[장하석의 과학, 철학을 만나다]

ESB 특별기획 ‘장하석의 과학, 철학을 만다나’
(http://home.ebs.co.kr/sciencephilosophy/etc/1/htmlMenu)

Youtube EBS 채널을 통해 1강~8강 방송분은 다시 볼 수 있음

“장하석의 과학, 철학을 만나다”에 각 장 끝에 있는 요약 부분을 옮겨 본다.

PART 1 과학지식의 본질을 찾아서

1장 과학이란 무엇인가

• 기술적 응용만 고려하면 과학의 문화적 가치를 이해할 수 없다.
• 포퍼의 '반증주의'에 의하면 자신이 선호하는 이론도 거침없이 시험하며 관측과 어긋날 경우 단호히 폐기하는 것이 과학적 태도이다.
• 과학의 정수인 비판적 정신은 진보적 사회의 기반이기도 하다.
• 쿤은 과학의 본질을 기본 패러다임이 정해준 틀 안에서 퍼즐을 푸는 식의 연구를 하는 것이라 보았다. 그러한 활동을 '정상과학'이라 했다.

2장 지식의 한계

• 인간의 경험이란 본질적으로 객관성이 결여되어 있다.
• '관측의 이론적재성'은 경험주의 인식론에 큰 문제를 제기한다. 지각 자체가 이론의 영향을 받기도 하고, 똑같이 감지한 내용도 이론적 배경에 따라 달리 해석된다.
• 관측을 믿을 수 있다고 하더라도, '귀납의 문제'는 관측에서 이론을 끌어내는 과정을 안전하지 못하게 한다.

3장 자연의 수량화

• 현대과학은 개념의 수량화에 의존하고, 그러므로 측정이 중요하다.
• 측정을 하려면 기준이 있어야 하는데, 기준이 없는 상태에서 기준을 확립하기란 쉽지 않다.
• 온도, 길이, 질량, 시간 등의 기본 물리량의 측정에도 그러한 어려움이 있고, 타 분야에서 이루고자 하는 측정도 마찬가지다.
• 기준의 창조와 개선은 '인식과정의 반복'을 통해 가능하다.

4장 과학혁명

• 쿤의 과학형명 이론에 의하면 '정상과학'적 연구는 패러다임에 잘 맞지 않는 변칙사례들을 낳고 '위기'를 맞는다.
• 아주 새로운 방법으로 그 위치를 훌륭하게 벗어나는 길이 제시되면 그 방향으로 새로운 패러다임이 형성되어 기존 패러다임과 경쟁한다.
• 경쟁관계의 패러다임 사이에는 '비정합성'이 있으므로 어느 쪽이 옳다고 간단히 판단할 수 없다. 패러다임이 바뀌면 판단기준, 개념의 의미, 관측된 현상이 모두 바뀌기 때문이다.
• 비정합성에도 불구하고 과학은 혁명을 통해 전반적 문제해결 능력을 늘려가며 진보한다고 쿤은 주장했다.

5장 과학적 진리

• 실재론에 따르면 과학의 목표는 진리를 추구하는 것이며, 많은 실재론자들은 현대과학이 어느 정도는 그 목표를 성취하고 있다고 믿는다.
• 반실재론에 따르면 과학의 임무는 경험적으로 검증할 수 있는 지식만 추구하는 것이고, 관측 불가능한 것에 관한 이론은 영원한 가설이거나 편리한 사고의 도구일 뿐이다.
• 실재론자들은 현대과학의 성공이 과학이론이 진리를 표현하고 있다는 증거라고 주장한다. 그러나 그들이 말하는 과학의 성공은 과장되어 있으며, 성공적인 이론도 나중에는 폐기되는 역사를 보면 성공과 진리 간에 단순한 관계는 없다고 보는 것이 좋다.
• 필자가 실재론 대신 제안하는 '실재주의'는, 가능한 모든 방법을 동원하여 실재에 대한 것을 최대한 배워야 한다는 입장이다. 과학연구는 막연한 진리의 추구라기보다 구체적으로 배울 수 있는 진상을 밝히는 작업이다.

6장 과학의 진보

• 과학의 진보를 이야기할 때 흔히들 굳건한 토대 위에 지식을 쌓아간다는 '토대주의'의 입장을 취한다. 그러나 그런 토대 노릇을 할 수 있는 절대적으로 확실한 기본지식이란 과학에서 찾아볼 수 없다.
• 거기 반하여 '정합주의'에 의하면 인간의 지식체계가 유지되고 발전하는 것은 지식이 확실한 토대 위에 쌓이기 때문이 아니라, 우리가 지식으로 여기는 모든 것들이 서로 잘 맞아떨어지기 때문이다.
• 노이랏에 은유에 의하면, 지식은 물이 약간 새지만 떠다니는 배와 같다. 과학자들은 그 배를 타고 가면서 조금씩 고쳐서 더 짜임새 있고 물이 새지 않게 할 수 밖에 없다.
• 필자의 입장은 '진보적 정합주의'로 요약할 수 있다. 과학은 확실하지 않은 토대를 기반으로 시작하여 연구를 통해 점진적으로 지식의 체계를 더 크게 늘려가고 더 정합성 있게 재구성할 수 있다.

PART 2 과학철학에 실천적 감각 더하기

7장 산소와 플로지스톤

• 18세기 후반에 라봐지에가 플로지스톤 개념을 기반으로 한 화학체계를 배격하고 산소 개념을 중심으로 자신의 화학체계를 확립한 사건을 '화학혁명'이라 한다.
• 일반적 통념과는 달리 폴로지스톤 이론도 나름대로 훌륭했고 설득력이 있었으며, 산소 자체를 포함한 많은 새로운 발견을 촉진했다. 특히 금속의 화학반응을 잘 설명해 주었다.
• 라봐지에 이론에도 중요한 약점과 오류가 있었다. 그의 연소이론은 '칼로릭' 개념을 기반으로 했으며, 그가 지어낸 '산소'라는 신조어는 산소가 산의 기본이라는 잘못된 이론의 표현이었다.
• 필자가 판단하건데, 미결정 상태로 간주되었어야 할 상황에서 라봐지에 학파가 벌인 캠페인의 성공으로 화학혁명이 이루어졌다. 플로지스톤 패러다임도 함께 존속했더라면 화학은 더 성공적으로 발전했을 것이다.
• 과학사에서 대부분의 승패는 잘 들여다보면 간단하지 않고, 그 역사를 승자의 입장에서만 보면 재미도 없고 이득도 없다.

8장 물은 H2O인가?

• 물분자가 H2O라는 것은 다들 아는 과학적 상식이다. 그러나 이런 상식들을 비판적으로 재조명해볼 필요가 있다.
• '화학전 원자론의 아버지'라 불리는 돌튼은 물분자가 HO라고 생각했다. 직접 관측되지 않은 내용이기 때문에, 의식적으로 가장 간단한 가설을 채택한 것이다. 아보가드로는 확실한 근거 없이 H2O라는 분자식을 제안했고, 그의 이론은 일반적으로 채택되지 못했다.
• 유기화학에서 성공적이었던 분자모델들은 '원자가'의 개념을 낳았으며, 그에 따라 H2O등 여러 가지 분자식이 대부분 정립되었다. 1850년대에 와서야 이루어지기 시작한 일이다.
• 이러한 상식적 과학지식을 확립하는 과정이 얼마나 복잡하고 힘겨웠던가를 알면 과학탐구의 본질을 배우는 데 도움이 된다.

9장 물은 항상 100도에서 끓는가?

• 물이 H2O라는 것과 마찬가지로, 물이 (1기압하에서) 항상 100도에서 끓는다는 것도 다들 아는 과학상식이다. 이 역시 비판적 사고를 적용해볼 수 있는 좋은 예가 된다.
• 18, 19세기 자료를 보면 물의 비등점이 명확하게 정해지지 않았다는 실험보고가 자주 나온다. 물을 끓이면서 잘 관찰해보면 쉽게 확인할 수 있다.
• 물을 넣고 끓이는 그릇의 재질, 열 공급원의 온도, 그리고 물에 녹아 있는 기체의 양 등 여러 가지 요인에 따라 끓는 형태와 온도가 크게 달라진다는 보고도 쉽게 재현된다. 끓을 때 이루어져야 하는 거품 형성은 복잡한 과정이다.
• 옛날 과학자들이 널리 가지고 있던 이러한 지식을 현재는 소수의 전문가만 알고 있다. 물을 끓이는 것과 같은 일상적인 현상에 대해 일반인들과 보통 과학자들이 제대로 알지 못해야 할 타당한 이유는 없다.
• '물은 항상 100도에서 끓는다'고 암송하는 것은 의미 있는 과학지식이라 할 수 없고, 과학의 탐구의 본질을 이해하는 행동은 더더욱 아니다. 주입식 교육의 허젓이 잘 드러나는 사례이다.

10장 집에서 하는 전기화학

• 우리가 일상생활에서 매일같이 사용하는 전지에서 어떻게 전기가 나오는가를 제대로 이해하는 사람은 드물다.
• 볼타의 전지 발명 소식이 1800년도에 알려지면서 즉시 각국의 과학자들과 대중들은 너도나도 전지를 만들어 실험을 하기 시작했다. 우리가 다시 재현해보기도 쉽다.
• 만들기는 쉬웠지만 전지의 작동원리를 이론적으로 설명하기는 쉽지 않았고, 몇 십  년간의 논쟁 끝에도 과학자들이 확실히 동의하는 결론에는 이르지 못했다.
• 볼타의 전지나 그와 관련된 여러 가지 기본적 전기화학 현상을 현대적 이론으로 설명하려 해보아도 재미있는 의문점들이 많아 보이며, 더 연구해볼 가치가 있다.
• 이런 식으로 역사적, 철학적 접근을 통해 과학지식을 보충하는 연구를 필자는 '상보적 과학'이라 지칭한다. 현재 과학 전문가들이 고려하지 않고 있는 과학적 문제들을 탐구한다는 뜻이다.

PART 3 과학지식의 풍성한 창조

11장 과학지식의 창조: 탐구와 교육

• 창의적 사고가 어떻게 이루어지는가를 이해하려면 과학철학은 지식의 정당화뿐 아니라 지식의 발견 과정에 다시 주의를 기울여야 한다.
• 지식 습득에 있어 가장 중요한 관측, 언어 사용, 규칙 따르기 등의 과정에는 모두 솜씨가 필요하고, 그 솜씨를 습득하는 법은 말로 완전히 설명할 수 없다.
• 과학적인 개념과 표현에도 은유가 많이 들어가고, 특히 전혀 새로운 현상에 부딪힐 때는 아는 상황에서 쓰던 개념을 기반으로 하여 은유적 표현과 모델을 쓰면서 시작할 수밖에 없다.
• 창의성은 절박한 문제에 부딪힐 때 자연스레 발휘된다. 그러한 상황에서 남다른 생각을 할 수 있는 능력은 색다른 삶을 살고 있어야 갖추어진다.

12장 다원주의적 과학

• 과학에서 다원주의란 가능한 한 여러 가지의 '실천체계'를 한 분야 내에서도 발달시키고 유지하는 것이 좋다는 입장입니다.
• 모든 분야의 지식을 하나로 통일하려는 꿈을 지녀온 과학자, 철학자 들이 많다. 특히 기초물리학을 기반으로 환원적 통일을 이룬다는 생각은 아직 사라지지 않고 있으나 실행과는 거리가 먼 꿈이며, 한상 언급되는 성공사례들도 사실은 그리 단순하지 않다.
• 다원주의가 낳은 '관용의 이득'은 여러 실천체계를 유지함으로써 각각의 체계가 가져다주는 특이한 성과를 다 수확할 수 있음을 말한다. '상호작용의 이득'은 다른 체계들이 서로 교류하면서 얻어지는 성과를 기반으로 한다. 진정한 다원주의는 관용뿐 아니라 상호작용을 촉진한다.
• 다원주의는 무궁무진한 자연 앞에 서는 한정적인 인간의 겸허함을 기반으로 하며, 그 겸허함은 성숙한 과학이 보여주는 태도이다.
• 다원주의는 사회 전반에서 이루어져야 하며, 과학에서도 이루면 요긴하다. 다들 생각하지 않는 질문을 던지는 철학의 기능은 다원주의를 이룩하는 데 중요하다.