Skeptic's Dictionary: science

Robert Todd Carroll

science* 과학

과학은, 경험적인 현상을 이해하기 위한 체계적인 관찰을 위해 제공되는, 가장 앞서고 가장 훌륭한 '논리적이고 경험적인 방법들의 모음'이다. 우리는, 어떻게 특정 현상이 일어났는지, 어떠한 패턴이 그 현상의 뒤를 따르는지, 혹은 왜 우리에게 그런 식으로 나타나는지를 만족하게 설명하는 이론이 있어야만 그 현상을 이해했다고 생각한다. 과학 자체는 초자연적인 것을 받아들이지도 거부하지도 않지만 과학적 설명은 초자연적인 현상이 아니라 자연현상이라는 용어로 설명하게 된다.

과학은 위에 언급한 논리와 경험적인 방법의 모음으로부터 적용되는 경험세계에 대한 지식의 잘 조직된 체계를 말하기도 한다.

과학은 몇몇의 특정한 과학분야, 예를들어 생물학, 물리학, 화학, 지질학, 그리고 천문학등으로 구성되어 있다. 이것들은 연구형태나 경험적인 현상의 범위에 따라 정의된다.

마지막으로 과학은 과학적 지식의 응용이다. 예를들어 민들레와 박테리아의 유전자를 이용해서 벼의 비타민 A함량을 증가시키는 것과 같은 것이다.

과학의 논리적이고 경험적인 방법들

'과학적인 방법'은 단 한가지가 아니다. 과학의 방법에는, 예를 들어 연역에 의해 추정하거나 가설로부터 연역 하거나 필요 조건이나 충분조건이라고 하는 견지로부터 인과 관계에 대해서 논리적으로 고찰하는 것과 같은 논리가 포함된다. 과학적 방법의 다른 것으로는, 관찰하거나 대조구 실험을 계획하거나 자료를 모으는데 필요한 기기를 설계하는 것과 같이 경험론적인 것도 있다.

과학적인 방법은 각 개인에 따라 다르게 나타나지 않는다.따라서, 과학자가 과학자로서 할 수 있는 것은, 다른 어느 과학자에서도 재현 할 수 있어야 한다. 어떤 사람이 객관적인 방법으로 무엇인가를 측정 혹은 관찰했다고 주장해도, 다른 사람이 그것을 재현 할 수 없으면 그 사람은 과학을 하고 있는 것이 아니다. 다른 과학자가 그의 일을 재현 할 수 없으면, 그것은 그 과학자가 계획이나 방법론, 관찰, 계산, 혹은 기기의 보정등에 잘못을 범했다는 명백한 증거가 된다.

과학적 사실들과 이론들

과학은, 경험적 세계의 진실은 선험적으로 알려져 있지(역주:논리나 인식에 앞서 절대적이고 자명한 것으로 알려져 있다)않다고 가정하고 있다. 과학은, 과학적인 지식은 과학에 의해 발견되어야만 한다고 가정하고 있다. 경험적인 진실을 선험적이게 알고 있다고 주장하는 사람들 (이른 바 과학적 창조론자 등)은, 과학적인 지식에 대해서 말할 수 없다. 과학은 자연계의 일반법을 전제로 하고 있으며 자연 현상이 일어나는 데에는 기본원리가 있다고 가정하고 있다. 이러한 원리나 법칙은 비교적 변하지 않는 것이다. 하지만 이러한 원리가 도대체 무엇이라던가, 경험적 현상의 법칙이라는 것을 선험적으로 알고 있다고 가정하지 않는다.

과학 이론이라는 것은, 어느 특정의 범위에서의 경험적 현상의 행동을 설명하는 원리와 지식과 방법을 통일한 것이다. 과학 이론은, 관찰되고 지각된 경험의 세계를 이해하는 것을 목적으로 하고 있다. 과학 이론은 자연계가 어떻게 작용하는 것인가 설명하려고 시도한다.

과학 이론은, 우리가 이론에 의거해 예측을 세워서 경험적 사실을 검증 할 수 있는 어떠한 논리적 결론을 갖추고 있지 않으면 안 된다. 그러나, 과학 이론의 예측과 검증 사이의 정확한 속성에 대해서는 철학자들 사이에 서로 일치하지 않고 있다. (Kourany).

과학 이론의 안에는, 처음으로 만들어져 제시되었을 때에는, 한정된 정보에 근거하는 어림짐작에 지나지 않는 것도 적지 않다. 한편, 성숙해져서 잘 가다듬어진 과학 이론에서는 지식이 체계적으로 구성되어 있어 폭넓은 경험적 현상에 대해서 설명과 예측을 해 준다. 하지만 어느 경우에서도, 이론이 과학적이기 위해서는 한가지 특징이 있어야 한다. 그 명확한 특징은 바로 "경험에 의해서 검증이 가능해야 한다." (포퍼, 40)

경험에 의해 이론이 검증 가능하다고 말하는 것은, 이론에 의해 관찰 가능 혹은 측정 가능한 특정의 결론을 논리적으로 도출할 수 있다는 의미이다. 예를들어, 물리적인 물체가 서로 어떻게 움직일까라고 하는 이론으로부터, 진자가 어떠한 패턴으로 움직일지 예측할 수 있을 것이다. 실제로 진자를 만들고 진자가 이론에 예측한 대로 움직인다면 그 이론은 확증된다. 만약 진자가 예측된 대로 움직이지 않는다면 그 이론은 반증된다. (추의 움직임에 관한 예측이 이론으로부터 올바르게 도출되고 실험이 올바르게 행해졌다고 가정한다면)

무엇보다, 이론이 경험적인 검증에 합격했다고 이론이 증명되는 것은 아니다. 엄밀한 검증을 통과하면 할수록 확인(confirm)의 정도는 높아지고, 이론을 받아들이는 것이 합리적이 된다. 하지만 확인이 되었다는 것이 논리적으로나 수학적으로 증명된다는 것과 같은 것은 아니다. 어떠한 과학 이론도 절대적인 확실성을 가지고 증명될 수 없다. (역주 : 수학과 논리학의 결론은 절대적으로 확실하지만 과학이론은 그 어떠한 것도 절대적으로 확실하다고 말할 수 없습니다.)

게다가 이론을 검증할 수 있는 방법이 많으면 많을수록, 이론이 포함하는 실험적인(경험적인) 내용이 많다. (포퍼, 112, 267). 경험적인 예측을 거의 할 수 없는 이론을 검증하는 것은 매우 힘들고, 일반적으로 그만큼 유익한 이론은 아닐 것이다. 유익한 이론은 풍부하다. 즉 많은 경험적 예측을 그곳으로부터 이끌어 낼 수가 있어 그 각각으로 이론을 시험할 수 있다. 그러나, 비록 이론이 풍부하고, 수많은 시험에 합격했다고 해도, 다음의 시험을 통과하지 못할 가능성은 항상 존재한다. 과거에 아주 많은 시험을 통과했어도, 다음 번 시험은 통과하지 못할 가능성도 있다. 칼 포퍼는 과학 이론의 이러한 특징을, "반증 가능성(falsifiability)"라고 불렀다.

과학적 주장이 반증 가능하다는 것은, 과학의 주장이 잘못으로 판명될 수도 있다는 것을 필연적으로 나타낸다. 예를 들어 아인슈타인의 특수 상대성이론이 "올바르다"고 받아들여지고 있는 것은, "실험에 관한 계산의 필연적인 결과로, 이러한 합의를 얻을 수 있고 있다"라고 하는 것이다(Friedlander, 1972,41). 이것은 이론이 절대적으로 올바르다는 의미는 아니다. 과학 이론과 마찬가지로, 과학적 사실도 또 절대적으로 올바른 것이 아니다. 사실이라는 것은 쉽게 검증할 수 있는 지각 요소만이 포함된 것이 아니라 그 사실의 해석도 포함되어 있는 것이다. (역주 : 관찰의 이론 의존성이라고 합니다.)

저명한 고인류학자로 과학저술가이기도 한 스티븐 J. 굴드는 과학에서 '사실'이라는 것은 "잠정적인 동의를 하지 않으면 외고집(perverse)이라고 생각되는 정도로 확증된 것"을 의미할 뿐이라고 상기시키고 있다(굴드, 1983, 254). 하지만 굴드는 사실과 이론은 별개이고, "사실은 확실성을 증가시키는 계층( hierarchy) 사다리의 한계단이 아니다. 사실(Facts)은 이 세계에 관한 자료들이다. 이론은 사실을 설명하거나 해석하는 아이디어의 구조인 것이다"라고 지적하고 있다. 포퍼의 말로는 이와 같이 된다. "이론은 우리가 '세계'라고 부르는 것을 알기 위해서 던지는 그물이다. 우리는 그물코를 한층 더 작게 하려고 노력하고 있는 것이다.

과학을 제대로 알고 있지 못한 일반인들에게, 사실은 이론의 반대어이다. 과학자가 아닌 사람은 '이론'이라는 말을 한정된 정보나 지식에 근거하는 추측이나 억측이라는 의미로 이용하고 있다. 하지만 우리가 과학 이론이라고 말하는 경우는, 이론을 추측이나 억측이 아니고, 일정 범위의 경험적 현상에 대한 조직적인 설명이라는 의미이다. 하지만, 과학 이론에는 그 확실성에 큰 격차가 있어서 극히 이상한 것으로부터 극히 확실한 것까지 다양하다. 즉, 이론에 따라 그 근거나 증거에 큰 차이가 있다. 요컨데, 어떤 이론은 다른 이론보다 합리적으로 수용될 수 있다는 것이다.

물론 이론보다는 과학적 사실이 더 많으며, 한번 어떤 것이 과학적 사실로 확립되면 (예를들어 지구가 태양의 주위를 돈다는 것) 미래에 다른 좀더 "나은" 것으로 대체될 것 같지 않아 보인다. 하지만, 과학의 역사는, 과학 이론이 영원 불변인 채 남지 않는다는 것을 명백하게 보여주고 있다. 과학의 역사는 다른 무엇보다도, 이론화, 검증, 논쟁, 세밀화, 기각, 대체, 좀더 이론화, 한층 더의 검증, 등등의 역사인 것이다. 과학의 역사라는 것은, 이론은 당분간은 잘 맞아 들어가지만 곧 예외현상 (anomalies, 비정상적인 현상)이 일어나고 (즉 기존 이론에 들어맞지 않는 새로운 사실이 발견되고), 새로운 이론이 제시되어 마침내 낡은 이론을 부분적 혹은 전면적으로 대체하는 역사인 것이다.

제이콥 브로놉스키가 (역주 : 인간 등정의 발자취라는 유명한 저서가 유명하다. 이 책은 국내 번역되어 있다.)말한 대로 과학은 "인간적인 모습의 지식이다... 과학에서는 모든 판단은 실수의 경계에 서 있다.... 과학은 우리가 비록 잘못을 저지를 수 있음에도 우리가 알 수 있는 것에 기여를 하였다"(Bronowski, 374)는 것을 잊어서는 안 된다. 그는 또한 "자연 과학의 목표의 하나는 물질 세계에 관한 정확한 묘사를 하는 것이다. 20 세기 물리학의 업적의 하나는, 이 목표가 도달이 불가능하다고 것을 증명한 것이다"라고 말했다(353).

과학적 지식

과학적 지식은 사람의 지식이고, 과학자는 사람이다. 사람은 신은 아니고, 과학자도 실수를 저지른다. 하지만 일반 대중은, 과학적 주장이 절대적으로 확실한 진실이라고 생각해 버린다. 그들은 어떤 것이 확실하지 않다면 그것은 과학적인 것이 아니며, 만약 과학적이 아니면, 다른 어떠한 비과학적 의견과도 동등한 것이라고 생각한다. 이러한 오개념은, 적어도 부분적으로는, 일반적으로 대부분의 사람들이 과학 이론의 본질에 대한 이해가 부족하기 때문에 생기는 것 같다.

또한 흔한 오개념의 하나는 과학 이론이 사람의 지각에 의거하고 있기 때문에 필연적으로 상대적인 것이고, 따라서 실재(實在) 세계에 대해서는 제대로 말할 수 있는 것은 아무것도 없다는 주장이다. 어떤 "포스트모더니스트"에 의하면, "과학은 경험적 세계가 실제로 어떤 것인지 정확한 모습을 보여줄 수 없으며 오직 과학자들에게 어떻게 보이는가만을 우리에게 말할 수 있을 뿐이다. 과학적 진리같은 것은 없다. 모든 과학적 이론은 단순히 허구에 지나지 않는다"고 말한다. 그러나 사실을 알기위한 단 하나의 진실되고, 최종적이고, 전능한 방법이 존재하지 않는다는 것이, 모든 방법이 서로 비슷하다는 것을 의미하는 것은 아니다. 과학이 우리에게 오직 인간의 시각만을 제공한다고 해서 이것이 과학적 진리라는 것은 없다는 것을 의미하는 것은 아니다. 최초의 원자 폭탄이 몇몇 과학자들의 예측대로 폭발했을 때, 경험적 세계에 관한 새로운 사실이 조금 밝혀졌다. 과학적 이론들을 경험적으로 검증해 나가면서 우리는 무엇이 진리이고 무엇이 거짓인지를 조금씩 발견해 나간다. 우주 탐색을 가능하게 한 이론이 "단지 상대적인 것에 지나지 않고", 사실의 "일방적인 견해를 나타내는데 지나지 않다"라고 주장하는 것은, 과학과 과학적 지식의 본질을, 완전히 오해하고 있는 것이다.

어둠속의 촛불로서의 과학

과학이라는 것은, 칼 세이건이 말한 것처럼, 어둠속에서의 촛불이다. 과학은 우리의 주위 세상에 빛을 밝히고 우리가 미신이나 두려움을 넘어서고, 우리의 무지와 망상을 넘어서고, 오컬트와 초자연적 힘을 경외하고 지배하며 생존 싸움을 한 조상들의 마술적인 사고를 넘어서도록 해주고 있다.

제이콥 브로놉스키는 그의 저서 "인간등정의 발자취 (Ascent of Man)"의 텔레비젼판의 한 장면으로 자신의 견해를 남기고 있다. 그 중의 "지식과 확실함"편을 인용하고자 한다. 그는 아우슈비츠로 가서 희생자의 유회가 버려진 연못으로 걸어 들어가, 몸을 굽혀 한 줌의 진흙을 퍼냈다.

과학은 사람들의 인간성을 빼앗아, 단순한 통계 숫자로 치부한다고 말해지고 있습니다. 그것은 잘못입니다. 아주 비극적인 잘못입니다. 잘 생각해 주세요. 여기는 아우슈비츠에 있는 강제 수용소와 화장터입니다. 여기는 사람들이 통계 숫자가 되어 버린 장소입니다. 이 연못에는 대략 400만명의 유회가 버려졌습니다. 그리고 이것은 가스탓이 아닙니다. 무지의 탓인 것입니다. 이것은 사람들이 실질적인 검증 없이 절대적인 지식을 가졌다고 믿었을 때에 행해지는 것입니다. 이것이 신과 같은 지식을 열망할 때 인간이 하는 행동입니다. (브로놉스키, 374).

사실성을 확인하는 시험을 알아내기 위한 요령으로는, 편향확증(confirmation bias), wishful thinking, 자기기만(self-deception ), 선택적 사고(selective thinking ), 주관적인 평가(subjective validation )를 피하고 조직에 의한 강화에 유혹되지 말아야 하며, 임시 방편 가설, 그리고 post hoc reasoning에 설득되지 말아야 하며 건강한 회의주의를 가지고 필요한 경우에는 오캄의 면도날을 적용시키는 능력을 가지는 것이다.

관련된 항목 : alternative science, naturalism, pseudoscience, and those listed in the Logic/Perception & Science/Philosophy Topical Index and those listed in Junk Science and Pseudoscience.

** 이 항목은 나의 Becoming a Critical Thinker 제9장 “과학과 유사 과학”으로부터 뽑은 것이다. '과학'이 어떠한 연구 대상에 관한 모든 지식의 조직적인 체계로 여겨지고 있으며 거기에 수학이나, 혹은 신학마저도 때로는 과학이라고 보여지는 것도 나는 알고 있다. 이 항목은 '과학'이라는 말의 모든 용법을 정의 하려고 한 것은 아니다. 내가 여기서 채택하고 있는 과학은, 보통 자연 과학으로 불리는 것이다. 나는 이 항목에서, 무엇이 진정한 과학이고 무엇이 그렇지 않은가를 논쟁하려고 하는 것이 아니며, 어떤 원칙이나 활동이 과학인가 아닌가를 경계를 지을려고 시도할 생각도 없다.

역자：아래는 일본어판의 역자주에서는 knowledge를 지식이 아니라 「考」로 번역하는 것이 정확하다고 말하고 있습니다만, 일본판도 친숙함을 위해서 지식이라고 번역했다고 쓰여 있습니다.

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