızı, hayvanların anlayış biçimini ve evreni anlamaya yarayan yeni bir elektronik cihaz grubuna aktarmaya çalışıyorlar. (http:/www/cnse.caltech.edu, 2007)
10
ALGI AKIL YÜRÜTME AKIL ALGILAMA İŞLEVİ DİLBİLİM İŞLEVİ ALGILAMA FİZYOLOJİSİYÜKSEK DÜZEYDE KAVRAMA İŞLEVİ ALGILAMADAN KONUŞMAYA ZİHİNSEL SÜREÇ ŞEMASI KEŞFEDİLMEMİŞ BÖLGE Bu araştırma vizyonu, Carver Mead’in, 1990’ların başlarında,merkezin U.S Ulusal Bilim Kuruluşu (NSF) tarafından fonlanmasını teklif ettiğinde, ortaya çıktı. Mead’ın düşüncesi, doğanın belli işlevlerini nasıl yaptığını taklit eden elektronik algılama cihazları ve sistem kontrolleri yapmaktı.
11
Carver Mead 1934 yılında Kaliforniya’da,USA, doğdu yılında, Caltech’ten yüksek lisans derecesini,1960 yılında elektrik mühendisliğinde doktora derecesini aldı yılında, Caltec elektrik mühendisliğinde asistan olarak başladı ve 1959 ‘da yardımcı doçent oldu ;1967’de ise profesör oldu. 1980’de Carver Mead Lynn Conway ile,yarı iletken entegre elektrik devrelerinin dizaynında, eletrik mühendislerinin eğitiminde kullanılan VLSI sistemlerini tanıtan, öncü bir metin yazdı. Mead aynı zamanda, telsiz elektroniklerde kullanılan yeni bir transistör olan GaAS MESFET’i buldu. Sonrasında, hayvan beyinlerinin nasıl çalıştığı üzerine çalışmalara döndü ve Nöromorfik mühendislik olarak adlandırdığı, biyolojik sinirsel sistem süreçlerinden yola çıkarak bir elektronik yaklaşım düşüncesi yarattı yılında, 3 piksel renk (önceki teknolojilerdeki sadece bir tane yerine)silikon görüntü sensörleri olan dijital kamera üreten, yeni bir şirket, Foveon Inc, kurdu.
12
Nöromorfik mühendisliğin, yeni bir mühendislik dalının burada verilen örneğinde gördüğümüz, gözlem bakış açısında ve doğanın manipülasyonunda bir değişme olduğu –biyoloji ile elektroniği bütünleştiren bir paradigma değişimi yılında, merkezdeki araştırma alanları; Biyoloji, Öğrenme ve Algoritma,MEMS,Optik, Robotbilim, Sensörler. Örneğin, 2007 yılında biyoloji grubundaki projelerden biri, Rajan Bhattacharyya ve Richard Andersen’in beynin parieal erişim bölgelerinde yaptıkları bir araştırmadır: “Son 10 yıldaki teknolojik gelişmeler,bilgisayar arayüzlerindeki araştırmalarla hız kazanmıştır. Ülke boyunca çoklu araştırma grupları omurilik hasarlarına olası çözüm olarak bu araştırma alanını yürütüyorlardı. Motor korteksi kontrol sinyallerinin kaynağı olarak kullanan diğer araştırma gruplarından farklı olarak, biz beynin görme ve motor planlama ile ilişkili alanlarında ve özellikle bir sonraki adımı kodlayan Parietal Erişim Bölgesi (PRR) üzerinde uzmanlaştık. " (http:/www/cnse.caltech.edu, 2007)
13
ALGI AKIL YÜRÜTME AKIL ALGILAMA İŞLEVİ DİLBİLİM İŞLEVİ ALGILAMA FİZYOLOJİSİYÜKSEK DÜZEYDE KAVRAMA İŞLEVİ ALGILAMADAN KONUŞMAYA ZİHİNSEL SÜREÇ ŞEMASI KEŞFEDİLMEMİŞ BÖLGE MEKANİZMA ve SİSTEMLERİN BİLİMSEL PARADİGMALARI İŞLEV ve DİLİN BİLİMSEL PARADİGMALARI NÖROMORFİK SİSTEMLER İÇİN CAL TECH ERC
14
Birkaç paradigma düşüncesini takiben, şimdi farklı bilim disiplininde kullanılan dört anahtar paradigmanın sınıflandırılmasını tanımlayabiliriz: ‘mekanizma’, ‘fonksiyon’, ‘mantık’, ve ‘sistem’. Böylesi bir sınıflandırma doğa ile ilgili felsefi ikiliklerden oluşturulabilir: (1) madde ve akıl ve (2) dünya ve birey. Madde ve akıl ikiliği hakkında mantıklı olarak düşünün. Dünyadaki herşey felsefi açıdan madde olup olmamaktan ibarettir. Madde olmayan, maddi olmayan şey, bir ideadır! Böylelikle doğadaki her şey ister maddi bir fenomen olsun isterse düşünsel bir fenomen olsun var olmaktadır. Düşünsel fenomen aklın özellikleridir. Akıl düşünceleri kurar. Mantık, maddenin olduğu gibi doğanın bir parçasıdır. İnsanlar, hem beyne (maddi) hem de akla (düşünce) sahiptir. Dünyadaki herşey, maddi ya da idea, madde ya da akıl olarak entellektüel çerçevede düşünülebilmektedir.
15
Günümüzde, bilim çervçevesi hakkındaki ikinci önemli düşünce seti, ‘dünya’ ve ‘birey’ ikililiğidir. Bu, herşeyin insancıl birey merkezli görüntüsüdür. Birey açısından dünyanın bütünü bireyle ya da dünyadaki diğer herşeyle ilgili olarak görülebilir. Bu durumun felsefik açıdan önemli bir ikililik olmasının nedeni –’insan bilinci’- insanın evrenin farkında olması- tümüyle bireysel bir durumdur. Dünyadaki bütün bilinç bireylere aittir. Bilim dünyasında genel bir ‘bilinç’ gibi şeyler yoktur. Bilimde, sadece birey aklı, ister akıl bir insanın olsun isterse bir hayvanın, bilinçlidir. Burada ‘bilim’ ve ‘dinle ilgili olmayan’ hakkında konuştuğumuzu hatırlayalım. Birey ve Dünya aklın bilimsel ikililiği olup dinsel bir ikililik değildir. Bilimde, İnsan aklı bireysel bir şeydir......Ve birey ve evren ikililiği bilim dünyasındaki, dünyanın insani bakış açısıyla ilgili herşeyi kapsar.
16
MEKANİZMA İŞLEV SİSTEM MANTIK BİLİMDE DÖRT PARADİGMA DÜNYABİREY MADDE AKIL ‘Mekanizma’ dünyadaki nesneleri maddesel olarak tanımlarken yararlanılan bilimsel bir yapıdır (paradigma). ‘Sistem’ dünyadaki nesneleri zihinsel olarak tanımlarken yararlanılan bilimsel bir yapıdır (paradigma). ‘İşlev’ bireysel nesneleri maddesel olarak tanımlarken yararlanılan bilimsel bir yapıdır (paradigma). ‘Mantık’ kişisel nesneleri zihinsel olarak tanımlarken yararlanılan bilimsel bir yapıdır (paradigma).
17
ÖRNEK -- GÜNEY KALİFORNİYA ÜNİVERSİTESİ ENTEGRE MULTİ-MEDYA SİSTEMLERİ MERKEZİ (IMSC) Entegre Medya Sistemleri Merkezi, kurucu direktör C. L. Max Nikias’ın - şimdi USC’nin yöneticisi ve Akademik İşler’in kıdemli başkan yardımcısı- liderliğinde, 11 yıl süren rekabetçi bir süreç sonunda, NSF’den alınan US $32 milyonluk bir destek ile 1996 yılında kurulmuştur. Multimedya ve internetteki tek NSF merkezi olan IMSC, öncü ve çok disiplinli bir araştırma, eğitim, yardım, endüstriyel işbirliği ve teknoloji transferi programı yürütmektedir. Geçtiğimiz on yılda, IMSC bu gelişen alanda dünya çapında bir lider olmuştur. IMSC, yalnızca ilk beş yılında hükümetten, endüstriden ve akademik çevrelerden US$50 milyondan fazla ek ödenek almış ve insanların paylaşılan sanal bir ortamda iletişimde, etkileşimde ve işbirliğinde bulunacakları yazılım ve donanım yapıları geliştirilmesine yol açmıştır.
18
IMSC’DEKİ BAZI ARAŞTIRMA ALANLARI 3 Boyutlu Modelleme 3 Boyutlu El ve Parmak Yapılandırma Kumaş Benzeri Nesnelerin Sanal Ortamda Animasyonu Stereo Kas Seçimi ile Binoküler ve Çoklu Bakış Verilerle Yüz Modelleme ve Animasyon Dijital Geometrik Süreçleme ESP – İfade Sentezi Projesi Yüz İfadesi Analizi ve Sentezi Saç Modelleme ve Animasyonu Model Bazlı Yüz Ölçümleme İşitsel – İşitsel Çeviri Yapan Algoritmalar ve Sanal Mikrofonlar Artırılmış Gerçek/Sanal Gerçek -- Artırılmış Sanal Çevreler Veri Yönetimi -- Geospatial Veri Entegrasyonu Dokunma (Sanal Dokunma) Etkileşimli Eğitim BioSIGHT Kapsam ve Etkileşim BioSIGHT Etkileşimli Akan Çizim Müzik İşlemi Kapsama Bağlı Gösterimler, İndeksleme ve Müziğin Yeniden Düzenlenmesi Gün İçindeki Zamanlara Raga Vermek: Kuzey Hint Klasik Müziğinde Perde Yapıları MuSA: Müzik Enformasyon Süreci MuSA.RT Palestrina Pal: Palestrina Stilindeki Müzik Kompozisyonları İçin Gramer Kontrol Edici PST – Ses Perdesi Yazım Teknolojisi VoSA – Ses Ayırma Analizcisi Konuşma Akustik Konuşma Sinyallerinden Duyguların Otomatik Tanınması Konuşma Tanımlama ve Müzik Sınıflamanın Sıkıştırılması Anlamlı Konuşma Sentezi ve Modellemesi Hiyerarşik Konuşma Tanımlama Syllable-Centric Modeller Kullanarak Konuşma Tanımlama İçin Telaffuz Modelleme Çevrim İçi Konuşmacı İndeksleme
19
ALGILAMA AKIL YÜRÜTME AKIL ALGILAMA İŞLEVİ DİLBİLİM İŞLEVİ ALGILAMA FİZYOLOJİSİ YÜKSEK DÜZEYDE KAVRAMA FONKSİYONU ALGILAMADAN KONUŞMAYA ZİHİNSEL SÜREÇ ŞEMASI KEŞFEDİLMEMİŞ BÖLGE MEKANİZMA VE SİSTEMLERİN BİLİMSEL PARADİGMALARI FONKSİYON VE DİLİN BİLİMSEL PARADİGMALARI NÖROMORFİK SİSTEMLER İÇİN CAL TECH ERC MULTİ-MEDYA SİSTEMLERİ İÇİN USC ERC
20
MEKANİZMA İŞLEV SİSTEM MANTIK BİLİMDE DÖRT PARADİGMA DÜNYABİREY MADDE AKIL
21
Örnek : Mantık Paradigması Olarak Von Neumann Tasarımı İlk bilgisayarların tasarımında mantığın nasıl ana rol oynadığını meşhur Von Neumann tasarımında görebiliriz. İlk yüklenen programın bilgisayar tasarımı, hesaplamayı mantıksal adımların çevrimleri şeklinde gerçekleştiriyordu: 1.Programı başlat; 2.İlk talimatı ana hafızadan alarak program kaydediciye getir; 3.Talimatı oku ve bilgisayarın çeşitli iç ünitelerinin bu talimatı yerine getirmesi için uygun kontrol sinyallerini ayarla; 4.Ana hafızadan program kaydediciye gelen talimat üzerinden işlem görecek veriyi getir; 5.İlk talimatı veriler üzerinden uygula ve sonuçları depoya yükle; 6.İkinci talimatı ana hafızadan alarak program kaydediciye getir; 7.Talimatı oku ve bilgisayarın çeşitli iç ünitelerinin bu talimatı yerine getirmesi için uygun kontrol sinyallerini ayarla; 8.İkinci talimatı sonucu depoda kaydedilmiş son işlenen veriler üzerinden uygula ve yeni sonuçları depoya yükle; 9.Program sonlanana kadar talimatları getirme, okuma, ayarlama, uygulama ve en son elde edilen sonuçları depoya yükleme işlemlerini sürdür; 10.En son hesaplanan sonucu depodan ana hafızaya ve/veya bilgisayar çıktısına transfer et.
22
Von Neumann bilgisayar tasarımı hesaplamaları yönetme mantığıdır -- “Turing Makinası” mantığı. Herhangi bir matematiksel hesaplama, başlangıç verilerini hesaplama sonuçlarına çeviren düzenli algoritmik adımlar sıralaması olarak ifade edilebilir. Bu olayda mantığın yapısal bir fikir olduğunu gördük–meta-teori – mantık – bilgisayar için paradigmatik bir fikir.
23
BİLİM DALLARIPARADİGMA KULLANIMI MATEMATİKMANTIK FİZİK VE KİMYAMEKANİZMA VE SİSTEMLER BİYOLOJİ MEKANİZMA, SİSTEMLER VE İŞLEVLER SOSYOLOJİ SİSTEMLER VE İŞLEVLER EKONOMİ SİSTEM VE MANTIK BİLGİSAYAR BİLİMİ SİSTEM, İŞLEV VE MANTIK
24
MATEMATİK DİL CEBİR HESAP GRUPLAR HILBERT ALANLARI ÖRNEKLER FİZİK VE KİMYA MEKANİZMA VE SİSTEMLER NEWTONUN MEKANİĞİ KUANTUM MEKANİĞİ ATOMİK TEORİ MOLEKÜLER TEORİ ÖZEL GÖRELİLİK BİYOLOJİMEKANİZMA, SİSTEMLER VE İŞLEVLER MOLEKÜLER BİYOLOJİ EVRİM TEORİSİ SOSYOLOJİ SİSTEMLER VE İŞLEVLER YAPISAL İŞLEVCİLİK EKONOMİ SİSTEM VE MANTIK ARZ VE TALEP PAZAR AKSAKLIKLARI BİLGİSAYAR BİLİMİ SİSTEM, İŞLEV VE DİL PROGRAMLAMA DİLLERİ İŞLETİM SİSTEMİ YAZILIMI UYGULAMA YAZILIMI
25
BİLİM, DENEY VE GÖZLEM İÇİN ARAÇLAR İCAT EDER. ALET, DUYUMSAL ODAĞA VE DUYARLILIĞA BAĞLIDIR. DENEYLER, ARAÇLARI DOĞANIN KONTROLLÜ KEŞFİ YOLUYLA DOĞANIN ÖZELLİKLERİNİ GÖZLEMLEME VE SOYUTLAMA İÇİN KULLANIRLAR. TEORİ, DOĞANIN FENOMAL NESNELER VE ONLARIN İLİŞKİLERİ OLARAK GENELLENMESİDİR. TAHMİN, TEORİNİN NEDENSEL BİR AÇIKLAMASI ÜZERİNDEN HAREKETLE YAPILAN GELECEĞE DÖNÜK BİR VARSAYIMDIR. BİLİMSEL PARADİGMALAR, İÇERİSİNDE TEORİNİN KURULDUĞU KAVRAMSAL ÇERÇEVELERDİR. BİLİMSEL YÖNTEMİN BİLGİ MODELİ S2S2 S1S1 T1T1 T2T2 GÖZLEM TEORİ BİLİM DALI TAHMİN BİLİM İNSANI DOĞAL OLAY DOĞAL OLAY ÜNİVERSİTE BİLİM DEPARTMANLARI
26
TEORİ BİLİM DALI META-TEORİSİ (BİLİMSEL PARADİGMA) BİLİM DALLARI, PARADİGMALARIN GENEL ÇERÇEVESİ İÇERİSİNDE TEORİ OLUŞTURURLAR – BİLİMSEL META-TEORİLER.
27
BİLİMSEL MODELLER BİLİMSEL TEORİ BİLİMSEL META-TEORİSİ MANTIKSAL HİYERARŞİ Bilimsel modeller özel fenomenal objelerin (örn; atom modelinin) gösterimleridir. Bilimsel teoriler, gözlemlenebilir fenomenal alanların gösterildiği uzmanlaşmış semantik dillerdir. Bilimsel meta-teorileri, bilimsel teorilerin oluşturulması için kavramsal çerçevelerdir – BİLİMSEL PARADİGMALAR.
28
MEKANİZMA İŞLEV SİSTEM MANTIK DÜNYABİREY MADDE AKIL ÖNCEKİ BİR “A” OLAYININ VARLIĞI İLE DAHA BAĞINTI SONRAKİ BİR “B” OLAYININ ORTAYA ÇIKMASI NEDENSEL BAĞINTI GEREKLİ VE YETERLİ ÜRETKEN BAĞINTI GEREKLİ VE YETERLİ DEĞİL TESADÜFİ BAĞINTI GEREKLİ DEĞİL VE YETERLİ TEMATİK BAĞINTI GEREKLİ DEĞİL VE YETERLİ DEĞİL SADECE MEKANİZMANIN PARADİGMALARINDA NEDENSEL BAĞINTILAR VARDIR.
29
S2S2 S1S1 O1O1 O2O2 GÖZLEM SOSYAL TEORİ SOSYAL DİSİPLİN SOSYAL BİLİMCİ SOSYAL NESNE SOSYAL NESNE FEN VE SOSYAL BİLİMLERDE PARADİGMA VE BİLİMSEL YÖNTEMLER TALİMAT/ RASTLANTISAL/ TEMATİK C2C2 C1C1 P1P1 P2P2 HİZMET PROFESYONEL DENEYİM TALİMAT MÜŞTERİ YASAL VEYA TIBBİ PROFESYONEL YASAL VEYA TIBBİ PROFESYONEL S2 S1 O1 02 GÖZLEM ARAÇ DENEY Teori & Analiz MATEMATİK TAHMİN E1 P2 ÜRÜN GELİŞTİRME TASARIM FEN BİLİMCİSİ MÜHENDİS FENOMEN NESNE PROTOTİP ÜRÜN P1 E2 YENİ ÜRÜN KEŞFİ MÜHENDİS ALGIGÖNDERİ ÖDEME KRİTİK iŞBİRLİĞİ VEYA ÇATIŞMA FEN BİLİMİ DİSİPLİNİ