과학철학
[ Philosophy of Science ]
| 외국어 표기 | Wissenschaft Philosophie(독일어), Philosophie de la Science(프랑스어), 科學哲學(한자) |
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1. 개념 및 정의
밀레토스의 탈레스(Thales of Miletus, BC. 624~546)
과학철학(科學哲學, philosophy of science)은 과학을 대상으로 하는 철학으로, 근원은 철학과 과학이 동시에 발생했다고 하는 그리스 철학자 밀레토스의 탈레스(Thales of Miletus)에서부터 시작한다. 즉 과학의 방법, 개념, 그리고 전제와 지적활동 분야를 철학의 대상으로 삼는 철학이 과학철학인 것이다.
과학철학의 설명에 앞서 우선 과학과 철학의 관계를 살펴보면, 과학은 상식과 연계해서 생각해볼 때 비실제적이며, 몰이해적인 이론적 태도를 지닌다. 여기서 비실제적이라는 의미는 과학의 산물은 실제적이지만 과학 자체는 비실제적인 요소가 많다는 것이다. 또한 언제 어디서나 보편타당한 지식으로, 서양에서나 동양에서나 상용될 수 있는 지식이며 고대에나 현대에나 통용될 수 있는 지식이다. 또한 과학은 조직적이고 방법적인 고도의 지식이다.
철학과 과학을 대비해 생각해볼 때 몇 가지 점에서 고려의 대상이 된다.
첫째, 과학이 부분적이고 분과적이라면 철학은 전체적이다. 철학은 세계를 통일적 포괄적으로 설명하려 한다.
둘째, 과학이 객관적 대상을 중심으로 객관적 진리의 탐구라면 철학은 객관적인 것은 물론 주관적 지식까지도 탐구의 대상으로 삼는다. 갈릴레오 갈릴레이(Galileo Galilei)와 부르노(Bruno)의 삶과 죽음이 좋은 실례가 될 것이다. “지구는 돈다.”는 지동설을 주장해 이단으로 몰린 갈릴레오는 재판에 회부되었고 사형에 처해지게 되었다. 갈릴레오는 그 말을 번복하면 살려주겠다는 재판관의 제의를 받아들여 사형을 면하고 법정을 나오면서 “그래도 지구는 도는데.”라고 중얼거렸다고 한다. 니콜라우스 코페르니쿠스(Nicolaus Copernicus)의 지동설에 찬성하고 주장했던 조르다노 부르노(Giordano Bruno)는 7년간의 옥고 끝에 화형을 당했다. 갈릴레오처럼 번복하지 않고 자기의 신념, 자기의 확신, 자기의 주장을 관철하다 순교한 것이다. 그렇다면 여기서 ‘갈릴레오는 변절자이고 부르노는 순교자라고 단정 지을 수 있는가?’라는 물음을 통해 철학과 과학의 차이를 엿볼 수 있다. 갈릴레오가 중요시했던 것은 객관적 지식이요, 객관적 사실이며 브루노가 중요시했던 것은 지구가 도는가 돌지 않는가의 문제가 아니라 지구가 돈다는 자기의 확신, 자기의 주장이 중심 문제였던 것이다.
셋째, 과학은 가설적이며 전제를 필요로 하나 철학은 전제가 필연적인 것은 아니며 ‘물질, 생명, 인과성, 법칙성은 무엇인가?’ 등의 근본 전제까지도 탐구한다. 과학자는 경험적 사실을 적시하고 그 범위 내에서 인과관계를 합리적으로 설명하는 것으로 만족한다. 뿐만 아니라 철학과 과학은 그 목표달성에 있어서도 차이가 난다. 과학은 자연현상, 인문사회현상의 정확한 모습 및 관계를 밝히지만 가치와 당위의 문제는 해결할 수 없다. 철학은 초월적 세계를 인식하는 것이며 과학의 토대를 비판적으로 받아들이고 과학의 의미를 파악하는 것이다.
그러나 이와 같이 많은 차이점을 가진 철학과 과학이더라도 다 같이 진리의 발견을 목표로 삼는다는 점에 있어서는 공통된 기반 위에 있음을 알 수 있다.
조르다노 부르노(Giordano Bruno, 1548~1600)
갈릴레오 갈릴레이(Galileo Galilei, 1564~1642)
니콜라우스 코페르니쿠스(Nicolaus Copernicus, 1473~1543)
2. 역사와 발전단계
1) 자연과학철학
자연을 대상으로 하는 과학철학을 자연철학이라고 한다. 탈레스의 사상은 그의 ‘물이 제일이다’라는 금언에서 이 세계의 아르케(arcade), 원질, 본질은 물이라는 의미가 나올 수 있는 것이다. 왜 탈레스는 아르케를 물로 보았을까? 이에 관해 후세의 철학자들은 만물의 영양물과 종자는 습기를 지니고 있으며, 물이 지니고 있는 가변성과 풍요성 때문이라고 말한다.
아낙시만드로스(Anaximandros)는 만물의 근원을 무한자(無限者, to apeiron), 즉 만물이 하나의 근원적인 실체로부터 비롯된다고 주장하였다. 그것은 무한하고 영원하며 시간을 초월해 모든 세계를 안에 포괄하고 있다. 이 무한자는 양적으로도 무한하고 질적으로도 무한하다는 것이다. 또한 이 무한자는 영원히 생성하고 영원히 운동하는데, 이 운동에서 따스한 것과 차가운 것, 메마른 것과 습한 것이 대립을 이루고 이 대립 속에서 현상세계가 나타난다는 것이다.
아낙시메네스(Anaximenes)에 있어서 만물의 근원은 공기다. 영혼도 공기이며 불은 희박해진 공기이며 공기가 짙어지면 물이 되고, 더욱 짙어지면 흙이 되고, 더욱 짙어지면 돌이 된다는 것이다. 이 학설의 장점은 모든 물질 사이의 질적인 차이를 양적인 차이로 만드는 데 있다. 이 모든 차이가 농도에 따라서 생기는 것이다.
피타고라스(Pythagoras)는 아르케의 의미를 수(數, arithmos)로 보았다. 인식되어지는 모든 것은 수를 지녔으며, 수 없이 우리는 아무것도 직관할 수 없고 인식할 수도 없다. 모든 변화와 생성은 수에 의해서 이루어지며 수는 영원히 불변하는 존재임과 아울러 생성 변화의 법칙이다.
헤라클레이토스(Herakleitos)는 근원이 되는 물질을 영원히 타는 불이라고 생각했다. 만물은 불꽃처럼 다른 무엇의 죽음으로 생겨난다는 것이다. 이 세계는 모든 것에 대하여 균등하며, 과거와 현재와 미래에 걸쳐 법칙에 따라 불타고, 법칙에 따라 사라지는 영원히 살아 있는 불이다. 영원히 타는 불은 교환이 행해지는데, 불에서 공기, 공기에서 물, 물에서 흙으로 내려가는 하향도(下向道)가 있고, 흙에서 물, 물에서 공기, 공기에서 불로 올라가는 상향도(上向道)가 있다. 이러한 교환으로 생명, 죽음, 잠의 변화가 있다는 것이다.
엠페도클레스(Empedokles)는 우주론에서 불생불멸하는 근원(arch)으로서 흙, 물, 불, 공기의 4원소를 제시했다. 이 4원소는 질적 차이를 지니고 있는데 불은 따스하고 빛나며, 공기는 유동적이고 투명하며, 물은 어둡고 싸늘하고, 흙은 무겁고 단단하다. 이러한 4원소 결합의 원인은 사랑(philotes)이며 분리의 원인은 미움(neikos, strife)이다.
아낙사고라스(Anaxagoras)는 이 세계는 무수한 원소로 되어 있으며 이 원소를 씨(spermata)라 했다. 그리고 이 세계의 모든 변화와 현상이란 이 ‘씨’의 결합과 분리에 의해서 이루어진다. 이 결합과 분리의 운동 원인이 바로 정신(精神, nous)이고 정신은 생명 있는 모든 사물을 지배하며, 모든 운동의 근원이 된다. 정신을 생명이 있는 사물의 요소라고 간주한 점에서 그는 선철들과 견해를 달리했다.
이 세계에는 무수한 원자(atoma)와 공허(kenon)가 있을 뿐이다. 아낙사고라스의 ‘씨’가 질적 차이를 지닌다면, 데모크리토스(Demokritos)의 원자는 양적 차이를 나타낸다. 원자의 양적 차이는 형태, 순서, 크기, 자세에서 기인한다. 이러한 차이 때문에 파괴되지 않고 언제나 운동해 왔으며 언제까지나 운동을 계속해 갈 것이다. 세계는 여럿이다. 어떤 세계는 현재 커가고 있고 어떤 세계는 현재 소멸되어 간다. 현상세계의 다양성도 이러한 원자의 양적 차이에서 발생하며 이 원자에 대립되는 것이 바로 공허이다. 이 원자와 공허가 진실된 존재인 것이다. 이 원자는 기하학적으로는 더 분할할 수 있으나 물리적으로는 더 분할되지 않는다.
피타고라스(Pythagoras, BC. 570~495)
엠페도클레스(Empedokles, BC. 490~430)
아낙사고라스(Anaxagoras, BC. 500~428)
2) 근세의 과학철학과 이론가
근대에 들어 과학의 권위에 순응하는 적극적인 특징이 나타났으며 과학의 권위는 현대의 모든 철학자들이 인정하게 되었는데, 그것은 과학이 지성적이요, 통치적이 아닌 데서 오는 것이다. 과학의 주장은 언제나 잠정적이며 개연성에 그 기초를 두고 변경될 수 있음을 인정하고 있다. 과학의 승리는 주로 그 실제의 이용 가치에서 비롯되는 것이다. 과학기술의 영향을 받은 철학은 힘의 철학이 되어 모든 비인간적인 것은 다 가공되어야 할 원료로서 간주했다. 오직 이성과 경험에만 기초를 둔 학문의 합리성과 경험성이 중시되었으며 사유의 비종교적 성격과 관련된 현세성 또한 중요시되었다.
중세에서 근세로 전환하는 데 도움이 된 발명이나 발견을 몇 가지 더듬어 볼 수 있다. 하나는 대양의 항해를 가능케 한 콤파스이고, 두 번째는 중세 기사를 쇠약하게 하고 전면적인 사회변혁을 유도한 화약이다. 세 번째는 양피지 대신 값싼 종이가 보급된 시기의 인쇄술이며, 네 번째는 콜럼버스의 신세계 발견, 바스코다가마의 인도항로 발견, 마갈하에스의 3대양 일주 등이다. 이러한 지리상의 발견은 세상을 변하게 하는 데 큰 도움을 주었다. 또한 코페르니쿠스, 케플러, 갈릴레오 등의 활약은 자연과학의 발달을 가져왔고 철학이 제목소리를 찾는 데 지대한 영향을 끼쳤다.
(1) 코페르니쿠스의 자전설
코페르니쿠스는 태양이 우주의 한가운데 있고 지구는 이중 운동을 하고 있다고 믿었다. 하나는 하루 한 번의 자전이고 나머지 하나는 태양을 중심으로 하여 1년에 한번 도는 공전이다. 코페르니쿠스의 학설 중 어려운 문제는 별의 시차에 관한 문제로, 지구의 공전으로 인한 별 위치의 차이가 그것이다. 그는 항성들은 태양보다 더욱 먼 곳에 있으리라는 결론으로 끝을 맺는다. 다른 하나는 떨어지는 물체에 관한 문제이다. 지구가 서쪽에서 동쪽으로 쉬지 않고 돌고 있다면 높은 곳에서 떨어뜨린 물체는 바로 수직으로 떨어지지 않고 보다 서쪽 지점에 떨어질 것이다.
코페르니쿠스는 하늘에 나타난 천체의 운동에 대하여 그 당시의 측정 기구로 알 수 있는 것은 모조리 알고 있었다. 그리하여 지구가 자전한다는 것이 모든 천체가 돈다는 것보다 유리한 학설이라는 점을 알게 되었다. 코페르니쿠스의 천문학에 관한 두 가지 커다란 공적은 다음과 같다. 첫째는 옛날부터 믿어 오던 것이 옳지 못한 것일 수도 있다는 사실을 인정한 것이고, 둘째는 사리판단은 꾸준히 사실을 수집하고 또한 그 사실을 연결시키는 법칙을 대담하게 예측해 보는 데 있다는 것이다. 그는 자기의 학설을 지지할만한 어떤 결정적인 증거를 제시할 수 있는 위치에 있지 못하였으므로 그때까지의 천문학자들 주장을 반대하는 데 그친 것으로 보인다.
(2) 케플러의 유성 운동
코페르니쿠스 이후 처음으로 태양중심설을 주장한 중요한 천문학자인 요하네스 케플러(Johannes Kepler)는 유성 운동에 대한 새로운 법칙을 발견하였다. 이 법칙 중 첫 번째 법칙은, 유성들은 타원형 궤도를 그리며 태양은 그 궤도의 한 초점을 차지하고 있다는 것이다. 두 번째 법칙은 한 유성과 태양을 연결하는 직선은 같은 시간 내에 같은 지점을 지나간다는 것이다. 세 번째 법칙은 어떤 유성의 공전 기간의 제곱은 그것의 태양으로부터의 평균 거리의 세제곱에 비례한다는 것이다.
(3) 갈릴레오의 지동설
갈릴레오는 역학에 있어서의 가속도의 중요성을 발견하였다. 가속도라는 것은 속도의 크기나 방향의 변화를 발견한다. 모든 물체는 그대로 놔두면 일정한 속도로 직선운동을 계속할 것이라고 주장하였다. 운동의 속도나 방향에 변화가 생긴다면 그것은 반드시 어떤 힘이 작용하였다는 것으로 보아야 한다는 것이다. 이것은 한편 광선의 법칙이라고도 부른다. 갈릴레오는 처음으로 떨어지는 물체의 법칙을 발표하였다. 이 법칙은 가속도의 개념을 준 가장 간단한 법칙이다. 이 법칙은 자유로 낙하하는 물체는 공기의 저항이 없는 한 그 가속도가 일정하다고 한다. 한편 그 가속도는 그 물체의 무게와 크기를 가리지 않고 모든 물체에 대하여 동일하게 해당된다는 것이다.
갈릴레오는 공기의 저항을 떠나서 수평 속도는 관성의 법칙에 따라서 증가한다는 것을 보여 주었다. 이것은 역학에서 매우 편리하게 이용되고 있는 한 원리의 단순한 실증이 된다. 그것은 몇 개의 힘이 동시에 작용할 경우에 그 효과는 각기 하나하나의 힘을 차례로 작용시킨 것과 같다는 것이다. 이것은 평행사변형의 법칙으로 불리고 있는 보다 일반적인 원리의 한 부분이다. 갈릴레오는 태양 중심설을 강력히 주장하였으며 케플러와 편지 왕래를 하면서 그의 발견을 받아들였다.
(4) 뉴턴의 만유인력의 법칙
아이작 뉴턴(Isaac Newton)은 코페르니쿠스와 케플러 그리고 갈릴레오가 미리 마련해 놓은 방법을 완전히 이루어 놓았다. 뉴턴은 모든 유성이 어떤 순간에서나 태양으로부터 떨어진 거리평방에 반비례하고 태양을 향하는 가속도 값을 지니고 있다는 명제를 증명하였다. 그는 이 같은 방법으로 달의 운동을 지구와 태양으로 향한 가속도로서 설명하였으며, 또한 지구상에서 낙체의 가속도는 역평방의 법칙에 의해 달의 운동과 관련되어 있다는 것을 보여주었다. 그는 힘을 운동 변화의 원인 즉 가속도의 원인이라고 규정하였다. 그는 “모든 물체는 양자 질량의 곱에 정비례하고, 양자 사이의 거리평방에 반비례하는 힘으로 서로 끌어당긴다.”는 그의 만유인력의 법칙을 선언할 수 있었다.
요하네스 케플러(Johannes Kepler, 1571~1630)
아이작 뉴턴(Issac Newton, 1642~1727)
3. 주요 연구영역
모든 과학의 방법, 과학적 기호의 본질, 그리고 과학적 기호체계의 논리적 구조에 대한 하나의 비판적 연구 등에는 경험과학과 이론과학이 둘 다 포함된다. 거기에 윤리학·미학과 같은 가치과학의 방법과 역사과학의 방법도 포함될 것이냐 하는 문제는 그것을 연구하는 사람이 과학을 어떻게 정의하고 있느냐에 달린 문제이다. 가치과학은 자주 규범과학 또는 가치론이라는 이름으로 불리어진다.
방법의 연구로서는 과학철학이 전통적인 논리와 인식론적인 것을 많이 포함하고 있다. 귀납·연역·가설·여건·발견·검증 등의 개념을 정의하고 더욱 명확히 하려 할 뿐만 아니라, 더 나아가서는 좀 더 세밀하고 특수화한 과학의 방법들도 검토하려고 하는 것이다. 과학은 하나의 기호체계이므로 기호의 일반이론이 과학철학에서는 중요한 역할을 하고 있다.
모든 과학의 기본적 개념·전제·공준(公準)을 명확히 하려고 하며 따라서 이와 같은 것들의 경험적·이론적 그리고 실용적 근거를 보이려고 하는 것, 과학철학의 이러한 면은 전술한 것과 밀접한 관계가 있지만 논리적이고 인식론적인 주제에다가 형이상학적인 면까지도 상당히 포함하고 있는 것이다. 대체로 여기서 말하는 과제는 두 가지다. 하나는 과학자들에 의해서 사용되고는 있지만 검토되어 있지 않는 양·시간·공간·원인 그리고 법칙과 같은 기초개념에 대한 비판적 분석에 관한 것이며, 또 하나는 외계에 대한 신념, 자연의 제일성(齊一性)에 대한 신념, 그리고 자연적인 모든 과정의 합리성에 대한 신념 등 이미 가정되어 있는 신념들에 대한 비판적인 분석을 하는 일에 관한 것이다. 모든 개별적인 과학의 한계를 확정하고, 그들 상호간의 관계를 밝혀, 이러한 것들이 전체로서의 우주에 대한 이론이나 또는 그 일면에 대한 이론을 형성할 수 있다. 그 의미를 검토하여 보려고 하는 고도로 혼합적이고 다양한 연구 등 과학철학의 이와 같은 면은 세 가지 양상 중에서도 가장 불명료하고 그 태도가 분명치 못한 것으로서 다른 것보다 훨씬 사변적인 방법을 쓰고 있다. 그 문제의 가장 특징적인 것 중에 하나는 과학의 분류이다. 이것은 모든 과학의 총체적인 목록·일람표를 작성하려는 시도와 관련되고 있는 것으로서 결국 모든 과학을 방법·주제 및 다른 어떤 조직 원리에 따라 적절히 통합하려는 것이다.
또 하나의 특징적인 문제는 관념론·유물론·실증론·기계론·목적론·단원론 등 우주에 대한 일반이론에 대하여 과학이 지니고 있는 의미 문제이다. 근래에 와서 새로운 문제가 하나 더 생겼는데, 그것은 과학의 사회적 문제로서 주어진 문화적 활동 부문에 있어서 과학이 차지하는 위치와 같은 문제, 즉 정부·기업·예술·종교·윤리 등과 과학의 관계로 검토하는 것이다.
4. 주요 용어 및 관련 직업군
1) 주요 용어
• 귀납: 여러 개별적이고 구체적인 사실들을 종합하여 하나의 사실을 추론해내는 과정을 말한다.
• 연역: 하나의 전제를 세우고 논리적인 규칙에 따라 결론을 도출해내는 과정을 뜻한다.
2) 관련 직업군
• 대학교수, 강사
• 철학자
• 평론가, 비평가
• 철학연구원
• 언론사, 출판사, 광고회사 등
참고문헌
- Bertrand Russell(1945년), A History of western philosophy, George Allen & Unwin Ltd.
- 류명걸(1998년), 『서양철학일반』, 형설출판사.
출처
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