[ Henk W. de Regt (2017), Understanding scientific understanding (Oxford University Press), pp. 1-14. ]
1.1. Scientific understanding: diversity and disagreement
1.2. Integrating history and philosophy of scientific understanding
1.3. Overview
[pp. 1-2]
- 과학의 목적이 우리를 둘러싼 세계에 대한 이해를 제공하는 것이라고 하는 것은 상식적인 것으로 보임.
- 그런데 과학적 이해는 정확히 무엇인가?
• 이는 과학적 설명에 관한 오랜 논쟁의 맥락에서 과학철학자들이 전하는 철학적 질문.
- 새먼: 과학적 설명의 주요 목적은 사건과 현상에 대한 이해를 산출하는 것
• 인과적 설명에 초점을 맞추고 이해가 현상의 원인들을 포괄하지 않음에 의해 종종 달성된다는 사실에 주목함.
[pp. 2-3]
- 과학적 이해의 본성에 관한 질문은 역사적 질문이기도 함.
• 그것에 답하기 위해서 우리는 과학적 탐구가 일련의 역사적 발전에서 실제로 어떻게 이해를 산출해왔는지를 살펴봄.
- 역사적 현상으로서 과학은 이해 개념과 관련하여 정의될 것임.
• 고대 그리스에서 탄생한 과학은, 변덕스러운 초-자연적 신들의 변덕스러운 의지가 아니라 자연적 원인과 법칙들과 관련하여 자연 현상을 이해와 관련됨.
• 아리스토텔레스: “인간은 본성상 알고자 한다.”
• 조나단 리어(Jonathan Lear)는 아리스토텔레스의 말을 “이해하고자 한다”로 해석하는 것이 더 낫다고 주장함.
1.1. Scientific understanding: diversity and disagreement
[p. 3]
- 이 책의 목적은, 과학이 제공하는 이해의 본성을 탐구하고 해명하는 것.
- 질문: 과학적 이해에 관한 보편적이고 무-시간적인 기준이 있는가?
- 답변: 아니다.
- 1920년대 양자 역학의 사례는 이해가능성(intelligibility)와 이해(understanding)에 대한 과학자들의 기준이 통시적으로나 공시적으로나 강하게 변하는 것을 보여줌.
[pp. 3-4]
- 첫 번째 양자역학은 닐스 보어가 발전시킴.
- 1920년대 초반 많은 물리학자들이 보어의 이론을 개선하려고 함.
• 1925년 하이젠베르크, 1926년 슈뢰딩거
- 하이젠베르크의 행렬 역학은 관찰된 양들의 관계만을 기술하고자 함.
• 원자들이 방출하는 스펙트럼 선들의 빈도와 강도 등
• 원자의 내적 구조의 구체적인 그림이나 모형은 제공하지 않음.
• 행렬 이론 같은 수학에 기반한 매우 추상적인 이론이라 당시 대부분의 물리학자들에게 익숙하지 않았음.
- 슈뢰딩거의 파동 역학은 시각적인 원자 구조의 가능성을 제안함.
• 원자를 파동 현상과 관련하여 기술함.
• 파동 역학의 수학은 행렬 역학보다 더 쉽고 물리학자들에게 익숙함. 대학 물리학의 일부분인 파동 방정식에 기반함.
[pp. 4-5]
- 두 이론의 지지자들은 어떤 이론이 더 우월한지에 대해 격렬한 논의를 함.
- 슈뢰딩거는 단순히 현상을 기술하고 예측하는 것을 넘어서서 현상에 대한 참된 이해를 제공한다고 주장함.
• 시각화가 과학적 이해의 필요조건이라는 견해를 표현함.
• 시각화-가능한 이론만이 이해가능하며 현상에 관한 이해를 제공할 수 있다는 것.
• 파동 역학은 시각화-가능하므로 이해가능하고, 파동 역학은 그렇지 않다는 것.
- 또한, 슈뢰딩거는 시각화-가능하고 이해가능한 이론이 더 다산적이라고 주장함.
• 파동 역학의 시각화가능성과 수학적 구조 때문에 매우 다양한 물리학적 문제 상황에 더 쉽게 응용가능하다는 것.
- 행렬 역학의 지지자들은 행렬 역학도 이해를 산출할 수 있다고 주장하며, 이해가능성이 시각화가능성과 관련된다는 주장을 논박함.
• 파울리는 행렬 역학이 파동 역학보다 덜 이해가능적으로 보일 수 있음을 인정하지만, 이해는 그 이론의 새로운 개념적 체계에 익숙해지느냐에 관한 문제라고 주장함.
• 미래의 물리학자들이 양자 역학을 사용할 때, 그들은 양자 역학이 시각화-가능하지 않더라도 이해가능하다고 생각할 수 있다는 것.
[p. 5]
- 두 이론의 경쟁은 궁극적으로 두 이론의 합성으로 이끎.
- 슈뢰딩거의 경우, 양자 역학의 시각화-가능한 해석은 충족되지 않음.
• 특정한 기술적 문제 때문에 완전한 시각화는 불가능
- 하이젠베르크는 급진적인 추상적 접근을 포기하고 시각화-가능한 개념들을 재도입.
• 원자적 수준에서 전자들의 위치와 운동량 등.
- 행렬 역학과 파동 역학의 결합은 양자 역학을 오늘날 받아들이고 가르치는 것이 되게끔 함.
- 역사는 이해가능성과 이해의 표준이 달라지고 바뀔 수 있음을 보여줌.
- 양자역학의 역사는 이해와 이해가능성에 관한 논쟁이 종종 과학적 발전을 자극할 수 있음을 보여줌.
[pp. 5-6]
- 오늘날에도 물리학자들과 철학자들은 양자역학이 이해를 제공할 수 있는지에 대해 논쟁함.
- 물론, 양자 역학이 예외적인 사례라고 주장할 수 있음.
• 예) 파인만: “인간의 모든 직접적인 경험과 인간의 직관은 큰 물체들에 적용되기 때문에, 전문가들조차도 양자역학을 이해하지 못한다.”
- 양자역학이 이상한 이론이지만, 과학자들이 양자역학의 이해가능성에 관하여 불일치한다는 사실은 예외적이지 않음.
- 이 책에서 물리학사에서 흔히 나오는 이론의 이해가능성과 과학적 이해의 기준에 관한 논쟁을 보여줄 것.
1.2. Integrating history and philosophy of scientific understanding
[p. 6]
- 설명에 관한 전통적인 철학적 설명은 과학에 관한 역사적이고 경험적인 연구의 안내를 받지 않은 것으로 보임.
- 과학철학에서 설명에 관한 논쟁은 여전히 논리경험주의 전통을 따르고 있음.
• (1) 과학적 설명에 관한 철학적 분석은 설명적 이해가 어떻게 달성되는지에 대한 과학자들의 견해의 차이를 무시함.
• (2) 좋은 과학적 설명은 이해를 산출한다고 하면서도, 이해와 이해가능성을 철학적으로 무관한 것으로 간주하고 그에 따라 실제 과학 활동에서의 이해에 관한 논쟁들을 무시함.
- 이 책은 철학적 연구이면서 과학적 실행에 관한 구체적인 역사적 사례 연구를 포함함.
- 이 책의 목적은 과학적 실행에 실제로 적용된 이해의 기준을 기술하고 그러한 기준의 역할과 역사적 변동을 설명하는, 이해에 관한 이론을 발전시키고 옹호하는 것.
[pp. 6-7]
- 이러한 접근 방식은 설명적 이해에 관한 철학적 주류 논의와 근본적으로 다름.
- 이 책은 체계적인 철학적 분석과 역사적 사례 연구를 결합하는, 과학사와 과학철학(HPS)의 전통 위에 있음.
• HPS의 전통은 뿌리가 1960년대. 핸슨, 툴민, 파이어아벤트, 쿤 등
• 쿤의 저작의 막대한 영향에도 불구하고, 과학에 대한 역사 연구와 철학 연구를 한 분야(HPS)로 결합하는 발상은 어려움을 겪었고, 1980년대부터 다시 역사학자와 철학자가 갈라짐.
• 최근에 HPS의 이상이 부활하고 있고 새로운 시도들이 과학사와 과학철학의 통합에 활력을 불어넣고 있음.
[pp. 7-8]
- HPS 접근의 어려움은 과학에 관한 철학적 주장을 강화하는 데 역사 연구가 어떻게 활용될 수 있느냐는 것.
- 조셉 피트(Joseph Pitt): “사례 연구의 딜레마”
• “[...] 한 편으로, 사례가 철학적 주장을 예화하기 때문에 선택된다면, 역사 자료가 그 주장과 부합하기 위해 조작되지 않았음이 명확하지 않다. 다른 한편으로, 누군가 사례 연구를 시작한다면, 어디로 가야 할지 명확하지 않다. 한 사례 또는 두세 사례조차도 그로부터 일반화하는 것은 비-합리적이기 때문이다.”
- 사례 연구를 사용하는 철학자는 “체리 따기”(cherry-picking)나 지나친 일반화의 혐의가 있으나 그러한 우려는 근거가 없음. 왜냐하면 피트의 딜레마는 과학사와 과학철학의 관계에 관한 오도된 견해에 근거하기 때문임.
- “HPS의 대항 모형”(confrontational model of HPS)
• 과학철학은 역사 자료에 직면해야만 함.
• HPS를 시작한 핵심 동기는 그 당시 과학철학(특히 논리경험주의)이 실제 과학의 가르침에서 벗어났다는 생각.
• 과학철학 이론을 역사 자료에 대하여 “시험”하는 것.
- 데 렉은 과학철학이 과거와 현재의 과학의 실제 실행들을 설명해야 한다고 믿음.
• 단순한 대항 모형의 주요 어려움은 과학철학과 과학사의 관계를 과학에서의 이론-자료 관계와 비교가능한 것으로 생각한다는 것.
• 대항 모형은 철학자들이 과학의 본성에 관한 일반적인 주장들을 하기를 원하고, 주장할 수 있고, 주장해야 하는 반면, 역사가들은 특정한 역사적 일화들을 단순히 기술하기를 원하고, 기술할 할 수 있고, 주장해야 한다는 것을 가정함.
[p. 8]
- 대항 모형은 유지되기 어려움.
• 이유(1): 과학에 대한 보편적인 철학 이론은 실패하기 쉬움.
• 이유(2): 역사적 일화에 대한 순수하게 이론-중립적 기술은 불가능함.
- 이유(1)은 역사적 존재자로서 과학이 바뀌기 쉽다는 사실에서 따라나옴.
- 이유(2)는 과학의 본성에 관한 철학적 개념 없이 과학사를 쓰는 것은 불가능하다는 사실에서 따라나옴.
• 유관한 역사 자료를 선택하기 위해서 과학이 무엇인지에 대한 어떠한 생각을 가정해야만 함. 자료를 해석하고 정합적인 내러티브를 구성하기 위해서는 특정한 철학적 개념(예: 과학 이론, 관찰, 실험, 설명 등의 본성)을 적용해야 함.
[pp. 8-10]
- 대항 모형을 초월하는 HPS 접근을 형식화하려는 시도
- 유타 시코레(Jutta Schickore): 해석학적 접근(hermeneutic approach)을 채택해야 함.
• “초기 사례 판단들과 잠정적인 분석 개념들은 둘이 균형을 이룰 때까지 점진적으로 화해한다.”
• 따라서 철학적 분석과 역사 연구는 지속적이고 동시적으로 상호작용해야 함.
• .....
- 장하석: “역사-철학 상호작용의 양태”
존재하는 철학적 틀
• 역사학적 퍼즐: 이해하기 어려운 일화
• 새로운 철학적 틀에 대한 탐구
• 새로운 철학적 틀에서 일화에 대한 더 나은 이해
• 새로운 철학적 틀의 발전
• 새로운 틀을 다른 일화에 응용 (Chang 2012, 121)
- 과학철학은 본질주의에 빠지지 않고도 과학에 대한 본질적인 주장을 할 수 있다는 것
[pp. 10-11]
- 과학적 이해에 관한 데 렉의 이론은 맥락 이론(contextual theory)
• 역사 연구는 설명적 이해에 관한 보편적으로 타당하고 무-시간적인 표준이 없음을 보여주기 때문.
• 그렇지만, 이론은 과학적 이해를 달성하는 일반적 특성과 기준을 구체화하며, 그래서 역사를 통하여 이해의 개념이 바뀐다는 논제와 일관되는지 물을 수 있음.
• 여기에 모순이 없음.
• 이해에 관한 일반적 특성과 기준이 역사적・학문적 변동을 허용하는 요소들을 포함하는 한, 순수하게 국소적인 맥락을 초월하는 설명을 형식화하는 것도 가능함.
- 역사적 변동에 덧붙여 이해의 개념과 기준에서의 분과적 변동도 있음.
• 현재 연구는 물리학에 초점을 맞추지만, 이해에 관한 제안된 설명은 자연과학들에 더 일반적으로 응용될 수 있을 것임.
[p. 11]
- 데 렉은 역사 연구에 기반하지만, 인지과학과 심리학의 결과도 언급함.
- 그러므로 데 렉의 접근은 과학철학은 과학의 경험적 연구의 결과를 설명해야 한다는 생각에 기반한다는 의미에서 “자연주의적”인 것으로 간주할 수 있음.
- 그러나 콰인처럼 철저하게 자연주의적 입장을 승인하는 것은 아님.
• 콰인은 철학을 경험 과학으로 완전히 환원해야 한다는 입장
- 데 렉은 자연주의적 접근이 “과학에 관한 연구 그 자체가 과학이어야만 한다”는 생각으로 여겨진다면, 인간 과학에만 해당되고 자연과학에는 해당하지 않는다는 입장.
1.3. Overview
■ 책의 전반부 [p. 12]
- 이 책은 전통적인 견해에 반대하는 논증으로 시작함.
• 전통적인 견해: 이해는 단순히 심리적이고 주관적인 설명의 부산물이므로, 철학적 분석과는 무관함.
- 2장: 현상에 대한 이해에 도달하는 것은 과학의 핵심적인 인식론적 목표임을 논증함.
• 이해가능성 개념을 도입. 과학자들이 이론 사용을 용이하게 하는 질들의 묶음에 할당하는 가치로서 이해가능성이 정의되고 이는 이해를 달성하는 데 본질적임을 보여줌.
• 이해가능성은 실용적인 가치이지만, 이는 과학적 설명과 이해의 객관성을 위협하지 않음을 논증함.
- 3장: 이해의 본성에 관한 주장이나 함축을 하는 설명 이론은 어떤 것이 있는지 살펴봄.
• 이러한 모형들의 이점과 문제점에 기반하여, 데 렛은 설명 유형의 다원성을 받아들여야 한다는 점과 각 유형이 어떻게 이해를 산출하는지 설명하는 전체를 아우르는 이론이 필요하다는 것을 결론내림.
• 새먼은 인과적 모형과 통합주의 모형이 이해를 달성하는 상호보완적인 방식으로 화해될 수 있음을 제안했으나, 그러한 제안에 대한 비판적 분석은 그러한 시도가 실패함을 보여줌. 그 대신 더 급진적으로 다원적인 접근이 요구됨.
- 4장: 과학적 이해에 관한 맥락 이론(contextual theory)을 보여줌.
• 얼마나 다양한 설명 전략들이 이해의 목표를 달성하기 위한 대안적 도구로서 기능하는지 보여줌으로써 설명 유형의 다양성을 수용한다는 것.
• 현상에 대한 이해는 이해가능성 이론을 요구하며, 과학자들이 개념적 도구를 필요로 하고 현상의 이해를 달성하기 위하여 특정 이론을 사용할 기술과 관련됨.
• 개념적 도구들의 사용가능성과 수용가능성은 역사적, 사회적, 또는 분야적 맥락에서 바꿀 수 있음.
■ 책의 후반부 [pp. 12-14]
- 책의 후반부는 이해의 쟁점의 다양한 측면들을 부각하는 역사 사례 연구를 제공함.
- 5장은 형이상학적 세계관과 과학적 이해의 관계에 초점을 맞춤.
• 보편 중력에 관한 뉴튼의 이론의 이해가능성에 관한 17세기의 논쟁과, 접촉 운동과 원격 운동에 관한 18세기와 19세기 물리학자들의 견해의 발전을 평가함.
• 이는 이해에 관한 기준이 시간에 따라 어떻게 바뀔 수 있는지 보여주는 좋은 사례
- 6장은 19세기 물리학에서 역학 모형들이 어떻게 이해를 제공할 수 있는지 평가함.
• 톰슨, 맥스웰, 볼츠만은 역학 모형들의 기능과 지위에 대한 명시적 견해, 특히 이해를 제공할 때의 그러한 역할을 제시함.
• 켈빈: “내가 어떤 역학 모형을 어떤 것(a thing)으로 만들 수 있기 전까지 나는 절대로 만족하지 않는다. 내가 어떤 역학 모형을 만들 수 있다면, 나는 그것을 이해할 수 있는 것이다.”
• 데 렉은 이러한 견해가 과학적 실행에 어떻게 영향을 미쳤는지를 탐구함.
• 볼츠만의 “그림 이론”(picture theory)
- 7장: 시각화가능성과 이해가능성의 관계를 논의함.
• 20세기 전반부 고전 역학에서 양자 역학으로 이행
• 데 렉은 행렬 역학과 파동 역학의 이해가능성에 관한 논쟁을 분석함.
• 시각화와 이해의 관계는 1926년 전자 스핀의 발견을 설명하는 것과 전후 양자 물리학에서 파인만 다이어그램의 도입 등 시각화의 역할을 탐구하는 것으로 보여줄 수 있음.
• 데 렉은 시각화가능성은 이해에 관한 많은 가능성 중 하나일 뿐이라고 결론 내림.
- 8장: 데 렉 자신의 맥락 이론의 범위와, 상대주의와 규범주의의 쟁점에 대한 반영을 결론내림.
(2021.06.11.)
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