2012/07/02 20:11

천동설에서 지동설로. 천문학 패러다임의 교체 (1) 과학철학들

천문학 혁명의 구조



 1) 과학의 발전 과정

 쿤은 과학의 발전 과정을 다음과 같이 정의했다.선 정상과학-정상과학-위기-혁명-정상과학-위기-혁명-정상과학-위기……. 패러다임이 존재하지 않는 선정상과학 상태에서 패러다임이 처음으로 도입되는 순간 해당 분야는 정상과학의 지위를 얻는다. 그 이후로는패러다임이 위기에 봉착하고 혁명이 일어나는 과정이 반복되며 과학이 발전해 나간다.

 


 2) 선 정상과학의 특징

 선 정상과학은 패러다임이 존재하지 않는다. 패러다임이없기 때문에 기본적인 가정들과 연구 방법 들이 통일되지 않고, 자신들만의 기준을 가진 수 많은 학파가존재한다. 쿤은 이 때의 연구 활동을 사실-수집이라 불렀다.


 사실-수집은 상당히 많은 사실들을 수집하는데, 일정한 기준이 없기 때문에 상당히 난잡하다. 파스퇴르가 자연발생설을반증하기 이전까지는 격리된 썩은 고기에서 구더기가 발생하거나, 폐쇄된 곡물 창고에서 쥐가 발생하는 것까지도 과학적으로 의미가 있는 사실로써 기록된다. 어느 학파는 척추동물은 자연적으로 발생하지 않는다고믿고, 다른 학파는 또 다른 의견을 내세우는 등 여러 학파가 자연발생설을 근거로 하는 다양한 기준을제시했다. 하지만 파스퇴르 이후로 이러한 사실들은 과학적으로 아무런 의미가 없다. 파스퇴르가 다른 모든 학파들의 의견을 압도할 만한 성취를 이루어 냄으로써 하나의 패러다임을 제시하고, 미생물학이라는 새로운 과학 분야를 창조했기 때문이다.

 


 3) 천동설과 정상과학

 쿤은 과학자들의 하나의 패러다임을 공유한 상태로 수행하는 연구 활동을 정상과학이라불렀다.[1] 정상과학의특징을 천동설을 예시로 하여 알아보자.


 정상과학의 시작점은 분명하다. 천문학이 선 정상과학에서 천동설이라는 패러다임을 확립하여 정상과학으로 들어선 시점은 프톨레마이오스의 알마게스트가 등장한 때이다. 알마게스트이전의 천문학도 천동설을 기반으로 천체의 움직임을 측정하였다. 하지만 알마게스트가 패러다임 확립에 큰기여를 한 이유는 그 동안 측정된 거의 대부분의 관측 결과를 정밀하게 설명할 수 있는 수학적 결과물을 제시하였고,이후의 모든 천문학, 점성술은 알마게스트의 저서를 기반으로 연구를 했기 때문이다.


 정상과학의 특징 중 하나는 관측 기계와 관련이 있다. 패러다임을 기반으로 하여 예측된 이론값과 관측 기계 사이의 오차를 측정할 수 있게 된 것이다. 패러다임이 없어 하나의 명확한 이론값이 없다면 오차 또한 존재할 수 없다. 기계의부정확함과 실험자의 실수로 인한 오차도 사실-수집의 대상이 된다. 하지만명확한 이론값이 존재한다면 실험값의 오차를 확인할 수 있고, 이를 토대로 기계를 개량하게 된다. 천문학 역시 천동설이 제시하는 이론값과 실제 측정값의 차이를 오차로 보았으며 천문 관측 기구 또한 개량되었다.


 정상과학의 또 다른 특징은 이론이 발전한다는 점이다. 패러다임은 기본적인 개념과 간단한 방정식만을 제시하고, 이후 계속되는연구를 통해 여러 이론과 세밀한 방정식이 나타나게 된다. 천동설의 경우 프톨레마이오스 체계에 근거한이론값이 당시로서는 최고의 정확도를 갖는 측정값과 맞아 떨어지지 않는 문제점을 해결하는 것이 정상과학 행위의 가장 큰 퍼즐이었다.


 하지만 정상과학 행위는 기본적으로 패러다임의 틀을 벗어나지 못한다. 천동설 패러다임 시절의 천문학은 기본적으로 천체들의 질량에 아무런 관심이 없었다. 뉴턴 역학이 존재하지 않았기 때문에 천체의 질량이 자신의 궤도를 정해주는 변인 중 하나라는 사실 자체를 몰랐기때문에 이는 의미 있는 사실이 아니었다.

 


[1] 토머스 S. , 2009. 과학혁명의 구조. Translatedfrom English by 김명자. 서울: 까치글방, p. 34



덧글

  • ㅇㅇ 2016/01/25 04:25 # 삭제 답글

    천동설이 제시하는대로 그에따른 관측기계의 개량이 일어났다고 언급하셨는데 구체적인 사례를 들어주실수있나요?
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