과학이란 무엇인가?

과학이란 무엇인가?

과학이란 확인 또는 반박할 수 있는 검증 가능한 지식 체계를 구성하는 것을 목적으로, 관찰되거나 추론된 과거나 현재의 현상을 서술하고 해석하는 인지적이고 행동적인 방법의 집합. 증거에 뿌리를 내리고, 끈질긴 의문을 제기하여 바른길을 걸으며, 자기비판과 엄정한 연구방법이라는 틀 속에서 진리를 향해 움직이는 방법론이자 철학임.

과학의 패러다임; 확인 또는 반박할 수 있는 검증 가능한 지식 체계를 구성하는 것을 목적으로 관찰되거나 추론된 과거나 현재의 현상을 서술하고 해석하는, 대부분의 과학 사회 구성원들이 공유하는 체계들.

과학 발전 ; 시간이 지남에 따라 지식 체계가 누적적으로 성장하는 것으로, 쓸모 없는 것들은 버려지고 좋은 것들만 쌓이며, 이런 취사 선택은 검증 가능한 지식에 대한 거부 또는 확인을 바탕으로 한다.

새로운 이론을 만든다는 것은 헛간을 부수고 그 자리에 마천루를 세우는 것이 아니다. 그것보다는 산을 오르는 것과 같아서 올라갈수록 더 새롭고 넓은 전망에 도달하며, 출발점에서는 보이지 않던 새로운 연관성과 드넓은 배경을 보게 된다. 물론 우리가 출발했던 지점은 여전히 그대로 있다. 하지만 그 지점은 아주 작아져서 천신만고 끝에 높이 올라왔을 때 펼쳐지는 드넓은 전망 속에서 작은 일부를 이룰 뿐이다.
-- 아인슈타인

과학의 영향; 1. 과학적 사고 방식  ~ 비판적, 합리성, 창의성
                   2. 삶을 바라보는 새로운 관점 제시, 새로운 의미
                   3. 현실적 의미 ; 풍요로운 삶
                   4. 문화의 근간

 과학은 주제에 의해 정의되지 않는다. 우주의 어떠한 측면도 과학 분야의 발달에서 정당한 목표물이 될 수 있다. 여기에는 인간행동의 모든 측면들도 포함된다.

 

과학은 특정한 실험도구의 사용에 의해서도 정의되지 않는다. 시험관, 컴퓨터, 전자장치, 또는 연구자의 하얀 실험복이 과학을 정의하는 것은 아니다. 이것들은 과학의 부속물들이기는 하지만 속성은 아니다. 오히려 과학이란 우주의 작동을 심도있게 이해하도록 이끌어 가는 사고방식과 관찰방식을 일컫는 것이다.

 

과학은 다음의 세 가지 중요하고도 상호 관련된 특성(1.체계적 경험주의의 사용. 2.공개적 지식의 생산. 3.해결가능한 문제의 고찰.)들의 응집력 있는 보편구조를 형성하도록 연계되어 있다.

 

1. 체계적 경험주의

 순수하고 단순한 경험주의로는 충분하지가 않다. 경험이 체계적으로 종합되어야 한다. 관찰은 좋은 것이고 필요한 것이다. 그러나 아무 생각 없이 비구조화된 자연계의 관찰은 과학적 지식으로 연결되지 못한다.

일반적으로 과학적 관찰은 이론주도적(theory-driven)이다. 세상의 본질에 대한 각기 다른 설명들을 검증한다. 구조화되었기 때문에 관찰 결과에 근거하여 어떤 이론은 지지받고 다른 이론은 부정된다.

 

2. 공개적으로 검증 가능한 지식; 반복 가능성과 동료연구자 개관

과학적 지식은 공개적이다. 공개적이란 의미는 과학적 지식이 특정한 개인의 마음속에만 존재하는 것이 아니라는 것이다. 중요한 의미에서 과학적 지식은 비판과 경험적 검증을 위해 공개적으로 과학자 집단에 제출되어야만 비로소 존재하는 것이다.

과학은 공개적 검증가능성이라는 생각을 반복가능성(replication)의 절차를 통해 구체화시킨다.

 

3. 경험적으로 해결 가능한 문제; 검증 가능한 이론의 탐색

과학은 해결할 수 있는 또는 상술할 수 있는 문제를 다룬다.  현재 가용한 경험적 기법으로는 해결할 수 없는 문제는 다루지 않는다.

과학은 세상에서 일어나는 특정 현상들을 설명하기 위해 이론들을 제안하고, 그러한 이론으로부터 예언을 도출하고, 그 예언을 경험적으로 검증하며, 검증결과에 근거하여 이론을 수정해 감으로써 진보한다.

(이론=>예언=>검증=>수정이 전형적인 순서다.)

따라서 과학자들이 해결가능한 문제(solvable problem)라는 용어를 사용할 때 의미하는 것은 검증가능한 이론이란 뜻이다. 검증가능성의 기준은 흔히 반증가능성 기준(falsifiability criterion)이라 표현되며 그 중요성은 칼 포퍼에 의해 아주 강력하게 표현되었다. 포퍼는 과학철학자로서, 그의 저술들은 과학자들에 의해 광범위하게 읽히고 있다.

 

# 이론과 반증 가능성 기준

과학 이론은 항상 그 이론으로부터 유도된 예언이 틀린 것으로 판명될 수 있는 방식으로 진술되어야만 한다. 따라서 특정한 이론과 관련된 새로운 증거를 평가하는 방법은 언제나 데이터가 그 이론을 반증할 가능성을 포함하고 있어야 한다.

 

반증가능성 기준은 어떤 한 이론이 유용한 것이 되기 위해서는 그 이론으로부터 도출된 예언이 충분히 상세화되어야만 한다고 규정한다. 이론은 대단히 불리한 입장에서 출발할 수밖에 없다.

 

다시 말해서 어떤 사건이 일어나야만 한다고 진술하고 그럼으로서 또 다른 특정한 사건들은 일어나지 않을 것이라는 사실이 함축되어야 하는 것이다. 만일 후자의 사건이 일어난다면, 그 이론은 무엇인가 잘못되었다는 확실한 단서를 갖게 된다. 그 이론은 수정될 필요가 있거나, 아니면 전적으로 새로운 이론을 찾아야 할 수도 있다. 어떠한 방식을 취하든 진리에 더 가까워진 이론을 갖게 되는 것이다. 반면에 만일 이론이 어떤 것이든 가능한 관찰을 배제한다면, 그 이론은 결코 변화될 수 없으며, 진보의 가능성은 전혀 없이 현재의 사고방식에 고착되고 만다. 따라서 성공적인 이론이란 일어날 가능성이 있는 모든 것을 설명할 수 있는 이론이 아니다. 왜냐하면 그렇게 함으로써 이론은 스스로 예언력을 상실하게 되기 때문이다.

 

과학에서의 이론이란 일련의 데이터를 설명하고 미래의 실험결과를 예언하는 데 사용되는 상호관련된 개념들의 집합이다. 가설(Hypothesis)은 보다 보편적이고 종합적인 이론에서 도출된 예언이다.

과학적 논의가 이루어지는 이론은 어느 정도 확증되어온 이론이며 가용한 데이터와 상충되는 예언을 많이 내놓지 않는 이론이다.

 

# 연계성 원리와 수렴적 증거

과학적 진보를 기술하는 데는 두 가지의 원리가 있다. 연계성의 원리와 수렴적 증거의 원리다.

과학적 진보는 점진적이며 일반적으로 과학적 진보에서 위대한 도약이나 결정적 실험 모델의 타당성을 부정한다고 해서 그러한 결정적 실험이나 이론적 진보가 결코 일어나지 않는다는 것은 아니다. 그와는 반대로 과학의 역사에서 몇몇 유명한 예들은 그러한 출현을 보여주고 있다. 아인슈타인이 제기한 상대성이론의 발달이야말로 지금까지 가장 잘 알려진 사례다.

 

연계성 원리란, 새로운 이론이란 이전에 확립된 경험적 사실들이나 이론과 접합되어야만 한다. 새 이론이 진보로 간주되기 위해서는 새로운 사실 뿐만 아니라 예전의 사실들로 설명할 수 있어야 한다. 아인슈타인의 개념화가 우수한 이유는 기존의 뉴턴 역학을 설명할 수 있을 뿐 아니라 뉴턴 역학이 다룰 수 없는 광범위하고 다양하며 새로우면서도 때로는 기이한 현상들도 설명할 수 있기 때문이다. 즉 연계성 원리를 고수하기 때문이다.

 

통합된 이론이 없다고 해서 과학적이 아니라는 말은 아니다. 생물학이나 심리학의 경우처럼 단일의 통합된 주제를 결여한 지식의 점증적인 모자이크를 특징으로 가질 수도 있다. 이런 경우 증거평가의 원리가 중요하다. 이런 생각을 때때로 수렴적 증거(수렴조작)의 원리(principle of converging evidence or converging operation)라고 한다.

 

각 실험이 어느 정도 상이한 방식으로 단점을 가지고 있거나 아니면 각기 다른 장단점을 가지고 있는 연구기법들을 가지고 광범위한 실험들로부터의 증거가 동일한 방향을 지향한다면 그 증거는 수렴한 것이다. 어느 실험도 완벽하게 설계되지는 못하였더라도 상당히 강력한 결론이 정당화된다. 따라서 수렴적 증거의 원리는 조금씩 차이가 나는 수많은 실험을 통해 얻어지는 데이터에 근거하여 결론을 도출할 것을 촉구한다.