Ölçüm Üzerine
Sayılar,
Grafikler,
Tablolar,
Güven aralıkları,
Anlamlılık düzeyleri,
Standart sapmalar…
Bilim çoğu zaman kesin konuşuyor gibi görülmektedir. Bilimsel bir yazıyı okuduğunuzda her şeyin hesaplı, yerli yerinde olduğu izlenimi oluşmaktadır. Oysa bilimin en temel gerçeği her ölçümün belirsizlik içerdiğidir. Bu durum bilimin zayıflığı olarak algılanabilse de aslında gücüdür. Çünkü ölçüm gerçeğin doğrudan yakalanması değil; gerçeğin bir aracı ile temsilidir. Bu aracı bazen bir bardak, ya da 200 mL ölçebileceğimiz bir dereceli silindir; bir adım ya da bir cetvel yardımı ile ölçebileceğimiz 50 cm olabilir. Ölçüm yapmak doğaya soru sormaktır, fakat doğadan alınan cevap hiçbir zaman pürüzsüz değildir. Bu yazımda ölçümün ne olduğunu, neden kaçınılmaz olarak hata içerdiğini ve aslında hata kavramının bir başarısızlıktan öte epistemolojik bir zorunluluk olduğunu irdeleyeceğim.
Ölçmek gündelik hayatımızda sıradan bir eylem gibi görülmektedir; boyumuzu ölçeriz, odalarımızın sıcaklığını ölçeriz, kan şekerimizi veya tansiyonumuzu ölçeriz. Ölçüm her ne kadar sıradan bir eylem gibi görülse de karmaşık bir felsefi işlemdir. Bir özellik başka bir özellik ile eşleştirilir.
Ölçüm yapılırken referans alırız, örneğin sıcaklık için cıvanın genleşmesi referanstır, elektrik akımı ölçerken bir direnç üzerinden geçen yük miktarı sayılır. Ölçüm doğadaki bir özelliği başka bir düzenli olaya bağlayarak sayısallaştırma süreci olarak tanımlanabilir. Fakat bu bağ doğrudan değildir ve bilindiği üzere her araç sınırlıdır.
Ölçüm modern bilimin kuruluşunun kalbinde yer almaktadır. Galileo’nun da dediği gibi “Ölçmek bilmektir, ölçülebileni ölçün, ölçülemeyeni ölçülebilir hale getirin.” sözü bilimsel düşüncenin özünü yansıtmaktadır. Bu çağrı bir dönüşümün simgesidir “Niteliksel dünyadan niceliksel dünyaya geçiş.” Bu nicelleştirme doğayı basitleştirmek anlamına gelmektedir, yani ölçmek için karmaşıklığı azaltmak elzemdir.
Bu karmaşıklık durumuna sağlık verileri örnek olarak verilebilir. Bir insanın “sağlığı”nı ölçmek istediğinizde elinizde tek bir sayı yoktur. Tansiyon, kan şekeri, kolesterol seviyesi, kalp ritmi, idrar içeriği vs. gibi parametreler önünüze gelir ve siz yüzlerce parametre içinden bir seçim yaparsınız. Yani her ölçüm her zaman bir “seçim” içermektedir. İşte bu seçim epistemolojiktir.
“Ne ölçüyoruz? ve Hangi ölçümü dışarda bırakmalıyız?” soruları her zaman aklımızı kurcalar.
Diğer bir konu ise “ölçüm hatası”dır. Ölçüm hatası denildiğinde aklımıza hemen yanlışlık gelir fakat hatalar ölçüm sürecinin doğal bir parçasıdır. Bir cetvel yardımı ile uzunluk ölçeceğimizi düşünelim; gözümüzün konumu, cetvelin kalınlığı, başlangıç noktası ile hizası gibi birçok etken sonucu belirler. Hatta daha da derinlemesine bakarsak cetvel materyalinin sıcaklık değişimi ile oluşabilecek genleşmeler dahi hassas sonuçları etkileyebilmektedir. Aynı durum dijital ölçüm cihazlarında da geçerlidir; sensör hassasiyeti, kalibrasyon kalitesi ve çevresel koşullar ölçümle birlikte bir sonuçlarımıza belirsizlik taşırlar. Hatalar mevzubahis iken bahsedilecek diğer bir konu ise ölçüm hatalarını ayırabileceğimiz iki temel grubun varlığıdır. Bunlar rastgele hata ve sistematik hata olarak ayrılmışlardır. Rastgele hata ölçümden ölçüme değişiklik gösteren, öngöremediğimiz hatalardır. Çoklu ölçüm alınarak ve ortalamalar kullanarak azalırlar. Bir deney 100 kez tekrarlandığında sonuç merkezi değere yaklaşma eğilimi gösterir. Sistematik hata ise daha tehlikelidir, sistematik bir şekilde tekrarlayan sonuç sapmaları oluşur. Yanlış kalibre edilmiş bir termometre eğer her zaman 2 santigrat derece fazla ölçüm yapmamıza sebep oluyorsa tekrar sayısını arttırsak bile hatamız düzelmez, aksine büyüme eğilimi gösterir. Sistematik hataların fark edilmesi ölçüm araçlarının kontrolünün yapılması gerektirmekte ve en önemlisi veri toplarken sürekli sorgulama yapmamızı gerektirmektedir.
Bir ölçüm sonucu bilimde tek bir sayı ile ifade edilmemektedir. Sonuçlar bir belirsizlik aralığı ile sunulurlar.
Örneğin:
6.21 ± 0.07 cm, bu ifade ilgili ölçümün 6.21 cm olduğu kadar, 6.14 ile 6.28 cm aralığında olabileceğini belirtir.
Ölçüm sadece sonuç değildir, bir sınır çizer. Bilim de böyledir kesin değildir fakat sınırlarını bilir.
Dr. Ömer Can ÜNÜVAR