과학 혁명 : 새로운 패러다임이 가져온 과학의 발전

과학혁명의 구조 - 출간기념50주년 제4판 ㅣ 까치글방 170
토머스 S.쿤 지음, 김명자.홍성욱 옮김 / 까치 / 2013년 9월

 정상과학의 실행이라는 단일한 전통 속에서 나타나는 경우를 제외하면, 과학적 사실과 이론은 범주로서 분리되지 않는다. 여기에 예기치 않았던 발견이 단순한 사실로 도입되지 않은 이유와, 과학자의 세계가 근본적으로 새로운 사실이나 이론에 의해서 양적으로 풍요로워질 뿐만 아니라 질적으로 변형되는 이유가 있다.(p70)...이 책에서 과학의 발전이 비누적적인 단절들에 의해서 끊어지는 전통에 묶인 시기의 연속으로서 묘사되는 한, 그 논제들은 의심의 여지없이 광범위하게 적용될 것이다. <과학 혁명의 구조> 中

 토마스 쿤(Thomas Samuel Kuhn, 1922 ~ 1996)은 <과학 혁명의 구조 The structure of scientific revolutions>에서 과학의 발전이 비연속적이며, 단절적으로 이루어지고 있으며, 어떤 방식으로 당대 상식(common sense)으로 받아들여진 사실이 새롭게 밝혀진 다른 사실에 의해 대체되는가를 잘 보여준다. 

 이 책에서 '정상과학(normal science)'은 과거에 있었던 하나 이상의 과학적 성취에 확고히 기반을 둔 연구 활동을 뜻하는데, 여기서의 성취는 더 나아간 실천의 토대를 제공하는 것으로 특정 과학자 공동체가 한동안 인정한 것을 말한다.(p73) <과학 혁명의 구조> 中

 저자는 논리를 펼치기에 앞서 '정상과학'을 정의한다. 현재 과학자들에 의해 널리 받아들여진 연구 결과를 정상과학이라 할 때, 제도권 학자들의 연구 활동은 정상과학의 범주안에 머문다. 그렇다면, 기존의 정상과학의 발전은 누구에 의해 이루어지는가? 저자에 의하면 세상을 다르게 바라보는 소수에 의해 변화가 시작된다.

 전반적으로 과학 활동 전체는 종종 유용하다고 증명되며, 새로운 영역을 개척하고 질서를 표출하며, 오랫동안 받아들여진 믿음을 시험한다고 간주된다. 그럼에도 불구하고, 정상연구의 문제에 종사하는 개인들은 이런 유형의 활동은 전혀 하지 않는다. 일단 과학에 몸담게 되면 과학자의 동인(動因)은 상당히 다른 양상을 띤다.(p110) <과학 혁명의 구조> 中 

 발견으로든 이론으로든 간에, 자연에 대한 새로운 해석은 우선 개인이나 소수의 마음에서 나타난다. 과학과 세계를 다르게 보는 방식을 처음 익힌 것은 바로 그들이며, 전이를 일으키게 하는 그들의 능력은 전문 분야의 대다수의 다른 구성원들에게 공유되지 않은 두 가지 상황에 의해서 성숙된다.(p253)... 질문들의 시급성을 이해하기 위해서는, 바로 이것들이 이미 정립된 과학 이론의 검증(testing), 입증(verification) 또는 반증(falsification) 등에 한 철학자의 탐구에 과학사학자가 제공할 수 있는 유일한 재해석의 방법임을 기억할 필요가 있다.(p254) <과학 혁명의 구조> 中

 이제 우리는 <과학 혁명의 구조>에서 가장 유명한 용어 '패러다임'을 만나게 된다. 세상을 다르게 보는 이들에 의해 기존의 정상과학 패러다임을 대체하는 새로운 이론이 제기되고, 새로운 이론은 새로운 관찰과 실험에 의해 지지되거나 반증(反證)되면서 새로운 이론은 자리잡는다.

  아리스토텔레스의 <자연학 Physica>, 프톨레마이오스의 <알마게스트 Almagest>, 뉴턴의 <프린키피아 Proncipia>와 <광학 Opticks>... 이 저술들은 두 가지 본질적인 특성을 공유했기 때문에 그럴 수 있었다. 그것들의 성취는 경쟁하는 과학 활동의 양식으로부터 끈질긴 옹호자 집단을 떼어내어 유인할 만큼 놀랄 만한 것이었다. 그리고 동시에, 그것은 재편된 연구자 집단에게 온갖 종류의 문제들을 해결하도록 남겨놓을 만큼 충분히 융통성이 있었다. 이 두 가지 특성을 띠는 성취를 이제부터 '패러다임(paradigm)'이라고 부르기로 한다.(p74) <과학 혁명의 구조> 中

 나는 세 가지 유형의 문제들, 즉 의미 있는 사실의 결정, 사실의 이론과의 일치, 그리고 이론의 명료화 등은 실험과학과 이론과학 양쪽에서 정상과학 문헌을 모두 차지한다고 본다.... 아무리 뛰어난 과학자에 의해서 다루어지는 문제들이라고 할지라도, 그 압도적 다수는 보통 안에서 요약한 세 가지 범주 가운데 하나에 속하게 된다. 패러다임 아래서의 연구는 여타의 방법으로는 수행될 수 없으며, 그 패러다임을 버리는 것은 바로 그것이 정의하는 과학의 실행을 중단한다는 뜻이 된다. 우리는 곧이어 실제로 그러한 패러다임이 폐기되는 것을 보게 될 것이다. 그런 폐기가 바로 과학혁명이 돌아가는 축이 된다.(p105) <과학 혁명의 구조> 中 

 개인적으로 <과학 혁명의 구조>에서 눈여겨 볼 부분은 패러다임의 전환(paradigm shift)이라 여겨진다. 청출어람 청어람(靑出於藍 靑於藍)이라는 말처럼 새롭게 제시되는 패러다임은 내용면에서 혁명적이지만, 이를 설명하기 위해서는 이전 패러다임의 용어를 빌려올 수 밖에 없다. 그렇지만, 새로운 패러다임에서 사용되는 용어들은 기존의 용어들이 아니다. 마치 노자(老子, BC 601 ? ~ ?)의 <도덕경 道德經>의 자연(自然)과 현재 우리가 사용하는 자연(nature)의 의미가 다른 것처럼, 기존 용어들은 새로운 구조 안에서 변형되어 재탄생하게 된다.

 위기에 처한 패러다임으로부터 정상과학의 새로운 전통이 태동할 수 있는 새로운 패러다임에로의 이행은 옛 패러다임의 명료화 확장에 의해서 성취되는 과정, 즉 누적적 과정과는 거리가 멀 것이다. 그러한 변화는 오히려 새로운 기반에 근거해서 그 분야를 다시 세우는 것으로서, 그 분야 패러다임의 많은 방법과 응용은 물론이고, 가장 기본적인 이론적 일반화조차도 변화시키는 재건 사업이다.(p175) <과학 혁명의 구조> 中

 우리는 이미 경쟁하는 패러다임의 추종자들이 어째서 상대방의 관점을 완전히 받아들일 수 없는가에 대한 몇 가지 이유들을 살펴보았다. 그 이유들은 총괄적으로 혁명 이전과 이후의 정상과학 전통에서의 공약불가능성(incommensurability)이라고 표현되었다.(p258)... 그러나 여기에는 표준의 공약불가능성 이상의 것이 개제되어 있다. 새로운 패러다임들이 옛 것들로부터 탄생된 것이므로, 그것들은 보통 전통적 패러다임이 이전에 사용해왔던 개념적이며 조작적인 용어와 장치의 많은 부분을 포함한다. 그러나 새로운 패러다임은 차용한 이 요소들을 전통적 방식으로 사용하지는 않는다.(p260) <과학 혁명의 구조> 中

 [그림] revolutionary science(출처 : https://edtosavetheworld.com/2014/05/28/1-thomas-kuhn-the-structure-of-scientific-revolutions/)

 쿤은 <과학 혁명의 구조>에서 정상과학으로 인정받는 기존 패러다임이 새로운 관찰과 이론에 의해 전환된 패러다임의 도전을 받는다는 것과, 전환된 패러다임이 기존 패러다임의 틀에서 파생되었지만, '혁명(革命)'이라는 화학적 변화를 거친 전혀 다른 구조임을 말한다. 때문에 그가 말한 과학의 발전은 점진적 진화(進化 evolution)에 의한 생명체의 발전보다는 대멸종(大滅種 mass extinction)에 의한 생명체 진화를 설명한 것에 가깝게 느껴진다. 다만, 쿤은 새로운 이론의 제시가 즉각적인 기존 패러다임의 대체를 의미하지 않는다고 봤다. 객관적인 과학도 결국은 과학자들의 결과물이기 때문일까. 시간이 문제의 해결사임은 과학의 경우도 다르지 않다 생각된다.

 새로운 과학적 진리는 그 반대자들을 납득시키고 그들을 이해시킴으로써 승리를 거두기보다는, 오히려 그 반대자들이 결국에 가서 죽고 그것에 익숙한 새로운 세대가 성장하기 때문에 승리하게 되는 것이다.(p263) <과학 혁명의 구조> 中

 이제 <과학 혁명의 구조>는 우리에게 어떤 의미가 있을까. 패러다임을 통해 과학이론의 수용과 폐기를 설명한 <과학 혁명의 구조>는 단순한 과학이론의 수용을 의미하지 않는다. 이러한 인식틀은 과학을 넘어선 우리 삶의 전반적인 구조에 적용가능하며, 우리는 이를 통해 여러 생각을 할 수 있다.

 문학사, 음악사, 미술사, 정치 발전사, 그리고 다른 여러 인간 활동을 연구하는 역사가들은 오랫동안에 자신들의 주제를 같은 방식으로 서술해왔다. 스타일, 취향, 그리고 제도적 구조에서의 혁명적인 단절에 따라 나눈 시대 구분은 그들의 표준적 수단이었다.(p339) <과학 혁명의 구조> 中

 역사적으로 조선(朝鮮)이 성리학(性理學)이라는 새로운 이념을 받아들이기 위해 고려(高麗)를 멸망시켜야 하는가, 역성(易姓)혁명을 해야 하는가 하는 문제는 14세기  신진사대부들에게 일종의 패러다임 과제로 주어졌을 것이다. 역사학적으로 또한, 우리는 E.H. 카(Edward Hallett Ted Carr, 1892 ~ 1982)의 '역사란 현재와 과거의 끊임없는 대화'도 새롭게 생각할 수 있다.. 과거의 패러다임과 현재의 패러다임이 다르고, 그 안의 사용되는 용어들이 다르다면, 당대의 악인(惡人)이 오늘날의 악인과 기준이 같을 수는 없을 것이다. 이를 통해 우리는 패러다임 전환의 측면에서 모든 역사적 사건은 재해석되어야한다는 카의 주장에 한층 더 공감하게 된다. 이런 면에서 <과학 혁명의 구조>는 결국 인간 인식의 구조를 다룬 책이라 여겨진다.

 이것으로 리뷰를 마무리 하지만, 여기에 더해 쿤의 다른 저작인 <코페르니쿠스 혁명 The Copernican Revolution>을 추가적으로 더 살펴보고자 한다. 과연 코페르니쿠스의 혁명은 <과학혁명의 구조>에서 말한 새로운 패러다임을 제시한 혁명이었을까. 이를 위해 다음 페이퍼에서는 <코페르니쿠스 혁명>을 <과학 혁명의 구조>의 내용과 비교해 살펴볼 계획임을 밝히면서, 이만 줄인다.