성실한 과학철학 연구자

1. 들어가는 말 1905년에 발표된 특수상대성 이론은 등속 운동에 대한 갈릴레이-뉴턴 상대성원리를 역학에서 물리학의 모든 영역으로 확장한 이론이었다. 2년 뒤인 1907년에 아인슈타인은 상대성원리를 모든 종류의 임의적 운동으로 확장하고자 했다. 왜냐하면 아인슈타인은 궁극적으로는 모든 운동이 상대적인 운동이어야 한다고 생각했기 때문이다. 그러나 아인슈타인의 일반상대성 이론은 모든 운동을 상대적인 것으로 만든 이론은 아니었다. 그의 이론은 정확히 말해 새로운 중력이론이었다. 일반상대성은 실제로 그의 이론에서 완전히 구현되지 못했던 것이다. 아인슈타인 역시 등속운동과 비등속운동 사이에 차이가 있다는 것을 알고 있었다. 이 차이를 극복하기 위해, 아인슈타인은 국소적으로는 가속도의 효과와 중력의 효과를 구분할 ..

1. 여는 말: 죽은 아인슈타인에게 무슨 일이 있었나? 토머스 쿤은 자신의『과학혁명의 구조』에서, 성숙과학의 지위에 오른 과학이 위기 상황을 맞이했을 때의 패러다임의 변화는 이전까지의 패러다임과는 공약불가능할 정도로 다른 새로운 패러다임을 제시함을 통해 이루어지는 것으로 그리고 있다. 그리고 이 때 새로운 패러다임을 제시하는 과학자들이 갖는 영감의 원천들에 대한 합리적인 설명을 하는 것은 원칙적으로 불가능하다. 예를 들어 코페르니쿠스, 갈릴레이, 케플러 등은 아리스토텔레스 주의에 입각한 이전까지의 천문학 및 물리학과는 공약불가능한 새로운 천문학과 물리학을 착안했지만, 그들이 구체적으로 어떤 사고 과정을 통해서 이러한 새로운 패러다임을 제시할 수 있었는지의 문제는 들춰볼 수 없는 어두운 베일에 가려져 있다..

나는 과학 애호가다. 내가 왜 과학 애호가가 되었는지는 나도 잘 모른다. 그냥 좋으니까 시간이 나면 나도 모르게 과학에 대한 책을 읽고 과학에 대한 동영상들을 찾아보며 과학에 대한 글을 쓴다. 과학 애호가인 것이 좀 독특한 취향일 수는 있다. 하지만 과학을 좋아하는 것은 야구나 등산을 좋아하는 것, 요리를 좋아하는 것과 크게 다르지 않다고 생각한다. 과학을 좋아하는 사람들이 많아지면 우리나라의 과학 문화 역시 좀 더 발전할 수 있을 것이다. 음악과 영화를 좋아하는 사람들이 많아 우리의 음악과 영화는 세계적 수준으로 발전할 수 있었다. 과학 애호가가 되어 좋은 것은 과학을 굳이 잘하지 않아도 된다는 것이다. 학창시절 누구나 수학과 물리학 문제를 풀면서 고생한 경험이 있을 것이다. 100점 만점에 어떤 사람..

직장에 다니면서부터 전에 비해 제법 많은 돈을 벌게 되었다. 하지만 실제로 내가 나 스스로를 위해 쓰는 돈은 취직하기 전에 비해서 별반 달라진 게 없다. 나는 책을 좋아하지만 책을 사는 데 많은 돈을 들일 필요가 없다. 정말 좋다고 생각하는 책들은 대학원에서 공부할 때 대부분 마련해두었다. 꼭 살 필요가 없고 빌려서 봐도 좋은 책들은 동네 도서관이나 직장 도서실에서 대여한다. 인터넷에서 PDF 파일을 구할 수 있는 경우도 있다. 글을 쓸 수 있는 공책과 펜은 그다지 비싸지 않고, 문서작업용 노트북도 저렴한 가격으로 마련해 둔 상태다. 옷도 그렇다. 대학시절 이후로 나의 체형은 크게 변하지 않아서 집에 입을 수 있는 옷들이 많다. 그래서 나는 굳이 새 옷을 사 입을 필요가 없다고 생각한다. 가끔씩 직장에서..

한때 나는 과학자가 되고 싶었다. 좀 더 구체적으로는 수학과나 물리학과에 진학해서 수학자나 물리학자가 되거나, 수학교육과나 물리교육과에 진학해서 중학교나 고등학교에서 수학과 물리학을 가르치는 선생님이 되고 싶었다. 하지만 학창시절에 철학에 대한 열정이 열병처럼 나를 사로잡았고, 나는 그 열정을 따라 철학과로 진학했다. 지금도 가끔씩 나는 나의 선택을 후회하지만, 이미 지나간 시간을 되돌릴 수는 없다. 철학을 전공해서 과학의 의미를 연구하면서 이 땅에서 자리를 잡기란 쉽지 않은 일이었다. 나는 대학원에서 공부하면서 나의 역량이 부족함을 느꼈고, 결국 전공과는 다른 일을 하는 직장을 찾았다. 직장인인 나는 주중에 하루 8시간을 행정업무를 처리하는데 사용한다. 그것이 내가 해야 하는 일이기 때문이다. 행정업무..

유명한 과학자, 특히 수학자는 그가 하는 일에서 예술가와 같은 경험을 한다. 그의 기쁨은 그만큼 크고 본질적으로 그와 같은 것이다. -앙리 푸앵카레- 1. 여는 말 : 19세기 말 자연과학의 풍경 19세기가 끝나갈 무렵의 자연과학의 상황은 매우 다채롭고 역동적이었다. 아이작 뉴턴(Issac Newton)이 그의 저작 『자연철학의 수학적 원리』(Philosophiae Naturalis Principia Mathematica)를 1687년에 발표한 이후, 역학과 해석학은 서로 분리되지 않은 상태에서 지속적인 발전을 거듭한다. 수학과 물리학 사이의 상호작용은 복잡하면서도 필수적이다. 물리학적 직관이 수학의 개념들을 창시하는 데 결정적인 역할을 할 뿐만 아니라, 물리학적 직관 또한 수학적 개념들로 투영되었을 경..

핸슨(N. R. Hanson)에 의하면 이제까지의 과학철학자들은 법칙, 가설, 이론들이 초기에 시험적으로 제시될 때의 추론 과정에 대해서 관심을 두지 않았다. 새로운 자료를 발견한 경우 과학자들은 그에 관련한 개념적 유형(conceptual pattern)에 잘 들어맞는 설명(explanation)을 찾으려 한다. 현상을 설명하는 이론은 자료들을 개념적으로 조직화한 후 그것을 설명할 수 있는 그럴싸한 가설들을 귀추적으로(retroductively) 추론하는 과정을 통해서 발견된다. 요한네스 케플러(Johannes Kepler)와 티코 브라헤(Tycho Brahe)가 함께 새벽에 떠오르는 태양을 바라보고 있다. 그 순간 케플러는 태양이 고정되어 있고 지구가 그 주위를 돌고 있다고 생각하지만, 브라헤는 지구..

카르납(Carnap)은 가설들이 입증되었는지(confirmed)의 여부 혹은 가설들이 충분히 의미 있는지의 여부를, 가설들로부터 관찰 가능한 주장을 이끌어내는 것을 통해 판가름할 수 있으리라 생각했다. 이에 따라 등장한 문제는, 부분적인 증거가 이론 전체의 일부분과 어떤 유관한 관계를 맺는가를 결정하는 것이었다. 대표적인 예로 헴펠(Hempel)이 제시한 역 귀결조건(converse consequence condition)을 생각해보자. 이 조건에 따르면, 증거 e가 가설 g를 입증하고 가설 h가 논리적으로 g를 도출할 수 있는 경우, 증거 e는 가설 h 또한 입증한다. 입증과 관련된 헴펠의 또 다른 원리에 따르면, 만약 e가 h를 입증하면 e는 h의 모든 귀결을 입증한다. 이 둘을 엮어보면, 특정한 진..

23. 물리적 연산규칙(calculi)과 그 해석 우리는 먼저 연산규칙을 구성하고, 해당하는 물리 이론이 실질적 내용(factual content)을 갖는 해석된 체계가 될 수 있도록 의미론적 규칙의 형식을 띤 해석을 부여한다. 이론물리학에서는 주로 연산규칙을 구성하고 그 안에서 연역해내는 작업을 한다. 실험물리학에서는 이 연역 결과를 해석하고 실험을 통해 해당 이론을 시험한다. 대표적인 예로 열팽창 이론을 살펴보자. (의미론적 규칙) 는 시각 에 센티미터 단위로 나타낸 물체 의 길이이다. 는 시각 에 섭씨 단위로 나타낸 물체 의 절대 온도이다. 는 물체 의 열팽창 계수를 나타낸다. 은 고체 물체의 집합을 나타낸다. 은 철 물체의 집합을 나타낸다. (공리, 혹은 의미론적 규칙에 의한 물리 법칙) 모든 에..

다른 사람들이 나를 인정해 주는지와 독립적으로 지금껏 나는 나의 길을 걸어왔다. 내가 생각할 때 나는 다른 사람들의 칭찬과 격려를 받으면서 승리의 길을 걸어왔다기보다는, 나는 가치 있고 의미 있다고 생각하지만 다른 사람들은 관심이 없거나 별반 가치가 없다고 생각하는 길을 묵묵하고 뚝심 있게 걸어왔다고 할 수 있다. 이와 관련해서 나는 유태인의 삶, 19세기 노동자의 삶, 방랑자의 삶을 떠올린다. 나라를 잃고 종교적으로도 박해 받던 유태인들은 힘든 일상 속에서도 자신들 고유의 신앙과 지혜의 전통을 지켜나갔다. 나에게 철학을 계속 공부하는 것은 유태인들이 생업에 종사하면서도 신앙과 지혜를 지켜나갔던 것과 유사한 의미를 갖는다. 또 다른 비유는 19세기 노동자의 삶과 관련된다. 19세기 대다수의 노동자들은 고..