Biyolojideki Keşiflerde Analoji ve Modellerin Rolü

Biyolojideki Keşiflerde Analoji ve Modellerin Rolü
Georges Canguilhem

[Dipnotlarda ve metin içinde yer alan köşeli parantez içindeki izahlar, aksi belirtilmedikçe, Türkçeye tercüme edenlere (Ender Abadoğlu ve Özen B. Demir) aittir. Özgün metin ise şudur: G. Canguilhem, “The role of analogies and models in biological discovery”, A. C. Crombie (ed.), Scientific change: historical studies in the intellectual, social, and technical conditions for scientific discovery and technical invention, from antiquity to the present (Basic Books, New York, 1963) içinde, s. 507–520.]

Astrolabe

Astrolabe

Fizik bilimlerinde modellerin rolü ve önemi üzerinde fikir birliğine varmak, pek kolay değildir. Boltzmann, Maxwell’in formüllerinin tümüyle Maxwell’in mekanik modellerinin ürünü olduğunu söylemekte tereddüt etmiyordu. Buna karşılık Pierre Duhem ise Maxwell’in, teorisini, her türlü modeli bir tarafa bırakması sonucu kurabildiğini iddia ediyordu.

Biyoloji bilimlerinde modellerin rolü, önemi ve hatta tanımı üzerinde fikir birliğine varmak, daha da güç görünmektedir. Gerçekten de model terimi, bazen, doğal bir nesne ile üretilmiş bir nesne arasındaki bir grup analojik uygunluk anlamına, bazen de bir yapının kurucu ögeleri ile bu ögelerin formel denkleri arasındaki ilişkiye dair, matematiksel türde bir dil içinde kurulan sentaktik ve semantik tanımlar sistemi anlamına gelmektedir.

Hiç kuşkusuz biyolojide analojik modeller, matematiksel modellere göre daha sık kullanılmıştır ve kullanılmaktadır. İndirgeme yoluyla yapılan açıklamanın, formalize edilmiş çıkarsamalar yoluyla yapılan açıklamaya göre daha naif olduğu bir gerçektir. Bilinen diğer bir gerçek de, doğrudan formalize edilebilen biyolojik fenomenlerin oldukça az sayıda olduğudur. Doğrudan formalize edilebilen fenomenler arasında, ilk elde, kalıtıma dair ilişkiler sayılabilir. Fakat bu ilişkiler fonksiyonel bir karakter taşımazlar ve çoğu biyolojik fenomenin tersine, bir bütünlüğe sahip değildirler. Bu nedenle genetikte kullanılan modeller etyolojik olma iddiasına sahip olamazlar. Öte yandan organik yapıların ve fonksiyonların daha iyi bilinen formlara, mekanizmalara indirgenmesi ve mekanik, fiziksel ya da teknolojik deney alanlarından alınan etyolojik analojilerin biyolojide kullanılması, uzun bir süre, biyolojinin yaşıyla orantılı bir yaygınlığına sahipti –ve hâlâ da öyledir. Bu yazıda, bu entelektüel yönelimin kökenlerini araştırmamız sözkonusu değildir. Yine de organ kavramı, kendi başına ve etimolojisi aracılığıyla, bir yöntemin nasıl kalıcı hale gelebildiğinin anlaşılmasında yol gösterici bir ilke sağlayabilirmiş gibi görünmektedir.

Batı biliminde, hayvan anatomisi terminolojisinin, organizmaların uzuv, iç organ, parça ve bölgeleri için türetilen ve metaforlarla analojilerin ifadesi olan adlandırmalarla dolu olduğu, yeterince fark edilememiştir. Bu adlandırmalar, bazen yalnızca morfolojik karşılaştırmaların üzerini örtmekten başka bir işe yaramaz (örneğin, scaphoid [‘kayık benzeri’ (sözlük karşılığı)] kemiği ya da femur trokleası [‘makara benzeri düzenek’]). Bazen de sözkonusu adlandırma, yapıda bulunmayan analog[a] bir fonksiyon ya da rolü de ifade eder (örneğin, kornea [‘çok sert boynuzsu tabaka’], damar, kılcallık, kese, kanal, eksen). Algılanabilir organik formlara ilişkin Yunanca ve Latince adlandırmalar, teknik bir deneyimin, kendisine ait yapıların bir bölümünü organik formların algılanışına taşıdığını göstermektedir. Bazen de tam tersine, teknik parça ve aletlere anatomik kökenli isimler verilir (kol, kanat, boyun, diz, dirsek, diş, pençe, parmak, ayak). Tüm bunlardan hareketle, biyolojideki açık model kullanımlarını, insanın organizmalara ilişkin algı yapısının sistematik ve bilinçli bir uzantısı olarak görmek doğru olmaz mı? Eflatun, omurgayı kapı menteşelerine (Timeaus 74a) ya da damarları sulama kanallarına (Timeaus 77o) benzetirken, fizyolojik fonksiyonların açıklanmasında teknolojik bir modelden kaynaklanan üstünkörü bir açıklama biçimini bile isteye kullanmıyor muydu? Aristoteles ise sinirlerin, yani tendonların hareketiyle kapanan kol kemiklerini, gerilmiş iplerle sıkıştırılan mancınık kollarıyla kıyaslarken (De Motu Animalium 707b, 9-10) bundan daha farklı bir şey mi yapıyordu? Fizyoloji, başlangıçta bir anatomia animata, anatomik çıkarsamalar üzerine kurulmuş gibi görünen de usu partium [bölümlerin kullanımına dair] bir disiplindi ve uzun süre de öyle kaldı; ama aslında fonksiyonların bilgisi, bu fonksiyonların, ilgili organların biçim ya da yapılarının çağrıştırdığı alet ve mekanizmaların işleyişleriyle özdeşleştirilmesinden çıkarsanıyordu.

Zoolojide ve hayvanlardaki yer değiştirme hareketine ilişkin özel vücut fonksiyonlarının incelenmesinde mekanik modellerin kullanılması, ilk bakışta, omurgalılarda yer değiştirmeyi sağlayan organların eklemli olması olgusuyla desteklenir. Eklemlilik denilince, parçalar hareket ederken uç noktalarından ikisinin sürekli birbirine temas ettiği mekanizma türü anlaşılıyorsa, eklemliliğin canlı organizmalarda görülen tek hareket mekanizması tipi olduğu da kabul edilmek zorundadır. Bu yüzden, yer değiştirme hareketine ilişkin açıklamaların geliştirilmesi, insana özgü tekniklerle, terimin en geniş anlamında modeller olarak görülebilecek analojiler kurulmasıyla mümkün olmuştur. Borelli¹ ve sonra da Camper,² balığın yüzme hareketini, dümen olarak kullanılan bir küreğin hareketiyle özdeşleştirerek böyle açıklamıştır. Barthez’in³ bu açıklamaya yönelttiği eleştiri de, biyolojide indirgemeci modellerin kullanılmasına karşı sık sık öne sürülen ve özü itibarıyla vitalist olan itirazlar için bir ‘model’ oluşturur. Yine de, bu eleştiriler, Borelli-Camper modelinin Marey⁴ ve yakın zamanlarda da J. Gray⁵ tarafından yeniden canlandırılıp kullanılmasına engel olamamıştır.

Teknolojik modellerin biyolojideki bu kaba kullanımı o kadar kendiliğinden ve örtük bir niteliğe sahiptir ki, yukarıda da belirttiğim gibi, anatomik çıkarsama metodolojisi içinde yer alması uzun süre yanlış anlaşılmıştır. Cournot⁶ 1868’deki yazısında Harvey’in, toplardamar kapakçıkları ve mekanik valfler (Harvey, aslında bunlara çek-valf [lock-gate] diyordu) arasında onu doğrudan doğruya dolaşım yasasının çıkarsanmasına götürecek kadar açık bir analoji fark ettiğine dikkat çekiyordu. “Bu durumda organla fonksiyonu o kadar uyum içindeydi ki, organdan fonksiyonuna hiç tereddüt etmeden geçilebiliyordu” diye de ekliyordu. Ne ki, Claude Bernard, bu metodolojik şemanın aldatıcı basitliğini on iki yıl kadar önce zekice reddetmişti. Bir fonksiyonun, bir yapı içinde kavranmasının ortaya çıkardığı sahte apaçıklık karşısında Bernard, anatomik incelemenin yapıya zaten atfedilmiş olandan farklı, fonksiyonlara ilişkin bir bilgiye yol açamayacağını söylüyordu.

“Basit karşılaştırmalar sonucunda, ter bezlerinin sıvı depolayan rezervuarlar ya da atardamarlar ve toplardamarların sıvı iletimi için tasarlanmış kanallar olduğu veya kemik ve eklemlerin kaldıraç, menteşe ve destek işlevi gördüğü söylendiğinde rezervuar, kanal, kaldıraç ya da menteşe sözcükleriyle ne kastedildiği, günlük deneyimlerimiz yoluyla zaten bildiğimiz şeylerdir.”⁷

O dönemde, model terimi genelde kullanılan epistemoloji terminolojisine henüz girmemişti. Yine de Bernard’ın yukarıdaki örnekleri özetlemesini sağlayan formül, adlandırma için bir ilk tanım olarak görülebilir: “Analog formlar bir araya getirildi ve benzer fonksiyonlar çıkarsandı.”

Claude Bernard Portresi (1813-1878) physiologist Kredi: Wellcome Library, London. Wellcome Images images@wellcome.ac.uk http://wellcomeimages.org Portrait of Claude Bernard (1813-1878), French physiologist Photograph Published:  -  Copyrighted work available under Creative Commons Attribution only licence CC BY 4.0 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Claude Bernard Portresi (1813-1878) physiologist
Credit: Wellcome Library, London. Wellcome Images
images@wellcome.ac.uk
http://wellcomeimages.org

Teknolojik bir modelin bu tür üstünkörü kullanımına önemli bir ‘heuristik’ [buluşsal] verimlilik atfetmek, kuşkusuz abartılı olacaktır. Kan dolaşımının keşfi örneğine geri dönecek olursak, Harvey’in toplardamar kapakçıklarının tek yönlü fonksiyonunu kavraması, tezini savunan argümanlardan sadece birisinin -üçüncü varsayımın- ispatını oluşturur.⁸ Fakat, 17. ve 18. yüzyıllarda yeni bir dünya imgesiyle birlikte, Galileci ve Kartezyen bilimden esinlenen, organlara benzer mekanizmalara yapılan sistematik referanslar, biyolojideki çok daha belirleyici keşiflerin nedeni olamazlar. Kendi prensipleri bakımından belli bir kesinliğe ulaşmış olan mekanik [bilimi], analojiler sağlamak için kullanıldığında hiç de verimli olmamıştır. Biyoloji ve özellikle de nöroloji alanlarındaki keşiflerde, sibernetik mekanizmalar ve geri-besleme modellerinin ‘heuristik’ verimliliği fikrinin son dönemlerdeki savunucularının, hayvan davranışlarını ya da insan jestlerini esneklikten uzak bir ya da birkaç programın sınırları içinde simüle etme yeteneğine sahip klasik otomatların, yani adaptif geri-besleme organı olmayan otomatların yapımını bir tür oyun, bilimsel anlamı olmayan, geçici heyecanlar üzerine kurulu bir alan olarak görmeleri dikkat çekicidir. A. Doyon ve L. Liaigre,⁹ biyomekanizma tarihi üzerine yaptıkları ilginç bir çalışmada, 18. yüzyılda mekanik düzeneklerin -Vaucanson’un kullandığı terimlerle “hareket eden canlıların” ya da “otomatik figürlerin”- yapılması ile tıbbi araştırmalar arasındaki bağlantıyı açığa çıkardılar. Alıntı yaptığımız metinler Quesnay, Vaucanson ve Le Cat’in ortak niyetlerinin fizyolojik fonksiyon mekanizmalarını, bilinmeyenin bilinene indirgenmesi ve analog etkilerin deneysel yollarla kavranabilir biçimde yeniden üretilmesi yoluyla açıklamak için otomatizmin sağladığı olanakları bir aldatmaca, teorik bir hile olarak kullanmak olduğunu hiç kuşkuya yer bırakmayacak şekilde göstermektedir. Kartezyen canlı-makine, bir manifesto, bir felsefi savaş makinesi olarak kalmıştır; ya da başka bir deyişle bu canlı-makine, belirli herhangi bir fonksiyon ya da yapının eşdeğerinin üretimine ilişkin bir program, şema ya da plan ortaya çıkarmamıştır. Halbuki Vaucanson ve Le Cat’in simülatör yapımına yönelik detaylı planların hazırlanması konusunda harcadıkları çaba ve biyomekanik araçların bu ilk örneklerin kamuoyu önünde kazandığı kayda değer başarı, bizim, fonksiyonların analojik modellerinden yararlanan, taklit adı altındaki bir ‘heuristik’ yöntemin en azından açık olarak tanınmasının 18. yüzyılda gerçekleştiğini söyleyebilmemizi sağlar. Condorcet, Eloge de Vaucanson’da,¹⁰ bir tür oyun ya da gizemlileştirme amacıyla, etkilerin simülasyonu [benzetim] ile günümüzde kalıp üretimi (construction of pattern) denilen, biyolojik mekanizmalara ilişkin deneysel kayıtlar elde etmek amacıyla etkilerin gerçekleşme biçiminin yeniden üretilmesi arasındaki farkı çok iyi kavramıştır. Condorcet, Vaucanson’un ilk otomatı Flütist’ten bahsederken, şunları yazıyordu:

“Şüpheci ve iknaya açık oldukları için akıllı olduklarına inananlardan bazıları Flütist’te sadece kanaryaları ötmeye alıştırmak için kullanılan küçük bir laterna görmekte ve Flütist’in insan parmaklarının hareketini taklit eden parmak hareketlerinin sahte olduğunu düşünmekteydi. Sonunda, Bilimler Akademisi otomatı sınamakla görevlendirilmiş ve flütün ses çıkarmasını sağlayan bu mekanizmanın, flüt çalan bir insanın eylemlerini tamamen gerçekleştirdiğine ve bu mekanizmayı yapanın, doğanın yöntemlerini ve etkilerini, olağanüstü sanatsal yeteneklere sahip dehalara alışkın olanların bile hayal edemeyeceği bir kesinlik ve mükemmellikle taklit ettiğine karar vermişti.”

Condorcet’nin, sadece dışarıdan aldığı enerjiye bağlı olarak işleyen mekanizmalardan farklı bir biçimde, enformasyona göre de davranabilen mekanizmaların yapımına ya da en azından bu tür mekanizmaların teorik olarak kavranışlarına ilişkin bir görüye sahip olduğunu şüphesiz kimse reddetmeyecektir. Condorcet, mekanizmayı yapan yaratıcı düşüncenin “temelde, hareket ettirici kuvvetin yönlendirilmesi, dağıtımını ve düzenlenmesini sağlayan ve verili bir etkiyi üretmesi gereken farklı mekanizmaların yerleştirilmesi ve tasarımından ibaret olduğunu” iddia etmiş ve şunu eklemişti: “Makineyi yapan kişi, başarısını ya da yeteneklerini pratik yapmasına borçlu bir sanatçı gibi görülmemelidir. Bir insan, daha önce görmediği bir yıldızın hareketini hesaplamak için yöntemler bulabildiği gibi, tek bir makine yapmadan ya da çalıştırmadan da mekanik şaheserler icat edebilir.”

Modellerin matematiksel bir teori olma yolunda evrim geçirme olasılığı taşıdığını açık biçimde ifade eden bu tez, hızla gözden geçirmemiz gereken bir konunun ana temasını oluşturur. Yaklaşık yirmi yıldır, Watt governörünün icadının fizyologlar için, bir efektör organ ve bir reseptör organ[b] arasındaki geri-beslemeli devrenin önceden tasarlanmış olmasa da bir ilk modelini oluşturduğu iddiası, giderek herkesin bildiği bir şey hâline gelmiştir. Watt’ın düzeneğiyle refleks devresi arasındaki analojinin farkına varılabilmesi için, sinir sisteminin özellikleri üzerine, Galvani’nin deney ve gözlemleriyle başlayan ve elektrikteki ilerlemeler sayesinde olanaklı hale gelen metodolojik araştırmaların yapılması gerekmekteydi. Yakın zamanlarda sinir ve sinir merkezi fonksiyonlarının geri-beslemeli modelini oluşturma aşamasına gelen elektronik düzenekler buhar makinesinden değil, teknik bir epigenez [sıralılık] yoluyla pil ve endüksiyon bobininden doğmuştur.

Pozitif nörolojinin ilk aşamaları da, kan dolaşımının keşfiyle benzer özelikler taşır.¹¹ Galvani’nin keşfi ve Volta’nın icadı, akım iletkeni ve sinir arasındaki analojinin de kurulmasını sağladı. Galvani’nin hayvan vücudunda elektriğin varlığı konusunda düştüğü hata da, bu analojinin kurulabilmesi için organizmanın içinde bir akım kaynağı bulma ihtiyacı duymasıyla açıklanır. Bell-Magendie yasası ve omurilik sinirinin çeşitli fonksiyonlarının birbirinden ayırt edilmesi, sinirler-arası akıma merkezcil ve merkezkaç yönler atfedilmesini sağlamıştır. Refleksif eylem kavramı (Marshall Hall, 1832; J. Müller, 1833) ve refleks yayının şeması (R. Wagner, 1844), artık sadece morfolojik olmayan, fonksiyonel bir sistemin elemanlarını ortaya çıkardı.¹² Elektrik, Ampère ve Faraday’la birlikte dinamik alanların ve akımların bilimi hâline gelirken, fizyologların deney ve polemikleri (Du Bois-Raymond ve Matteucci), impuls ileten pasif sinir kavramının reddedilmesine ve sinirin aktivitesiyle birlikte elektrik üretiminin de gerçekleştiğine ilişkin kanıtlar ortaya atılmasına yol açtı. Bu koşullarda, nörolojide elektriksel modellere başvurulması artık alışıldık hale geldi. Bu örnekten hareketle araştırmalarda model kullanma eğiliminin neden ortaya çıktığını anlayabiliriz. Bir yandan, sinirsel sıvı hipotetiktir ve (kan gibi) algılanabilir bir şey değildir; bu yüzden de incelenen nesneyi temsil edecek ve onun yerini alacak bir model gereklidir. Öte yandan elektrik akımı ilk dönemlerde enerji değil, mesaj iletimi için kullanılmıştır ve uygulamadaki bu önceliğin, elektriksel modellerin nörolojideki popülaritesine katkısı azımsanamaz. Son olarak da nörofizyoloji, hücre teorisinin kurulması ve gelişmesinden önce, bütünü oluşturan bölümlerin fizyolojisi hâline gelememiş ve sadece belli bir yapılanmanın bütünü üzerinde çalışabilmiştir. Bu nedenle model kullanılması ancak, parçalara bölünerek incelenemeyen fenomenler sözkonusu olduğunda uygundur.

Model yönteminin uygulama alanları ve geçerliliği ile fonksiyonel bir yasanın hipotezlerinden hareketle araştırmanın yürütüldüğü klasik deney yönteminin uygulama alanları ve geçerliliği arasındaki fark, burada yatmaktadır. Deney yapmak analitik bir iştir; belirleyici koşullardan bazıları seçilip diğer faktörlerin değişmediği varsayılır ve bu belirleyici koşullar değiştirilerek ilerlenir. Model yöntemi, parçalarına ayrıştırılamayan antitelerin [varlık/tablo] karşılaştırılabilmesini sağlar. Biyolojide analiz, bir bütünün kendisini oluşturan parçalara ayrıştırılmasından çok, başlangıçtaki ölçekten daha küçük bir ölçekteki antitelerin açığa çıkarılması anlamına gelmektedir. Bu bilimde model kullanımı, diğer alanlara göre daha ‘doğal’ kabul edilebilir.

Sibernetik çağ öncesinde, eksiksiz olmaları ve kendiliğinden iç-düzenleme yapabilmeleri yetenekleriyle karakterize edilen biyolojik mekanizmalar için kurulan mekanik modellerin yetersiz olduğu iddia edilebilirdi.¹³ Bugün bu karşı çıkışın üstesinden gelinmiş gibi görünmektedir; hatta L. von Bertalanffy bunun tersini ileri sürerek, mekanik modellerin bir sistemin genel özelliklerini taşımasının, organizmalar üzerinde yapılan çalışmalarda model yönteminin uygulanabileceğini gösterdiğini söyleyebilmektedir.¹⁴ Bertalanffy’nin analojiler ve homolojiler, yani görünür benzerlikler ile gerçek benzerlikler diyebileceğimiz matematiksel anlamdaki fonksiyonel uygunluklar arasında, geçen yüzyılda karşılaştırmalı anatomi araştırmacıları tarafından yapılan ayrımı kendi Genel Sistem Kuramı’na soktuğu bilinmektedir. Bu terminolojiye göre kavramsal modellerin geliştirilmesi ve yapısal olarak benzer yasaların ilk doğrulandıkları alanların dışındaki alanlara aktarılması, homolojiler sayesinde olanaklı hâle gelmektedir.

Bu yaklaşım sayesinde, belki de, nörofizyolojide elektriksel (fiziko-kimyasal) modellerin kullanılmasının nasıl olup da belli etkileri simüle etmekten çok, belli kalıpları yeniden üreten mekanik model ile matematiksel ya da mantıksal türde bir model arasında, ilk bakışta tarihsel ve mantıksal olduğu görülen bir geçiş aşaması oluşturduğunu gözlemleyebiliriz. Yeni bir matematiksel bilgi, yani yapıların bilgisi sayesinde sürekli olarak geliştirilen matematiksel fizik düşüncesi, biyolojiye Maxwell’in elektromanyetizma alanında yaptığı çalışmalarla girdi. Modern matematikte model kurmak, bir teoriyi başka bir teorinin diline çevirmek, bir yandan yapılara ait ilişkiler korunurken, diğer yandan bu yapıların elemanları arasında eşlemeler oluşturmak demekti. Bu, teorilerin izomorfizmi anlamına gelir. Matematiksel fizikte Joseph Fourier’nin çalışmalarından sonra matematiksel teoriler, birbiriyle a priori olarak ilişkisiz deney alanlarındaki analojileri ortaya çıkaran bir inceleme konusu hâline gelmiştir. Bu analojiler matematiksel teorilerin, fiziksel gerçekliğin birden çok alanı için geçerli olduklarını kanıtlamıştır. Fourier’yi etkileyen örnekleri yeniden ele alacak olursak, ısının yayılması, dalgaların hareketi ve elastik katmanların (laminae) titreşiminin, aynı matematiksel denklemlerle kavrandığını görürüz.¹⁵ Fakat matematiksel fizikte, bir fenomen alanında, başka bir alandaki fenomenleri anlamak amacıyla model kurulması, referans olarak seçilen alanın ayrıcalıklı bir karaktere sahip olması anlamına gelmez. Analoji kurmak için referans olarak alınacak fenomenlerin seçimi şu iki koşuldan sadece birine bağlıdır: Ya bu fenomenler hakkındaki bilgimiz teori olma düzeyine ulaşmıştır; ya da, bu fenomenler üzerinde deneysel araştırma yapmak oldukça kolaydır. Fakat her iki durumda da, modelin somut olarak gerçekleşmesi bu modelin, açıklamayı hedeflediği fenomenin gerçek bir temsilinin taşıdığı anlamda bir geçerliliğe sahip olduğu anlamına gelmez. Maxwell, fiziksel analojilerin, yasalar arasındaki kısmi benzerlikten yola çıkarak bir bilimin diğer bir bilim yoluyla tasvir edilmesini sağladığını sıkça tekrarlamıştır.¹⁶ Tasvir etmek, temsil etmek anlamına gelmez.

Oysa, biyolojide bir modele temsil ilişkisi yüklemenin çekiciliğine karşı koymak, fizikte olduğundan daha güçtür. Belki de bir modelin, yerine getirdiği işlevden başka bir şey olmadığını unutma eğiliminde olanlar, sadece bilimsel görünen vülgarize ediciler değillerdir. Bu işlev, kendini aksiyomatik olarak ortaya koymaksızın işleyiş mekanizmasını başka bir nesneye aktarmaktır. Gelgelelim, biyologların kullandıkları analojik modeller, ara sıra da olsa organik olanın mekanik, fiziksel ya da kimyasal analoglarına indirgenmesi sonucunu doğuran bilinçsiz bir meşrulaştırma mekanizmasından yararlanmazlar mı? Matematiksel olarak oldukça karmaşık olmalarına rağmen, sibernetik modeller de bu tehlikeden uzakmış gibi görünmemektedir. Simülasyonun büyüsel yanı, bilimin kötü ruhları kovma özelliğine karşı güçlü bir direnç göstermektedir.

Örneğin, geri-besleme modelinin, homeostasi ve aktif adaptasyonun organik işlevlerinin araştırılması ve açıklanması konusunda verimli sonuçlar verdiği görülmüştür.¹⁷ Yine de, sinirsel düzenleme sürecinin bu model tarafından gerçekten temsil edilmediği iddia edilebilir. Couffignal’in de belirttiği gibi, mekanik düzenleme modu, sinir sistemi bölümleri için bir model olarak alındığında ve bu bölümler geri-besleme adı altında sınıflandırıldığında, organik geri-besleme, mekanik geri-beslemenin de içinde yer aldığı bir grup nesnenin oluşturduğu bir sınıfa dâhilmiş gibi bir izlenim yaratılır.¹⁸ Oysa, mekanik ve organik geri-besleme bir araya getirildiğinde, sadece düzenlemeyi sağlayan organlar ve mekanik düzenleme düzeneklerinin ortak özelliği olan operasyonel karakterlerle tanımlanan yeni bir sınıf ortaya çıkar. Başka bir deyişle, tanınmaya çalışılan nesne için bir model kullanılması ve bu modelle nesne arasında açıkça fark edilen analojilerin artması, model nesnenin de dönüşmesine yol açar. Bir model, yalnızca gücünü yitirerek verimli hale gelebilir. Bir model, bu modele tekabül eden nesne ile birlikte yeni bir genelleme içinde yer alabilmek için kendine has özelliklerinden bir kısmını yitirmek zorundadır. Herhangi bir makine, bir organik fonksiyon için geçerli bir model hâline gelmeye başladığında, model hâline gelen, bir bütün olarak makinenin kendisi değil, makinenin matematiksel terimlerle ifade edilebilen işlem kalıplarıdır. Fizikte kullanılan model yöntemi ile biyolojide kullanılan model yöntemi arasındaki büyük farklılık burada ortaya çıkmaktadır. Bu farklılığın nedeni, uzun süredir matematiksel bir fizikten söz edilmesine karşın, aynı anlamda matematiksel bir biyolojiden -en azından şimdilik- söz edilememesidir.

Fizikte, bir model kullanılırken -örneğin bir metal plaka üzerindeki elektrik akışı, yatay bir bileşeni olan bir hidrodinamik fenomenin analogu olarak düşünüldüğünde- in concreto [somut olarak] ortaya çıkan bir fenomen üzerinde yapılan ölçümlerin sonuçlarının, araştırılan fenomenin karakteristiklerini betimlemek ve bunlar üzerinde kestirimlerde bulunabilmek için kullanılabileceği varsayılmaktadır. Metrik sonuçların transfer edilmesinin geçerliliğini garanti eden şey, farklı düzeylerdeki fenomenlerin genel yasaları arasında özel bir matematiksel incelemeyle kurulan tutarlılıklardır.¹⁹ Biyolojide olmayan şey de budur… Uzun süredir var olan bir aritmetik ya da geometrik biyolojiden veya yeni de olsa bir istatistiksel biyolojiden bahsedebiliriz; ama günümüzde cebirsel bir biyolojinin varlığından söz etmek neredeyse imkânsızdır. Biyolojik araştırmalarda modellerin özel rolünün derin mantıksal nedeni burada yatmaktadır. Biyolojik modeller, analojik tutarlılıkların sadece somut olarak belirlenen nesne, yapı ya da fonksiyonlar düzeyinde kurulmasına yol açmaktadır. Fakat bu modeller, bir araya getirilen iki fenomen alanının genel yasalarının özdeşliğini göstermekten uzaktır. Kuşkusuz, biyolojide kullanılan matematik, Riemann ve Hamilton’un teorileri gibi teorilerden çok, bir mühendislik formülleri kitabının matematiğine yakın olduğu sürece bu durum böylece devam edecektir.

Bu nedenle biyoloji epistemolojisinin en çok önem vermesi gereken şey, biyologların kendi çalışma toplulukları içinde birbirlerine ihtiyatlı olmaları yolunda yönelttikleri tavsiyelerdir. Adrian’ın uyarısının geçerliliği, yalnızca bu uyarının hedef aldığı araştırma türüyle sınırlı değildir: “Makinelerden öğrenebileceğimiz şey, beynimizin onlardan ne kadar farklı olduğudur.”²⁰ Aynı şekilde Elsasser’in bir çalışması da buna paralel sonuçlar ortaya koymuştur: Bir organizma, enformasyon artışının hiçbir zaman görülmediği bir elektronik makinenin doğru işlemesi için gerekli stabilite koşullarından hiçbirini kendiliğinden sağlayamaz.²¹ J. von Neumann, kendi Genel Otomat kuramında²² daha önce farkına varılmamış bir olguyu vurgulamaktadır²³: Doğal makineler (organizmalar), fonksiyon bozukluklarının organizmanın genel davranışını etkilemediği bir yapıya sahiptir. Rejeneratif fonksiyonlar ya da bu fonksiyonların durması hâlinde bir organ yetersizliğinin bir başka organ tarafından tamamlanması, belli elemanların gördüğü tahribi ya da âni fonksiyon yitimlerini dengelemektedir. Organizmada ortaya çıkan bir zedelenme, zorunlu olarak organizmanın plastikliğinin ortadan kalkması sonucunu doğurmaz. Fakat bu, makineler için geçerli değildir.

Bu nedenle biyolojide elektrik ve elektronik modeller kullanılmasının ‘heuristik’ mantık veya ars inveniendi [buluş sanatı] düzeyinde, bu tür makinelerin inşasının teknoloji düzeyinde yaratmış göründüğü kadar radikal bir mutasyon yaratıp yaratmadığı sorulabilir. Klasik türdeki analitik deneylerde keşfi kolaylaştıran koşullardan birinin, hipoteze dayalı tahminden çıkan sonuçlar ile gözlenen olgular arasındaki farklılıkta yattığını biliyoruz. İyi bir hipotez, her zaman, kolayca doğrulanabilen, fenomenin açıklayıcı bir şema çerçevesinde ilk denemede tasvir edilebilmesini sağlayan hipotez demek değildir. İyi bir hipotez, araştırmacıyı açıklama ile tasvir arasında öngörülmeyen bir uyumsuzluk yardımıyla ya tasvirini düzeltmeye, ya da açıklama şemasını yeniden kurmaya zorlar. Benzer biçimde, biyolojide, en iyi denilebilecek modellerin, organik olanı modeliyle özdeşleştirmeye yönelik potansiyel eğilimin önüne geçen modeller oldukları söylenemez mi? Bilim tarihinde kötü modeller daima imgelemin olumlu değerlendirdikleri olmuştur. İmgelem, bir model kurmanın, bir terminoloji ödünç almak ve böylece iki nesneyi özdeşleştirmek olduğuna inanmak eğilimindedir. Hücre sınırlarına zar adı verildiğinde, ozmos [geçişme[c]] yasaları ve yarı-geçirgen duvarların fabrikasyonu, belli bir dil ve model oluşturabilir gibi gözükmektedir. Oysa biyologun, matematiksel fizikçinin uyarısını dikkate alması gerekir: Bir modelden beklenmesi gereken, aktarılabilir ama özgün bir söylem oluşturabilmek için, sentaks sağlamasıdır.

Model yönteminin sınırlarının genişletilmesinin biyolojik ‘heuristik’ alanında bir devrim yaratmayabileceğini söylerken, sadece, modellerle yapılan araştırmanın geçerliliğini belirleyen kriterlerin, deney ve deneyin yorumlanması arasındaki diyalektik ilişki şemasına uyma özelliklerini koruduklarını söylemek istiyoruz. Bir teoriyi geçerli kılan şey, bu teorinin deney düzeyinde kalındığında, deneyin işaret etmediği durumlarda da öngörü ve ekstrapolasyona[d] imkân tanıyabilmesidir. Aynı şekilde modeller de, inceledikleri nesneye ait özelliklerin eksiksiz bir açıklamasını yapıp yapamadıklarının yanı sıra, o zamana kadar fark edilmemiş birtakım özellikleri açığa çıkarma konusunda gösterdikleri yatkınlık da göz önüne alınarak birbiriyle karşılaştırılır ve test edilirler. Model, öngörülerde bulunur diyebiliriz. Fakat fizikte kullanılan matematiksel teoriler de aynı işleve sahiptir.

Grey Walter’ın, beynin ve öğrenmenin üst düzey fonksiyonlarının incelenmesinde, temel yapıları taklit etme iddiasında olmayan fonksiyonel modeller kurarak elde edilen sonuçların önemi konusundaki görüşünü tartışmayacağız. Ancak Claude Bernard’ın önerdiği deney kalıpları karşısında hafif alaycı bir tavır takınmasına rağmen Walter, model kullanımının hangi durumlarda meşru olacağı konusundaki kuralları belirlerken, deneylerin kritiğinin yapılmasında kullanılan klasik ölçütleri, üzerinde ufak tefek değişiklikler yapsa da yeniden keşfediyor gibi görünmektedir.²⁴

W. Grey Walter

W. Grey Walter

Bilinmeyen bir prosesin model kullanılarak incelenmesi ancak, şu üç koşul sağlanırsa meşrudur: Fenomeninin bazı karakteristiklerinin bilinmesi gereklidir, belirsizlik total olamamalıdır; fenomenin bilinen yönlerinin yeniden üretilebilmesi için model, sadece kesinlikle gerekli işlevsel elemanları içermelidir; model, öngörülmüş olsa da olmasa da başlangıçtaki bilgiden daha fazlasını yeniden üretmelidir. Bu kuralları açıklamak için, örnek olarak sinir modelleri seçilmiştir. Bu örnek, sinirlerin sırasıyla nasıl yalıtılmamış, (denizin altına döşenen) pasif elektrik kablolarla; daha sonraları ise bir impulsun yayılmasını ve yüksek sıcaklıklara dayanabilen bir periyodun oluşmasını simüle eden bir elektro-kimyasal düzenekle (Lille’in yapay siniri, 1920-22); son olarak da sinirlerin ve sinapsların [sinirsel kavşak] on sekiz özelliğine eşdeğer özellikler sergileyen, bir pil ve bir ızgara kaçağı kondansatörün [bir tür yüksek direnç ünitesi] birleştirilmesiyle oluşan bir elektrik devresi modeliyle özdeşleştirildiğini anlamamızı sağlayan mükemmel bir örnektir. Bu örnekte, aynı araştırma nesnesi için değişik modellerin art arda gelmesi sürecinin, yeni bir teorinin eskisinin yerini aldığı diyalektik sürecin normlarına uyduğu görülür. Bu normlara göre yeni bir teori, bir önceki teorinin açıkladığı bütün olguların yanı sıra, eski teorinin ilkelerine dayalı değerlendirmelerle sürekli çelişen olguları da açıklamak zorundadır. Modelde, teknik anlamda kullanılan malzeme de, doğal olarak taşıdığı özellikler yüzünden değil, belli bir anda modelde yerine getireceği işleve göre seçilir. Grey Walter sinirlere ilişkin elektriksel modelin daha verimli olmasının, sinirsel faaliyetin doğasının da elektriksel olduğunu kanıtlamadığını belirtmiştir. Teori açısından bakıldığında model, bir dizi matematiksel ifadenin eşdeğerinden başka bir şey değildir. Bu son iddia bizim için, geçmişin ayrıntılarından çok, geleceğin genel karakterini anlamamızı sağladığı ölçüde, oldukça önemli görünmektedir. Biyologlar, tasvir edici şemalar olarak görülebilecek modeller kadar, örnek olarak ya da fenomenal çeşitliliklerini birleştiren matematiksel yapılara karşı kayıtsız, kendi başlarına araçlar olarak görülebilecek modelleri de diğer bilimlerden almayı bıraktıklarında model yöntemi biyolojide gerçek bir devrime yol açacaktır. Bunun sonucunda model artık, daha önce sözünü ettiğimiz elektronik düzenekler değil, belirli termodinamik ya da kimyasal düzeneklere ait ortak fonksiyonlar (doğrultucu, vana vb.’nin fonksiyonları) olacaktır.²⁵ Daha önce de belirttiğimiz gibi bu, matematiksel bir biyolojinin oluşturulmasını gerektirmektedir. Matematiksel biyoloji, ille de analitik bir biyoloji demek değildir; daha çok, fenomenlerin yalnızca tasvir edilmesini değil, kuramsallaştırılmasını da sağlayan, topolojinin yapıları gibi niceliksel olmayan yapıları barındıran bir biyolojidir.

Toparlarsak, biyolojide model kullanımının, yapının ve yapının fonksiyonla ilişkisinin araştırılmasından çok, fonksiyonların incelenmesinde verimli olduğu görülmektedir. Modeller ve organlar arasındaki genel işleyiş analojilerinin, temel fonksiyonlar ve kurucu ögeler arasında analojiler varsaymadan incelenmesi mümkün olmuştur. ‘Nöral ağlar’, nöronun özelliklerine matematiksel bir yaklaşım yöntemi olarak geliştirildiğinde, önerilen şeyin nöronik bir röle modeli olduğuna inananlar çıkabilirdi. Oysa nörofizyologlar, bu modelde beyin fonksiyonlarının, beyin yapısının bütünlüklü oluşu karşısındaki göreli özerkliğini fark etmemişlerdi.²⁶ Bir yandan, sinir hücreleri kendi aralarında değiştirilebilen röleler değildir; diğer taraftan da kısmen tahrip olmaları, fonksiyonun tümüyle yitirilmesini gerektirmez.

Bu koşullarda, tanımlanması gün geçtikçe daha zor hale gelen model kavramının,²⁷ bu kavramın oluşturulması aşamasında sahip olunan amaca ilişkin belirsizliklerin izlerini halen taşıyıp taşımadığı sorulabilir. Bu yazının başında, organik nesnelere ilişkin insan algısının teknolojik ve pragmatik yapısının, insanın bir organizma, ama aynı zamanda bir makine yapıcısı olma konumunu açığa çıkardığına değindim. Burada, makinelerle organizmaları özdeşleştirmeye çalışan naif bir eğilimin -bu naiflikte büyülü ya da çocuksu olan ne varsa hepsini- kaybettiği aşamaları genel olarak anlatmaya çalıştım. Fakat belki de daha radikal bir naiflik, insanın hayat karşısında bilmeye olan yaklaşımı, bilimsel olsun ya da olmasın, şu ya da bu organik nedenselliği bir model çerçevesinde kurmaya yönelik yeni çabalara esin kaynağı olacaktır.

Model, uzun süre, aynı anda hem örneklik [type], hem de maket [scale] modele benzedi; yani hem temsil normu, hem de ölçek büyüklüğündeki değişme olarak görüldü. Biyolojik nesnenin fonksiyonel ya da yapısal özelliklerinin somut ya da mantıksal anlamda bütünlüklü bir kopyasını oluşturduğu düşünülen açıklayıcı modellerin, günümüzde artık bir mit olma düzeyine düştüğü görülmektedir. Fonksiyon açısından model, bir işlemi yeniden üreten, fakat bunu yaparken kendi yöntemlerini kullanan basit bir simülatör olarak sunulmaktadır. Yapı açısındansa model, açıkladığı nesnenin tıpatıp aynısı olarak değil, çok çok bir benzeri olarak sunulmaktadır. Bunun sonucunda, biyolojide kullanılan model yöntemi -kullanılan modeller ister mekanik, ister mantıksal olsun- analojilere dayanmaktadır. Her koşulda, geçerli analojiler sadece teorinin içinde bulunabilir.

Biyolojik modeller, gelecekte bir devrimci ‘heuristik’ konumuna gelmeyi beklerken, bugün devrimci bir teknolojinin kaynaklarını kullanmaktadırlar. Yine de biyolojinin, geçmişte deneysel analiz sayesinde kat ettiği ilerlemeyi ve örneğin, Pavlov ve Sherrington gibi bilim adamlarının modeller kullanmadan çalışmış olmalarını gözardı etmek, kuşkusuz haksızlık olacaktır. Son olarak da, Sherrington ve Liddel’in miyotaktik refleksi keşfetmelerinin, o tarihten itibaren, organik düzenleme fonksiyonu üzerinde bir servo-kontrol [otomatik/güdümlü kontrol] modeli kurmadan çalışamayanlar için, en klasik biçimde güçlü bir argüman oluşturduğunu hatırlamak da, ilginç olacaktır.

 – Bibliyografya.
  1. J. A. Borelli, De Motu Animalium (Lugduni, Batavia, 1685), pars prima, xxxiv. önerme.
  1. P. Camper, Oeuvres qui ont pour objet l’histoire naturelle, la physiologie et l’anatomie comparée (Paris, XI-1803), III, ss. 364-66.
  1. P. J. Barthez, Nouvelle méchanique des mouvements de l’homme et des animaux (Carcassone, VI-1798), ss. 157-77.
  1. E. Marey, La machine animale (Paris, 1878), s. 208.
  1. J. Gray, How Animals Move, Londra, 1953.
  1. A. Cournot, Considérations sur la marche des idées et des évènements dans les temps modernes (Paris, 1934), I, s. 249.
  1. C. Bernard, Leçons de physiologie expérimentale appliquée à la médecine (Paris, 1856), II, s. 6.
  1. W. Harvey, Excitatio anatomica de motu cordis et sanguinis in animalibus (Frankfurt, 1628), s. 56.
  1. A. Doyon ve L. Liaigre, “Méthodologie comparée du bioméchanisme et de la mécanique comparée”, Dialectica, X (1956), ss. 292-335.
  1. Condorcet, Eloges de Académiciens (Brunschvick-Paris, 1799), III, ss. 203-32.
  1. K. E. Rothschuh, “Aus der Frühzeit der Elektrobiologie”, Elektromedizin, IV (1959), ss. 201-17.
  1. G. Canguilhem, La Formation du concept de réflexe aux XVIIe et XVIIIe siècles (Paris, 1955), 7. bölüm.
  1. L. Asher, “Modelen und biologische Systeme”, Scientia, LV (1934), ss. 418-21.
  1. L. von Bertalanffy, Problems of Life (New York, 1952); “Modern concepts on biological adaptation”, The Historical Development of Physiological Thought (New York, 1959) içinde, ss. 265-86.
  1. J. Fourier, “Théorie analytique de la chaleur”, (G. Darboux tarafından yayınlanan) Oeuvres (Paris, 1888), I, s. 13.
  1. J. Clerk Maxwell, “On Faraday’s Lines of Force”, Scientific Papers (Cambridge, 1890), I, s. 156.
  1. A. Rosenblueth, N. Wiener ve J. Bigelow, “Behaviour, Purpose and Teleology”, Philosophy of Science, X (1943), ss. 18-24.
  1. L. Couffignal, “La mécanique comparée”, Thalès, VII (1951), ss. 9-36.
  1. Suzanne Bachelard, La conscience de la rationalité, étude phénoménologique sur la physique mathématique (Paris, 1958), 8. bölüm.
  1. E. D. Adrian, Proc. Roy. Soc. B., CXLII (1954), ss. 1-8. J. B. S. Haldane tarafından “Aspects phsico-chimiques des instincts”, L’instinct dans le comportement des animaux et de l’homme’da değinilmiştir (Paris, 1956), s. 551.
  1. W. M. Elsasser, The physical foundation of biology, Londra, 1958.
  1. J. von Neumann, “The general and logical theory of automata”, Cerebral Mechanisms in Behaviour (New York ve Londra, 1951), ss. 1-41.
  1. A. Liapounov, “Machines à calcul électroniques et système nerveux”, Problèmes de la cybernétique étudiés aux séminaires de philosophie de l’Académie des Sciences de l’URSS, Voprosy filosofii (1961), 1. sayı, ss. 150-57.
  1. W. Grey Walter, The Living Brain (Londra, 1953), Ek-A.
  1. W. M. Elsasser, a.g.e., 1. bölüm.
  1. A. Fessard, “Points de contact entre neurophysiologie et cybernétique”, Structure et évolution des techniques, V (1953), ss. 25-33 ve 35-6.
  1. J. W. L. Beament (ed.), Models and Analogues in Biology, Cambridge, 1960.

[a] [Analog: Kökenlerinin benzer olmasına gerek olmaksızın, aynı görevi gören. Homolog ise, farklı işlev görmesine rağmen, yapı veya köken bakımından diğerine benzeyen (yapılardan her biri); kökteş.]

[b] [Uyarıyı algılayıp ileten (reseptör) ve buna reaksiyon veren (efektör) organlar.]

[c] [Yarı-geçirgen bir zarla (hücre zarı, örn.) birbirinden ayrılmış iki sıvının karşılıklı geçerek birbirine karışması.]

[d] [Ölçme aralığı dışında kalan bir değerin, eldeki/bilinen değerlerden çıkarak, tahmin etme yoluyla bulunması işlemi.]

Reklamlar

One response to “Biyolojideki Keşiflerde Analoji ve Modellerin Rolü

  1. Geri bildirim: tabletkitabesi·

Soru, Görüş ve Eleştirileriniz: (Uygunsuz İçerikler Kaldırılacaktır)

Aşağıya bilgilerinizi girin veya oturum açmak için bir simgeye tıklayın:

WordPress.com Logosu

WordPress.com hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap / Değiştir )

Twitter resmi

Twitter hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap / Değiştir )

Facebook fotoğrafı

Facebook hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap / Değiştir )

Google+ fotoğrafı

Google+ hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap / Değiştir )

Connecting to %s