[理知논술/고교 교과 논술]과학논술<6>과학의 발전

■입자설이 파동설로 대체된 과학혁명을 설명해보자

논술과 연관되는 과학철학적 주제는 크게 두 가지로 분류된다. 첫째는 ‘과학 일반’과 관련된 주제로서 귀납·영역 등 과학 방법론상의 문제들, 이론의 성격과 이론-관찰 간 관계, 거시이론과 미시이론 간의 환원문제 등이 이에 속한다. 둘째는 개별 과학이론에 관한 철학적 문제들을 다루는 것으로서 이중성(상보성), 불확정성, 상대성, 인과율, 엔트로피, 유전자, 진화 등이 대표적으로 다뤄지는 주제이다. 이 가운데 ‘과학 일반’과 관련된 주요 주제들을 살펴본다.

[귀납과 연역]

귀납이란 단칭명제로부터 전칭명제를 이끌어 내는 방법이다. 즉 개별적인 사례들을 종합하여 일반화시키는 것이다. 예를 들어 여러 마리의 까마귀를 관찰한 이후 ‘모든 까마귀는 까맣다’는 결론을 이끌어 내는 것이 전형적인 귀납 추론이다. 반면 연역이란 주어진 전제로부터 논리적으로 타당한 명제를 이끌어 내는 방법이다. 예를 들어 ‘모든 사람은 죽는다’와 ‘소크라테스는 사람이다’를 이용하여 ‘소크라테스는 죽는다’는 결론을 이끌어 내는 것이 전형적인 연역 추론이다.

<예제>귀납 추론과 연역 추론의 한계를 각기 서술하시오.

[가설연역법]

가설연역법(hypothetico-deductivism)이란 교과서에 소개되어 있는 표준적인 과학 탐구 방법으로서, 일부 참고서에서는 이를 그냥 ‘연역법’이라는 이름으로 소개하고 있기도 하다. 가설연역법에 따르면 가설을 수립하는 과정에서는 관찰을 통해 얻어진 추측이나 때로는 대담한 창의적 발상이 중요한 역할을 하며, 수립된 가설로부터 예측이나 설명을 얻어 내는 과정은 ‘연역’에 의한다. 가설로부터 연역적으로 도출된 예측이나 설명은 실험과 관찰에 의해 검증되는데, 검증과정을 통과하면 가설이 맞는 것으로 인정되며 그렇지 않으면 틀린 것으로 판정된다.

<예제>과학의 발전과정에 창의성은 왜 중요하며 어떠한 역할을 하는가?

[이론과 관찰]

관찰을 통해 이론(또는 가설)의 진위를 ‘검증’하려면, 관찰이 이론과 독립적인 지위를 가질 수 있어야 하며, 관찰을 통해 경쟁하는 여러 이론 가운데 특정한 이론을 (더 나은 것으로) 선별할 수 있어야 한다. 그런데 핸슨(Hanson)에 따르면 중립적인 관찰은 존재하지 않으며, 관찰에 대한 해석은 항상 이론에 의해 수행된다. 이를 ‘관찰의 이론의존성(theory-ladenness of observation)’이라고 한다.

또한 뒤엥(Duhem)과 콰인(Quine)에 따르면 관찰은 경쟁하는 여러 이론(또는 가설)의 우열을 가리는 기준이 될 수 없다. 하나의 관찰이 하나의 이론만을 지지한다고 볼 수 없기 때문이다. 이를 ‘관찰에 의한 이론의 미결정성(underdetermination of theory by observation)’이라고 한다.

[패러다임과 과학혁명]

쿤(Thomas S. Kuhn)에 따르면 패러다임(paradigm)이란 한 시대를 지배하는 과학적 이론 방법 협약 가치관 등이 결합된 것이다. 이론은 패러다임의 주요 구성요소로서, 개념이나 방법들이 그저 모여 있는 집합이 아니라 이들이 서로 유기적인 연관을 맺고 있는 구조적 전체(structural whole)이며, 얼핏 비슷해 보이는 용어나 방법도 그것이 처해 있는 이론(또는 패러다임)적 맥락에 따라 전혀 그 의미가 달라질 수 있다. 과학자사회는 패러다임을 공유하고 패러다임 안에서 나타나는 갖가지 문제점을 해결해 가는데 이를 정상과학(normal science)이라고 한다. 그러다가 기존 패러다임으로 해결할 수 없는 이상 사례들이 발생하고 기존 패러다임에 도전하는 새로운 패러다임이 등장하여 패러다임이 교체되는 경우가 있는데, 이를 과학혁명(scientific revolution)이라고 한다. 패러다임의 교체는 과학자사회의 협약에 의한 것이며 과학자들은 복수의 패러다임이 경쟁할 때 흔히 더 넓은 설명력을 가진다고 기대되는 패러다임을 택하는 경향이 있다.

<예제>뉴턴은 빛을 입자의 운동으로 간주하여 직진, 반사, 굴절 등을 설명하였다. 그러나 간섭, 회절과 같은 현상이 발견됨에 따라 19세기 전반에 걸쳐 입자설은 파동설로 대체되었다. 입자설이 파동설로 대체된 이유는 무엇인가?

☞ 답안은 이지논술 사이트에