[ Carl G. Hempel (1966), Philosophy of Natural Science (Prentice Hall).
칼 구스타프 헴펠, 「6장. 이론과 이론적 설명」, 『자연과학철학』, 곽강제 옮김 (서광사, 2010). ]
6.1. 이론의 일반적 특성
(General chacracteristics of theories)
6.2. 내부 원리와 교량 원리
(Internal principles and bridge principles)
6.3. 이론적 이해 (Theoretical understanding)
6.4. 이론적 존재자들의 지위
(The status of theoretical entities)
6.5. 설명과 “익숙한 것으로의 환원”
(Explanation and “reduction to the familiar”)
6.1. 이론의 일반적 특성
(General chacracteristics of theories)
■ [pp. 70-71, 145-146쪽]
- 현상들에 대한 기존 연구가 경험 법칙의 형식으로 표현될 수 있는 일양성의 체계를 드러낼 때, 이론이 도입됨.
- 이론은 이러한 규칙성을 설명하고자 하며, 현상을 더 깊고 정확하게 이해하고자 함.
- 이론은 문제의 현상을 배후의 존재자들(entities)과 과정들(processes)의 현시(manifestation)로 해석함.
- 이러한 존재자와 과정은 이론적 법칙이나 원리의 지배를 받는다고 가정됨.
• 이러한 가정은, 이론이 이전의 발전된 경험적 일양성을 설명하고 비슷한 종류의 “새로운” 규칙성을 예측한 것에 의한 것임.
- 사례(1): 태양계에 관한 프톨레마이오스와 코페르니쿠스의 체계
• 천체들의 “겉보기” 운동을 천문학적 우주의 구조와 천체들의 “실제” 운동에 관한 가정으로 해명함.
- 사례(2): 빛에 관한 입자설과 파동설
- 사례(3): 기체 운동론
[pp. 71-72, 146-148쪽]
- 과학 이론이 상정한 기본 존재자와 과정, 법칙은, 충분히 명료하고 정확해야 함.
- 사례: 생물학적 현상에 관한 신-생기론 개념
생물 현상을 설명하기 위해 비-물리적 존재자인 생명력(vital force)이나 활력(entelechy) 등을 상정하는 생기론
생기론은 어떤 조건에서 활력이 어떻게 작용하는지 설명하지 않으며, 특정한 실험 조건에서 어떤 생물학적 기제가 작용할지 예측하지도 않음.
이는 생기론이 상정하는 존재자들은 현상에 관한 구체적인 함축을 이끌어낼 수 있을 정도로 분명하고 정교하지 않기 때문임.
6.2. 내부 원리와 교량 원리
(Internal principles and bridge principles)
[pp. 72-73, 149-151쪽]
이론을 구성하기 위해서는 두 종류의 원리들을 구체화해야 함.
내부 원리(internal principle): 이론이 상정하는 존재자들과 과정들의 존재 양식을 규정
교량 원리(bridge principle): 근본적인 과정들이 경험적인 현상들에 어떻게 관련되는지에 관하여 말함.
예) 기체 운동을 설명하는 이론
기체 분자들의 미시적인 현상을 규정하는 것이 내부 원리
이러한 미시 현상들을 기체의 거시적인 성질들에 연결하는 것이 교량 원리.
예) 그레이엄(Graham)의 기체 확산 법칙
분자들의 무작위적 운동에 관한 확률 법칙들이 내부 원리를 구성함.
확산 속도(거시적 성질)가 분자들의 평균 속도(미시적 성질)에 비례한다는 가설이 교량 원리를 구성함.
[pp. 74-75, 153-154쪽]
내부 원리는 이론적으로 구성된 개념들을 다루기 때문에 이론적인 용어들을 통해 기술됨.
이론을 시험하기 위해서는 이론으로부터 도출된 귀결들을 선-이론적 용어들로 기술할 필요가 있음.
선-이론적인 용어: 이론을 구성하기에 앞서 이미 잘 알려져 있으며, 이론과는 독립적으로 사용될 수 있는 용어.
내부 원리로부터 시험 가능한 귀결들을 이끌어내기 위해서는 이론적인 개념들과 선-이론적인 개념들을 연결하는 과정이 필요하며, 교량 원리가 그러한 역할을 함.
교량 원리가 없는 이론은 경험적으로 시험할 수 없으며 설명력을 잃어버림.
6.3. 이론적 이해 (Theoretical understanding)
[p. 75, 154쪽]
- 원리적 시험가능성과 설명력은, 결정적으로 중요하지만, 과학 이론의 최소한의 필요조건일 뿐임.
두 조건을 만족시키는 체계가 과학적 흥미를 결여할 수 있음.
이론이 탐구 영역의 이해를 넓히는 방식(1) [75-76, 154-155쪽]
- 방식(1): 매우 다양한 현상에 대한 체계적으로 통일된 설명을 제공함.
이론이 탐구 영역의 이해를 넓히는 방식(2) [p. 76, 155-157쪽]
- 방식(2): 이전에 형식화된 경험 법칙이 엄격하고 예외없이 성립하는 것이 아니라 제한된 적용 범위 안에서 근사적으로만 성립함을 보여줌.
- 사례: 행성 운동에 대한 뉴튼의 이론적 설명은 케플러의 법칙이 근사치로서만 성립할 수밖에 없는 이유를 설명함.
이론이 탐구 영역의 이해를 넓히는 방식(3) [pp. 76-77, 157-158쪽]
방식(3): 해당 이론이 형식화될 때 알려지지 않았던 현상을 예측하고 설명함.
6.4. 이론적 존재자들의 지위 (The status of theoretical entities)
이론적 존재자들의 지위에 관한 견해(1) [pp. 77-79, 158-161쪽]
- 에딩턴의 『물리적 세계의 본성』
일상적으로 관찰되는 거시 현상과 존재자들은 실재하지 않으며, 거시 현상들의 배후에 있는 이론적 존재자들만이 실재한다는 견해.
이러한 견해에 따르면 기체 운동 이론은 미시적인 기체 분자들만이 실재하며, 압력에 따라 부피가 변화하는 거시적 존재자인 기체 덩어리는 실재적이지 않음.
이러한 견해는 타당하지 않음.
이론이 현상을 설명하는 것은 설명대상을 없애버리는 것(explain away)이 아님.
이론을 구성하는 교량 원리들이 거시 현상과 존재자들을 지시한다는 것은 그것들의 존재를 상정하고 있다는 것임.
이론적 존재자들의 지위에 관한 견해(2) [p. 79, 161쪽]
- 이론적 존재자들은 실재하지 않으며 설명적 편의를 위해 도입된 가상일뿐이라는 견해
- 세 가지 유형
견해(2)의 유형(1) [pp. 79-80, 161-163쪽]
- 유형(1)
이론이 명확한 의미를 가지기 위해서는, 이론에 의해 새롭게 도입되는 개념들이 이미 잘 알려진 개념들에 기반하여 정의되어야 함.
이론을 구성하는 과정에서 그러한 완전한 정의(full definition)가 주어지는 경우는 없으며, 논리적인 고찰을 통해 우리는 그것이 불가능하다는 결론에 도달함.
따라서 이론적 존재자들은 명확하게 정의된 의미를 가질 수 없으며 실재할 수 없다.
- 반박:
완전한 정의를 요구하는 것은 지나치게 강력한 요구다. 완전한 정의가 주어지지 않는 개념도 우리는 명확하게 이해할 수 있다.
예) 온도라는 개념을 수은 온도계를 통해 이해할 때 온도의 일반적인 정의가 주어지는 것은 아님. 수은의 어는점 이하 온도와 끓는점 이상의 온도는 정의되지 않음. 그렇다고 해서 온도의 의미가 명확히 주어지지 않는 것은 아님.
견해(2)의 유형(2) [pp. 80-81, 163-164쪽]
- 유형(2)
물리량들을 측정한 데이터 집합으로부터 여러 가지 곡선들을 연결할 수 있듯이, 아무리 풍부한 경험적 근거들이 주어지더라도 그것을 설명하는 이론과 법칙은 항상 다수 존재함.
어떠한 이론이 상정하는 존재자들이 실재하는 것으로 이해한다면, 같은 현상을 설명하는 다른 이론들이 상정하는 존재자들도 실재하는 것으로 이해해야 함.
이것은 타당하지 않으므로, 이론적 존재자에 실재적 지위를 부여하는 것은 타당하지 않음.
- 반박
창문 밖에서 새의 울음소리가 들려올 때, 이 소리는 창문 밖에서 우는 새가 존재한다고 가정하여 설명할 수도 있지만, 새의 울음소리를 흉내 내는 어떤 사람이 존재한다고 가정하여 설명할 수도 있음.
위 견해에 따른다면 다수의 설명 가설이 대립하는 이러한 상황에서 우리는 창문 밖에 실제로 존재하는 무언가를 가정할 수 없다.
견해(2)의 유형(3) [pp. 81-82 164-165쪽]
- 유형(3)
과학 이론은 감각에 경험적으로 주어지는 현상을 체계적으로 설명하는 것을 목적으로 한다. 따라서 감관을 통해 확인할 수 있는 존재자와 과정만을 고려해야 한다.
- 반박
6.5. 설명과 “익숙한 것으로의 환원”
(Explanation and “reduction to the familiar”)
[pp. 83-84, 168-170쪽]
과학은 익숙하지 않고 난해한 현상과 개념을 우리에게 이미 익숙한 현상과 개념들로 환원하여 설명하는 것이라는 견해가 있음.
어떤 과학적 설명은 이러한 견해가 잘 들어맞기도 함.
그러나 과학이 항상 익숙한 것으로의 환원을 통해 작용하는 것은 아님.
과학적 설명의 목적은 자연 현상에 대한 익숙함과 친근감을 불러일으키는 것이 아님.
익숙함과 친근감을 주기 위한 목적은 과학이 아닌 단순한 은유만으로도 가능함.
(2019.01.31.)
