토마스 쿤 - 과학혁명의 구조

1. 서론 : 역사의 역할

Introduction : A Role for History
만약 역사가 일화(逸話) 또는 연대기(年代記) 이상의 것들로 채워진 보고(寶庫)라고 간주된다면, 역사는 우리에게 지금 주어져 있는 과학의 이미지에 대한 결정적인 변형을 일으킬 수 있을 것이다. 그런 이미지는 심지어 과학자들 자신에 의해서도 예전에는 고전에 기록된 대로, 그리고 보다 최근에는 과학의 새로운 시대마다 그 훈련을 쌓도록 익히는 교과서들에 기록된 대로, 주로 완결된 과학적 업적들의 연구로부터 형성되어 왔다. 그러나 이러한 저작들의 목적은 필연적으로 설득조인데다 교육용이다. 그런 것들로부터 얻어진 과학의 개념이란 마치 어느 국가의 문화의 이미지를 관광 안내책자나 어학교본에서 끌어낸 격이나 다를 바 없이 실제 활동과는 잘 맞지 않는다. 이 에세이는 근본적으로 우리가 그런 책에 의해서 오도되어 왔다는 것을 밝히려고 한다. 이 글이 겨냥하는 것은 연구 활동 자체의 사적(史的)인 기록으로부터 드러날 수 있는 전혀 새로운 과학의 개념을 그리는 것이다.
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거의 빠짐없이 이런 책들에는 과학적 방법들이 단순히 교과서 데이터를 모…(생략)

2. 정상과학에의 길

3. 정상과학의 성격

4. 수수께기 풀이로서의 정상과학

5. 패러다임의 우선성

6. 이상(異常) 현상과 과학적 발견의 출현

7. 위기, 그리고 과학 이론의 출현

8. 위기에 대한 반응

9. 과학혁명의 성격과 필연성

10. 세계관의 변화로서의 혁명

사람이 무엇을 보게 되는가는 그가 바라보는 대상에도 달려 있지만, 이전의 시각-개념상의 경험(visual-conceptual exprience)이 그에게 무엇을 보도록 가르쳤는가에도 달려 있다.

16세기 말기의 천문학자들은 그 이전에는 불변의 행성과 항성에게만 허용되던 공간에서 멋대로 떠돌아다니는 혜성들을 계속 발견하고 있었다. 옛 대상을 옛 기기로 관측하면서 천문학자들이 그토록 쉽고 빠르게 새로운 것들을 보았다는 사실은, 코페르니쿠스 이후의 천문학자들이 전과는 다른 세계에 살게 되었다는 것을 말한다.

속박된 낙하 운동(constrande fall)을 관측하면서, 아리스토텔레스주의자는 돌의 무게와 운동에서 그것이 올려진 수직 높이, 그리고 그것이 떨어져 정지하기까지 걸린 시간 등을 측정할 것이다(아니면 적어도 논의할 것이다―아리스토텔레스주의자들은 측정을 거의 하지 않았다). 매질의 저항과 더불어 이런 것들은, 낙하체를 다룸에 있어 아리스토텔레스주의 과학에 의해 사용되는 개념적 범주들이었다. 그것들에 의해 인도된 정상 연구는 갈릴레오가 발견했던 법칙들을 생산해 냈을 리가 없다. 그것은 다만 흔들리는 돌(swinging stone)에 대한 갈릴레오의 생각을 낳게 한 일련의 위기 국면으로 인도할 수 있을 뿐이었으며 다른 경로를 따라 실제로 그렇게 했다. 그러한 위기들과 그 밖의 지적인 변화의 결과로서, 갈릴레오는 흔들리는 돌을 전혀 다른 방식으로 보게 되었다.

낙하하는 돌을 관찰하면서, 아리스토텔레스는 하나의 과정(process)보다는 오히려 상태의 변화(change of state)를 보았다. 따라서 그에게는 운동의 의미 있는 척도들은 움직인 전체 거리와 경과한 전체 시간이었으며, 이것들은 우리가 오늘날 속도라고 부르는 것이 아니라 평균 속도라고 불러야 할 것을 제공하는 파라미터들이었다. 이와 마찬가지로 아리스토텔레스는, 돌을 그 본성에 의해 그 최종의 정지 위치에 이르도록 정해져 있었기 때문에, 운동이 일어나는 도중의 어느 시점에서의 의미 있는 거리 파라미터를 운동의 시발점으로부터의 거리가 아니라 운동의 최종 지점까지의 거리로 보았다.

18세기 동안, 선택적 친화력(elective affinity)의 이론은 훌륭한 화학 패러다임으로서, 화학 실험법의 설계와 분석에 널리 그리고 때로는 성공적으로 적용되었다.

물 속의 소금이나 질소 중에 섞인 산소는 구리를 산화시켜 얻는 결합과 마찬가지의 화학적 결합의 한 실례로 여겨졌다. 이처럼 용액(solutions)을 화합물(compounds)로 간주하는 견해는 매우 완강했다. 친화력 이론은 그 자체로서 잘 입증되었다. 게다가 화합물의 생성은 용액에서 관찰되는 균질성을 설명해 주었다. 예를 들어, 만일 산소와 질소가 공기 중에서 결합되어 있는 것이 아니라 그저 섞여 있기만 한 것이라면 보다 무거운 기체, 즉 산소가 바닥으로 가라앉아야 할 것이다. 공기를 혼합물이라고 보았던 돌턴은 산소가 바닥으로 가라앉지 않는다는 사실에 대해 만족스럽게 설명할 수가 없었다. 그의 원자론의 동화는 궁극적으로 이전에는 아무것도 존재하지 않았던 곳에서 이상(anomaly)을 탄생시킨 것이었다.

그러나 화학이 이런 방식으로 생각되었던 다른 한편에서, 화학적 현상들은 돌턴의 새로운 패러다임의 동화로부터 출현된 것들과는 상이한 법칙을 예시하고 있었다. 특히 용액이 여전히 화합물이라고 생각되었던 동안, 그렇게 많았던 화학 실험은 그 자체로서 일정 성분비의 법칙(law of fixed proportions)을 내놓을 수가 없었다. 18세기 말에는 몇몇 화합물들이 그 구성 성분들의 무게로 볼 때 성분비가 통상적으로 일정하다는 사실이 널리 알려지게 되었다. 몇 가지 종류의 반응에 대해서 독일 화학자 리히터(Richter)는 현재의 화학 당량의 법칙(law of chemical equivalents)에 포함되는 보다 진전된 규칙성까지도 주목하고 있었다. 그러나 제조법의 경우를 제외하고는, 어떤 화학자들도 이들 규칙성을 제대로 활용하지는 못했으며, 거의 18세기 말 이전까지는 아무도 그 규칙성을 일반화할 생각을 하지 못했다. 유리나 소금 수용액에서처럼 확실한 반대 실례들이 주어진 상황에서, 친화력 이론을 폐기하지 않고서는 그리고 화학자 영역의 범위를 재개념화하지 않고서는 일반화란 도대체 불가능한 것이었다. 18세기 말에 이르러 프랑스 화학자 프루스트(Proust)와 베르톨레(Berthollet) 사이의 유명한 논쟁에서 그 결과는 뚜렷하게 드러났다.

전자는 모든 화학 반응이 일정 성분비로 일어난다고 주장한 반면, 후자는 그렇지 않다고 맞섰다. 두 사람 모두 자신의 견해에 대한 설득력 있는 실험적 증거를 수합해 놓았다. 그럼에도 불구하고 두 사람의 주장은 서로 엇갈릴 수밖에 없었고, 그들의 논쟁은 전혀 결론이 날 전망이 없었다. 베르톨레가 성분비에 있어 달라질 수 있는 하나의 화합물을 보았던 곳에서, 프루스트는 단지 물리적인 혼합물만을 보았기 때문이다. 이 논쟁에는 실험도 정의상 관례의 변화도 아무 의미가 없었다. 갈릴레오와 아리스토텔레스가 그러했던 것처럼, 두 사람은 서로 근본적으로 엇갈려 있었던 것이다.

대다수의 화학자들에게 있어, 돌턴의 새로운 패러다임은 프루스트의 패러다임이 미흡했던 부분에서 설득력 있는 것으로 판명되었는데, 그 이유는 돌턴의 패러다임은 혼합물과 화합물을 구분하는 새로운 기준 이상의 보다 광범위하고 보다 중요한 의미를 내포하고 있었기 때문이었다. 이를테면 만약 원자가 간단한 정수비로만 화학적으로 결합하는 것이라면, 기존의 화학 데이터의 재검토는 일정 성분비 법칙뿐만 아니라 배수 비례 법칙의 예증까지도 드러내 줄 것이다. 화학자들은 이제, 예컨대 탄소의 두 가지 산화물은 무게로 각각 산소 56%와 72%를 포함한다고 말하지 않게 되었다. 그 대신 그들은 탄소 무게 1이 산소 무게 1.3이나 2.6과 결합한다고 표현하게 되었다. 과거의 실험 조작의 결과들이 이런 방식으로 기록되자, 2 : 1이라는 비율이 눈에 곧 띄게 되었다. 잘 알려졌던 여러 반응들과 그 밖의 새로운 반응들의 분석에서도 이런 관계가 나타났다. 게다가 돌턴의 패러다임은 리히터의 연구를 동화시키고, 완전히 일반화시키는 것을 가능케 했다. 또한 그것은 특히 결합 부피(combining volumes)에 대한 게이-뤼삭(Gay;Lussac)의 실험을 비롯한 새로운 실험을 제안해 주었고, 그런 실험들은 화학자들이 이전에는 꿈도 꾸지 못했던 다른 규칙들도 내놓게 되었다. 돌턴으로부터 화학자들이 취했던 것은 새로운 실험적 법칙이 아니라 화학을 수행하는 새로운 방식이었고 [그 자신은 그것을 「화학 철학의 새로운 세계(new system of chemical philosophy」라고 불렀다], 이것이 유용하다는 것은 매우 급속히 판명됨으로써 프랑스와 영국의 구식 화학자들 중 소수만이 그것에 저항할 수 있었을 따름이었다. 그 결과 화학자들은 화학반응이 이전의 것들과는 전혀 다르게 행동하는 세계에서 살게 된 것이었다.

자연을 하나의 패러다임에 맞추기는 어려운 일이다. 이것이 바로 정상과학의 수수께끼들이 왜 그렇게 도전적인가, 그리고 패러다임이 없이 수행된 측정이 왜 그렇게 어떤 결론에 이르는 경우가 드문가를 말해 주는 이유이다.

11. 혁명의 비가시성

The invisibility of Revolutions

교과서는 정상과학의 영속을 위한 교육적 수단으로서 언어, 문제 구조(problem-structure), 또는 정상과학의 기준 등이 바뀔 때마다 그에 따라 전체적으로든 부분적으로든 다시 쓰여져야 한다. 요컨대 교과서들은 매 과학혁명을 거칠 때마다 바뀌는 것이며, 이렇게 새롭게 쓰여진 교과서들은 필연적으로 그것들을 생산했던 혁명의 역할뿐만 아니라 혁명의 존재 자체까지도 가려 버리고 만다. 그 자신의 생애에서 직접 과학혁명을 겪었던 당사자가 아닌 이상, 연구를 수행하는 과학자나 교과서 문헌을 읽는 일반인 어느 쪽이든 간에 그 역사적 감각은 그 분야의 가장 최근에 있었던 혁명의 결과까지로만 한정된다.

따라서 교과서들은 자신의 분야의 역사에 대한 과학자의 감각을 절단하는 것으로 시작하여, 다음 단계로 그것들이 제거해 버렸던 것들에 대한 대치물을 제공하기 위해 전진한다. 특징적으로 과학 교과서들은 서론의 장에서나 또는 더 흔하게는 이전 시대의 거장들에 대한 산발적 인용에서, 역사에 대해서는 편린만을 다룰 뿐이다. 그러한 인용들로부터 학생들과 전문가들은 양쪽 다 오랜 세월의 역사적 전통에 대한 참여자인 것처럼 느끼게 된다. 그러나 과학자들이 그들의 역할을 느끼게 되는 교과서-유도적 전통(textbook-derived tradition)은 사실상 결코 존재한 적이 없었다. 과학 교과서들(그리고 너무나 많은 구식 과학사(科學史)들)은, 명백하게 동시에 고도로 기능적이라는 이유로 해서, 교과서의 패러다임 문제들의 서술과 해결에 기여했다고 쉽사리 평가될 수 있는 과거 과학자들의 연구 중 그런 부분만을 인용한다. 더러는 선택에 의해, 더러는 왜곡에 의해 이전시대의 과학자들은, 과학 이론과 방법의 가장 최근의 혁명에 의해 과학적인 것으로 보이게 되었던 바로 그 일련의 고정된 규범들에 부합되도록, 고정된 문제들의 한 벌에 대해 연구를 수행해 왔던 것으로 암묵적으로 표현된다. 교과서와 그것이 함축하는 역사적 전통은 매 과학혁명 이후에 다시 쓰여져야 했다는 사실은 놀라울 것이 없다. 그리고 그것들이 다시 쓰여짐에 따라, 과학이 다시금 대체로 매우 축적적인 것처럼 보이게 된다는 것도 이상할 바가 없다.

과학의 현재에 대해서든 과거에 대해서든 간에, 보다 역사적인 세부 사항 또는 제시된 역사적 세목에 대한 보다 강한 얽매임은 인간의 특성?과오?혼돈에 작위적인 지위만을 부여할 것이다. 과학의 가장 훌륭하고 가장 지속적인 노력의 결과 폐기하게 된 것을 어째서 존중하는 것일까? 역사적 사실을 경시하는 태도는, 다른 종류의 사실적 항목들에 최상의 가치를 부여하는 전문 분야, 즉 과학 전문 분야의 이데올로기에 깊숙이 그리고 기능적으로 침투되어 있는 것 같다. 화이트헤드(Whitehead)가 ‘그 분야의 창시자들을 잊기를 주저하는 과학은 패배한 것이다’라고 적었을 때, 그는 과학자 사회의 비역사적 기질을 간파했던 것이다.

과학 교재에 실린 아직 눈에 보이는 자료의 배열은 혁명의 기능을 부정하게 될 과정―만일 그런 과정이 있다면―을 묵시적으로 시사한다. 왜냐하면 교과서란 학생들로 하여금 당대의 과학자 사회가 알고 있다고 생각하는 것을 빨리 익히는 것을 겨냥하므로, 교과서는 현행 정상과학의 다양한 실험, 개념, 법칙, 이론들을 개별적으로 그리고 가능한 한 지속적으로 다루게 된다.

과학은 한데 통합되어 현대의 기술적 총체를 구성하게 된 일련의 개별적 발견과 발명에 의해 현재 과학의 상태에 이르렀다. 교과서가 시사하는 바에 따르면, 과학자들은 과학 활동의 시초로부터 출발하여 오늘날의 패러다임들 속에 구현된 특정 목표들을 향해 진력해 왔던 것이 된다. 흔히 건축에서 벽돌을 쌓아올리는 것에 비유되듯이, 과학자들은 당대의 과학 교과서 속에 제공된 정보 더미에 또 다른 사실, 개념, 법칙 또는 이론들을 하나씩 하나씩 추가해 왔다는 것이다.

그러나 그것은 과학이 발전되어 온 방식이 아니다. 현대의 정상과학에서의 수수께끼들은 대부분 가장 최근의 과학혁명이 완결되기까지는 존재하지 않았던 것들이다.

교과서 패러다임이 자연에 일치시키는 사실과 이론의 전체 조직망 구조가 변동을 엮은 것이다. 예컨대 화학적 조성이 일정하다는 사실은 화학자가 활동했던 어느 세계 속에서 실험에 의해 발견해 낼 수 있었던 단순한 경험적 사실에 불과한 것인가? 아니면 그것은, 돌턴이 도중에 그 경험을 변화시키면서 전반적으로 이전의 화학적 경험에 일치시켰던 관련 사실과 이론의 새로운 체계 속에서의 한 요소―그것도 의심의 여지가 없는 불가결의 요소―인 것인가? 또는, 마찬가지 논리로서, 일정한 힘에 의해 생겨나는 일정한 가속은 역학을 다루는 연구자들이 항상 추구해 왔던 단순한 사실에 불과한 것인가, 또는 그것은 뉴턴 이론의 맥락에서 그 질문이 제기되기 이전에 주어졌던 전체 정보로부터 대답될 수 있었던 것인가?

보일에 따르면―그는 확실히 옳았다―그의 원소에 대한 ‘정의(definition)`는 전통적인 화학적 개념의 부연 설명에 불과했다. 보일은 다만 화학 원소 따위라는 것은 존재하지 않는다는 것을 주장하기 위해서 이 ’정의‘를 내놓은 것이었다. 역사적으로는 보일의 공헌에 대한 교과서의 해석은 상당히 잘못된 것이다.

12. 혁명의 해결

The Resolution of Revolutions

새로운 패러다임들이 옛것들로부터 탄생된 것이므로, 그것들은 보통 전통적 패러다임이 이전에 사용해 왔던 개념적이며 조작적인 용어와 장치의 많은 부분을 포함한다. 그러나 새로운 패러다임들이 옛것들로부터 탄생된 것이므로, 그것들은 보통 전통적 패러다임이 이전에 사용해 왔던 개념적이며 조작적인 용어와 장치의 많은 부분을 포함한다. 그러나 새로운 패러다임은 차용한 이 요소들을 전통적 방식으로 사용하지는 않는다. 새로운 패러다임 내에서 옛 용어, 개념, 실험은 서로서로 새로운 관계를 맺게 된다. 그 필연적인 결과는, 표현이 적절하지 않을지도 모르겠으나, 두 경쟁적 학파들 간에 오해라고 불러야 할 것이다.

서로 다른 세계에서 작업하기 때문에, 두 그룹의 과학자들은 같은 방향과 같은 관점에서 보면서도 서로 다른 것을 보게 된다. 그러나 그들은 기분 내키는 대로 어느 것을 본다는 뜻은 아니다. 양쪽이 모두 세계를 바라보고 있으며, 그들이 바라보는 대상은 변화하지 않았다. 그러나 어떤 영역에서는 그들은 서로 다른 것들을 보며, 또 서로 다른 관계에서 그것들을 보게 되는 것이다. 한 그룹의 과학자들에게는 증명될 수도 없는 법칙이 바로 여기에 있다. 마찬가지로, 그들 사이에서 충분히 의사소통이 이루어지기를 바라려면, 한 그룹 또는 다른 그룹이 우리가 패러다임 변동(shift)이라 불러온 개종(conversion)을 거쳐야만 하는 이유가 바로 이것이다.

그들은 그런 전위를 일으키지 않는 일이 많다는 것이다. 코페르니쿠스 이론은 그가 죽은 지 거의 1세기가 지나도록 소수의 전향자밖에 얻지 못했다. 뉴턴의 연구는 「프린키피아(Principia」의 출간 이후 반세기가 넘도록, 특히 대륙에서는 일반적으로 수용되지 못했다. 프리스틀리는 산소 이론을 전혀 받아들이지 않았고, 켈빈 경 역시 전자기 이론을 인정하지 않았으며, 이 밖에도 그런 예는 계속된다. 개종의 어려움은 과학자들 자신에 의해서도 자주 주목을 받아왔다. 다윈은 그의 「종(種)의 기원(Origin of Species)」의 마지막 부분의, 유난히 깊은 통찰력이 드러나는 구절에서 이렇게 적었다. “나는 이 책에서 제시된 견해들이 진리임을 확신하지만……, 오랜 세월동안 나의 견해와 정반대의 관점에서 보아 왔던 다수의 사실들로 머리 속이 꽉 채워진 노련한 자연사학자들이 이것을 믿어 주리라고는 전혀 기대하지 않는다. ……그러나 나는 확신을 갖고 미래를 바라본다―편견 없이 이 문제의 양면을 모두 볼 수 있을 젊은 신진 자연사 학자들에게 기대를 건다. 그리고 플랑크는 그의 「과학적 자서전(Scientific Autobiography))」에서 자신의 생애를 돌아보면서, 서글프게 다음과 같이 술회하고 있다. ”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.“

때로는 변화를 일으키는 데 한 세대가 걸리기도 하지만, 과학자 사회는 다시 또 다시 새로운 패러다임들로 계속 전향해 왔다. 더욱이 이들 개종들은 과학자들이 인간이라는 사실에도 불구하고 일어나는 것이 아니라, 그들이 인간이기 때문에 일어나는 것이다. 어떤 과학자들, 특히 나이가 많고 보다 노련한 과학자들은 무작정 거부할지도 모르지만, 대부분의 과학자들은 이런저런 방식으로 견해를 움직이는 쪽으로 접근될 수 있다. 최후의 저항이 사라지고 난 뒤, 전문가 사회 전체가 다시금 단일한 그러나 이전과는 다른 패러다임 아래 연구를 수행하기까지는 개종이 한 번에 몇 가지씩 발생할 것이다.

우리는 실제로 이 사람 저 사람을 개종시키는 논거에 관심을 둘 것이 아니라, 오히려 언제나 단일 그룹으로서 조만간에 재형성될 과학자 사회의 성격에 관심을 두어야 할 것이다.

아마도 새로운 패러다임의 지지자들이 내세우는 가장 유력했던 유일한 주장은 그들이 옛 패러다임을 위기로 이끌고 간 문제들을 해결할 수 있다는 점일 것이다. 그것이 합리화될 수 있는 경우에는, 흔히 이 주장은 있을 수 있는 가장 효과적인 것이 된다. 그러한 주장이 진전된 영역에서 그 패러다임은 난관에 처한 것으로 알려지게 된다. 그 난관은 거듭 탐사되어 왔으며, 그것을 제거하려는 시도들은 되풀이되어 허사로 드러났다. ‘결정적 실험들(crucial experiments)’―두 가지 패러다임을 특히 날카롭게 구분시켜 줄 수 있는 실험들―이 새로운 패러다임이 미처 창안되기도 전에 인식되어 왔고 시험되어 왔다. 그렇게 하여 코페르니쿠스는 오랜 세월 동안 말썽이었던 1년의 길이라는 문제를 해결했노라고 주장했고, 뉴턴은 지상계의 역학과 천상계의 역학을 조화시켰노라고 주장했으며, 라부아지에는 기체의 정체(gas-identity)와 중량 관계의 문제들을 해결했노라고 주장했고, 아인슈타인은 수정된 운동의 이론과 부합되는 전기역학(electrodynamics)을 탄생시켰노라고 주장하게 되었던 것이다.

이제까지 논의된 새로운 패러다임에 대한 모든 논증들은 문제를 해결하는 경쟁 패러다임의 상대적 능력에 바탕으로 한 것이었다. 과학자들에게는 그러한 논거들은 일반적으로 가장 의미 있고 설득력 있는 것이다.

새로운 이론은 옛것에 비해 ‘보다 간결하고(neater)`, `보다 적합하고(more suitable)`, `보다 단순하다(simpler)`고 얘기된다.

새로운 패러다임 후보가 최초로 제안될 때, 이는 그것이 당면한 문제들 가운데 소수만을 풀어낼 수 있을 뿐이며, 대부분의 그런 풀이들도 아직은 매우 미흡한 상태이다.

위기에 처한 영역에서조차도, 논증과 반대 논증(counterargument)의 균형은 때로는 참으로 그 우열을 가늠하기가 어려웠다. 그리고 그 영역 밖에서는 흔히 균형은 결정적으로 전통 쪽에 기울게 될 것이다. 코페르니쿠스는 고대로부터의 지상계에서의 운동에 대한 전통 이론을 대체함이 없이 그것을 파괴시켜 버렸다. 뉴턴도 중력에 대한 옛 전통적 설명에 대한 마찬가지 파괴를 일으켰으며, 라부아지에는 금속의 공통성에 대해 그러한 결과를 빚는 등 그밖에도 많은 사례를 들 수 있다. 요컨대 새로운 패러다임 후보가 처음부터 상대적 문제 해결 능력만을 검토했던 완고한 사람들에 의해 심판을 받아야 한다면, 과학은 극소수의 주요 혁명만을 경험할 수 있었을 것이다. 앞서 패러다임의 동일 표준상 비교 불능성이라 칭한 것에 의해 형성된 반대 논증들까지 덧붙인다면, 과학은 혁명이라고는 결코 경험하지 못했을는지도 모른다.

그러나 패러다임 논쟁이 대체로 그러한 견지에서 다루어진다는 것이 상당히 타당하기는 하지만, 그 논쟁들은 참으로 상대적 문제 해결 능력에 관한 것은 아니다. 그보다 논의의 핵심은 어떤 경쟁 패러다임도 완전히 풀었다고 주장하지 못하는 다수의 문제들에 대해 과연 어느 패러다임이 장차 연구의 지침이 될 것인가에 있다.

선택된 특정 패러다임 후보에 대한 믿음에 대해서, 그 근거가 합리적이거나 궁극적으로 정당한 것이 아니라고 할지라도, 어떤 근거가 아울러 존재해야 한다. 무언가가 적어도 몇 명의 과학자들로 하여금 새로운 제안이 올바른 궤도에 올라 있음을 느끼게 해주어야 하며, 그렇게 할 수 있는 것은 개인적이고 불분명한 심미적인 고찰뿐일 때가 종종 있다.

13. 혁명을 통한 진보

어째서 앞에서 묘사한 과학 활동은 예컨대 예술, 정치 이론, 또는 철학이 변천하는 것과는 다른 방식으로 꾸준히 전진해 나가는가?

회화와 조각이 그 목표로서의 묘사를 명백히 부인하고 원시적인 모델로부터 다시 배우기 시작했을 때, 우리가 지금 당연시하는 간극이 현재의 깊이만큼 깊어지게 되었던 것이다. 그리고 오늘날까지도, 다시 한 번 분야를 바꾸어서 과학과 기술 사이의 심오한 상이성을 보는 데 있어서의 우리의 어려움은 진보가 두 분야 모두의 뚜렷한 속성이라는 사실과 일부 관련되고 있음에 틀림없다.

우리는 흔히 결과라고 여겨져 왔던 것을 원인으로서 인식하는 것을 배워야 한다. 만일 그렇게 할 수 있다면 ‘과학적 진보(scientific progress)`, 그리고 심지어 ’과학적 객관성(scientific objectivity)`이라는 어구는 부분적으로 중복되는 것으로 보이게 될 것이다.

그것이 과학이기 때문에 어느 분야가 발전을 이룩하는 것인가, 아니면 발전을 이룩하기 때문에 그것이 과학인 것인가?

철학 분야에는 발전이 없었다고 주장하는 사람은 아리스토텔레스주의(Aristotelianism)가 발전하는 데 실패했다는 것이 아니라, 아리스토텔레스주의자들이 여전히 남아 있음을 강조하는 것이다.

한 분야의 기초적 교의가 다시 한 번 논쟁거리가 되는 혁명의 시기에는, 반대되는 패러다임의 이런저런 것이 채택되는 경우 지속적 발전이 가능할 것인가에 대한 의심이 거듭해서 표출된다. 뉴턴주의(Newtonianism)를 거부했던 이들은 그 이론이 물질에 내재하는 본유적 힘(in-nate forces)에 의존함으로써 과학을 중세의 암흑 시대로 되돌려 놓을 것이라고 주장했다. 라부아지에의 화학에 반대했던 사람들은, 실험실의 원소를 택하기 위해 화학적 ‘원소’의 개념을 배격하는 것이 유명론에 도피하려는 사람들에 의한 화학적 설명의 거부라고 보았다.

음악, 회화, 문학 등에서는 다른 예술가들, 특히 앞서 간 예술가들의 작품을 접함으로써 배움을 얻게 된다. 독창적인 창작에 대한 요약(compendia) 또는 편람(handbooks)을 제외하고는, 교과서는 단지 부차적인 역할을 할 뿐이다. 역사, 철학, 그리고 사회과학에서는 교재 문헌이 보다 큰 의미를 지닌다. 그러나 이러한 분야들에서도 대학의 기초 과정에서는 원전 자료를 병행하여 강독하게 되는데, 일부는 그 분야의 ‘고전(classics)`들이고 나머지는 학자들이 서로를 향해 집필한 당대의 연구 보고서들이다. 그 결과 이들 분야의 학생은 그의 미래 그룹의 구성원들이 시간의 경과에 따라 해결을 시도하게 될 지극히 다양한 문제들에 대한 경쟁적이고 동일 표준상 비교 불능의 풀이들, 즉 궁극적으로 그 스스로 평가를 내려야만 하는 풀이들에 직면하게 된다.

이 상황을 적어도 현대 자연과학에서의 상황과 대조해 보라. 이들 자연계 분야의 학생은 대학원 과정 3,4년에서 독자적 연구를 시작하게 되기까지는 주로 교과서에 의존한다. 다수의 과학 교과과정은 대학원 학생들에게까지도 학생용으로 쓰여지지 않은 저작들을 읽으라고 요구하지는 않는다. 연구 논문과 전공 논문을 보충 독서자료로 부과하는 경우에서도 그러한 과제는 최상급반에 국한되며, 사용하는 교과서에 없는 부분을 다소 보완하는 자료에 제한된다. 과학자 교육의 최종 단계에 이르게 되면서, 교과서는 교과서를 가능케 했던 독창적인 과학 문헌으로 체계적으로 대치된다. 이러한 교육 기법을 가능하게 하는 그들의 패러다임에 확신이 얻어진 상황에서, 그것을 바꾸고 싶어하는 과학자는 거의 없을 것이다. 도대체 그런 연구들에 대해 알아야 할 것이 모두 보다 간결하고 정확하고 체계적인 형태로 최근의 교과서에 요약되어 있는데, 무엇 때문에 뉴턴, 패러데이(Faraday), 아인슈타인, 슈뢰딩거(Schrodinger)의 연구 보고서를 읽어야 하겠는가?

이런 형태의 교육이 매우 오랫동안 수행되어 온 것을 변명하는 대신, 우리는 이 방법이 전반적으로 엄청나게 효과적이었음을 주목하지 않을 수 없다. 물론 이것은 폭이 좁고 경직된 교육으로서, 아마도 정통 신학을 제외한 다른 어느 분야에서보다도 더 그러할 것이다. 그러나 정상과학적 연구에 대해서, 즉 교과서들이 규정하는 전통 속에서의 수수께끼 풀이에 대해서, 과학자들은 거의 완벽하게 대비를 갖추고 있다. 더욱이 이것은 또 다른 임무―정상과학을 통한 유의미한 위기의 형성―에 대해서도 잘 대비되어 있다. 위기가 발생하는 경우, 과학자는 물론 그렇게 잘 대비된 상태가 못 된다. 만연된 위기가 덜 경직된 교육의 실제에 반영될지라도, 과학적 훈련은 쉽사리 새로운 접근법을 발견해 낼 인물을 양성하도록 잘 짜여져 있지 못하다.

정상 상태에서 과학자 사회는 그 패러다임이 규정하는 문제나 수수께끼를 푸는 데 있어 굉장히 효율적인 도구가 된다. 더욱이 그 문제들을 해결한 결과는 필연적으로 발전일 수밖에 없다. 여기에는 문제가 없다. 그러나 이만큼 이해하는 것은 과학의 진보라는 문제에서 제2의 주요부를 부각시킬 뿐이다. 그러므로 이제 방향을 돌려 비상 과학(extraordinary science)을 통한 발전에 대해 묻기로 하자. 어째서 진보는 과학혁명에서도 역시 확실하게 보편적인 부수물이 되어야 하는가?

과학 교육에서는 예술 박물관이나 고전 도서실에 상응하는 어떤 것도 이용하지 않으며, 그 결과는 그의 분야의 과거에 대한 과학자의 인식에서 극적인 왜곡으로 나타나기도 한다. 다른 창조적 분야의 종사자들 이상으로, 과학자는 그 결과가 그의 분야를 현재의 유리한 지위로 곧장 이끌어 주는 것이라 보게 되며, 또한 그는 그 결과를 발전이라고 본다. 과학자가 그 분야에 머물러 있는 한, 그에게는 다른 대안이란 있을 수 없다.

성숙한 과학자 사회의 구성원은 오웰의 「1984년」의 전형적 인물처럼, 그 사회에 존재하는 힘에 의해서 다시 쓰여진 역사의 희생물이 된다는 것을 제시할 것이다.

기록이 남아 있는 모든 문명은 기술, 예술, 종교, 정치체제, 법률 등을 소유하고 있었다. 그리고 옛 문명의 이러한 영역들은 우리들의 문명에서 만큼이나 발달되어 있었다. 그러나 그리스로부터 전승되었던 문명만이 가장 원초적인 과학 이상의 것을 지니고 있었다. 과학지식의 대부분은 지난 4세기 동안 유럽이 낳은 산물이었다. 그 밖의 다른 지역, 다른 시대는 과학적 생산 활동이 나타나는 그런 특별한 과학자 사회를 뒷받침하지 못했던 것이다.

그들의 자연에 대한 관심이 그 범위상 전반적인 것임에도 불구하고, 다루는 문제들은 세부적인 문제들이 된다. 더욱 중요한 것은 그를 만족시키는 해답은 단순히 사적인 것이 아니라 많은 사람들에게 풀이로서 수용되어야 한다는 점이다. 그러나 그것들을 공유하는 그룹은, 전반적으로 사회로부터 무작위로 끌어내어진 것이 아니라, 오히려 잘 정의된 과학자의 전문 동아리 사회가 된다. 아직도 쓰여지지 않았다면, 과학적 생애에서의 가장 강력한 규칙들 중 하나는 과학적인 주제들에 대해 국가 원수 또는 일반 대중을 향한 호소의 금지를 들 수 있다.

우리는 모두 과학을 자연에 의해 미리 설정된 어떤 목표를 향해 부단히 다가가는 하나의 활동으로 간주하는 것에 매우 익숙해져 있다.

만약 우리가 알고 싶어하는 것을 향한 진화(evolution-towarde-what-we-wish-to-know) 대신 알고 있는 것으로부터의 진화(evolution-from-what-we-do-know)로 대치할 수 있게 되면, 다수의 혼동스런 문제들이 사라져 버릴 수도 있을 것이다.

다윈이 1859년에 자연 선택(natural selection)에 의한 그의 진화 이론(theory of evolution)을 처음 출판했을 때, 많은 전문가들을 가장 괴롭혔던 것은 종(species) 변화의 개념도 아니었고 인간이 원숭이로부터 진화되었으리라는 가능성도 아니었다. 인간의 진화를 비롯한 진화를 가리키는 증거는 수십 년 동안 축적되어 왔으며, 진화의 개념은 이전에도 제안되었고 널리 퍼져 있었다. 진화의 개념 자체는 특히 종교 집단들로부터의 저항에 부닥쳤지만, 그것은 다윈주의자들(Darwinians)이 직면했던 가장 큰 난관은 결코 아니었다. 그 어려움은 다윈 자신의 발상과 매우 가까운 견해로부터 비롯하는 것이었다. 다윈 이전 시대의 유명한 진화 이론들―라마르크(Lamarck), 쳄버스(chambers), 스펜서(Spencer), 그리고 독일의 자연철학자들(Naturphilosophen)의 이론들―은 모두 진화를 목표-지향적 과정(goal-directed process)으로 간주하였다. 인간에 대한 그리고 당시의 식물군, 동물군에 대한 ‘개념(idea)`은 최초 생명의 창생으로부터 어쩌면 신(神)의 정신 속에 존재했을 것이라고 믿어졌다. 그러한 개념이나 계획은 전체적 진화 과정에 방향을 설정했고 길잡이가 되었다. 진화적 발전에서의 각각의 새로운 단계는 출발에서부터 존재했던 계획의 보다 완전한 실제화였던 것이다.

많은 사람들에게 있어 그런 목적론적 성격의 진화론(teleological kind of evolution)의 붕괴는 다윈의 제안에서 가장 의미 깊고 가장 수용하기 곤란한 문제였다. 「종(種)의 기원(Origin of Species)」은 신(神)이나 자연 그 어느 것에 의해 설정된 목표를 인정하지 않았다. 그 대신 주어진 환경에서 그리고 자료가 주어진 실제 유기체들에서 작용하는 자연선택이라는 메커니즘이 보다 정교하고 복잡하며 훨씬 더 분화된 유기체들(organism)의 점진적이지만 꾸준한 출현의 원인으로 설정되었다.

생존을 위한 유기체들 간의 단순한 경쟁의 결과인 자연선택이 고등 동?식물과 더불어 인간을 만들어 낼 수 있었다는 믿음을 다윈 이론에서 가장 난해하고 혼돈스런 측면이었다. 특정한 목표가 없는 터에 ‘진화(evolution)`, `발전(development)`, `진보(progress)`가 무엇을 의미할 수 있겠는가? 많은 사람들에게 이러한 용어들은 갑자기 자기 모순적인 것으로 여겨지게 되었던 것이다.

유기체의 진화를 과학적 개념의 진화에 관련시키는 유비(analogy)는 너무 지나치게 비약하기가 쉽다.

인간이 알 수 있으려면 세계는 어떤 것이어야 하는가

증거에 의한 과학의 성장과 양립할 수 있는 자연에 관한 그 어떤 개념도 여기서 전개되었던 과학의 진화적 관점과 양립될 수 있다. 이 견해는 또한 과학 활동에 대한 철저한 관찰과도 양립 가능한 것인 만큼 아직도 미결인 수많은 문제들을 해결하기 위한 시도로서 그것을 적용할 만한 강력한 논거가 존재한다.

※ 과학사학자들은 유난히 충격적인 형태로 이런 맹목성에 직면하는 수가 많다. 과학 분야로부터 과학사로 넘어오는 학생 집단은 언제나 그들에게 있어 가장 가르칠 만한 대상이다. 그러나 또한 통상적으로 처음에는 가장 난처한 가르칠 만한 대상이다. 그러나 통상적으로 처음에는 가장 난처한 것도 사실이다. 왜냐하면 과학도들은 ‘정답을 알고 있기’ 때문에, 그들에게 옛날 과학을 그 당시의 맥락에서 분석하게 하는 일이 각별히 어렵기 때문이다.

후기 - 1969

하나의 패러다임은 어느 과학자 사회의 구성원들이 공유하는 그 무엇이며, 또한 바꾸어 말하면, 하나의 과학자 사회는 어느 패러다임을 공유하는 사람들로 구성된다.

위기란 그것을 겪고 그리고 때로는 그 결과로서 혁명을 거치게 되는 그 과학자 사회의 연구에 의해 발생되어야 하는 것은 아니다. 전자 현미경 같은 새로운 기기 또는 맥스웰의 법칙 같은 새로운 법칙이 하나의 전문 분야에서 생겨나서 그것들의 동화가 다른 분야에서 위기를 발생시키기도 한다.

나는 요즈음 모든 혁명은, 다른 무엇보다도, 이전에는 어느 부분에서 동어반복의 위력이었던 일반화의 포기를 포함하는 것이라는 생각을 한다.

이상 현상들은 대부분 정상적인 방법에 의해 해결된다. 새로운 이론들에 대한 제안은 대부분 잘못된 것으로 밝혀진다. 만일 어느 과학자 사회의 구성원 모두가 매번 이상 현상에 대해 위기의 원천으로서 반응을 나타낸다거나 또는 어느 동료가 진전시킨 새로운 이론마다 기꺼이 받아들인다고 한다면 과학은 중단되고야 말 것이다.

예컨대 물리학자는 모두 동일한 예증들을 배우는 것에서 출발한다. 빗면, 원추형의 추, 그리고 케플러의 궤도 같은 문제들이 그것이다. 부척(副尺, vernier), 열량계(calorimeter), 그리고 휘트스톤 브리지(Wheatstone bridge) 같은 기기도 포함된다. 그러나 과학자의 수련이 진전됨에 따라서 그들이 공유하는 기호에 의한 일반화는 점차로 서로 다른 표준예들에 의해 설명된다.

금속을 화합물의 무리로부터 원소의 무리로 옮긴 것은 연소에서, 산성(酸性)에서, 그리고 물리적?화학적 결합에서 새로운 이론이 출현하는 데 결정적인 역할을 했다.

나는 뉴턴의 역학이 아리스토텔레스의 이론을 보완하고, 아인슈타인의 이론에 수수께끼-풀이의 도구로서 뉴턴의 이론을 향상시킨 것에 대해 의심하지는 않는다. 그러나 나는 그것들의 승계에서 존재론적 진전의 시종일관된 방향성을 볼 수가 없다. 그 반대로, 그렇다고 전체가 다 그렇다는 건 아니지만, 몇 가지 중요한 관점에서 아인슈타인의 일반 상대성 이론은 아리스토텔레스 이론에 더 가까운데, 이는 아인슈타인 또는 아리스토텔레스의 이론이 뉴턴 이론에 근접한 것보다는 더 가깝다.

이 책이 과학의 발전을 비축적적인 단절들에 의해서 매듭지어지는 전통에 묶인 시대의 연속으로서 묘사하고 있는 한에서는, 그 명제들은 의심의 여지없이 광범위하게 적용될 것이다. 그러나 그것들이 당연히 그래야 하는 이유는 그 주제들이 다른 분야들로부터 빌어온 것이기 때문이다.

역자 해설

그의 패러다임 명제가 실린 「과학혁명의 구조(The Stuctrue of Scientific Revolutions)」는 1962년 그 초판의 출간과 동시에 열광적 찬사와 비판의 대상이 됨으로써 광범위한 영역에서 ‘쿤 혁명’을 일으켰다. 그의 과학 변천 및 발전에 관한 이론은 특히 과학철학 분야에서 심각한 논쟁을 유발시켰고, 자연과학 분야에서 나아가 사회과학(社會科學) 분야에 더욱 심오한 영향을 미치게 되었다.

쿤의 과학관(科學觀)은 근본적으로 과학적 지식의 변천 및 발전에 혁명적이라는 데 요지를 둠으로써, 과학의 진보가 축적적(蓄積的)으로 이루어진다는 종래의 귀납주의적(歸納主義的) 과학관을 뿌리째 흔들어 놓았다. 그의 발전 모델에 의하면, 과학혁명(scientific revolution)은 하나의 패러다임이 전체적 또는 부분적으로 대체되는 비축적적(非蓄積的)인 변화의 에피소드들을 가리킨다.

그리고 혁명에 의해 과학이 변화하려면 그런 혁명들 사이에는 과학자들이 통상적으로 수행하는 안정된 활동기가 있어야 하는데, 이것을 정상과학(正常科學; normal science)이라 규정한다. 따라서 과학혁명은 어느 정상과학이 심각한 이상(anomaly) 현상들의 빈번한 출현에 의해 위기(crisis)에 부딪침으로써 붕괴될 때 일어나는 현상이며, 그 결과는 새로운 정상과학이 된다. 정상과학은 과학자 사회의 전형적 학문 활동의 형태로서 패러다임에 의존하는 것이 특징이다.

그러나 그 과학자 사회가 더 이상 설명해 낼 길이 없는 기본 이론과 모순되는 이상 현상들이 누적되는 경우 정상과학은 위기를 맞게 되며, 그 반응은 과학연구의 성격을 변화시킨다. 기존 패러다임에 기초한 활동과 판단에 의문이 제기되면서 급기야 이론 체계들이 나타나며 과학자 사회는 결국 새로운 패러다임에 합의하기에 이른다.

이 때 연구 방법과 현상을 지각하는 관점에서의 대규모 재조정이 수반되며, 개념 체계 역시 재구성의 과정을 겪게 된다. 쿤은 이것을 가리켜 과학혁명이라 일컫는다.

쿤의 이론은 과학사학자?과학사회학자?과학자들에게 깊은 공감을 불러일으켰다. 평소의 과학 활동에서 체험한 쿤에 의해 구체적으로 체계화됨으로써, 쿤의 기본 개념들은 과학사적(科學史的) 의식과 설명에 요긴한 도구가 되었기 때문이다. 그리고 과학자 사회의 구조?규범?제도에 관한 사회학적 연구의 출발점이 제공됐기 때문이다.

당초 그의 이론에서의 혁명적 불연속성(革命的 不連續性)에 관한 발상은 정치?문화?음악?미술 등의 역사로부터 영감을 얻었던 것인데, 이제 쿤의 발전 이론은 그들 분야로 되돌아가 지식의 변천에 관한 모델로 작용하게 된 것이다.

그것은 과학과 과학 활동의 본질에 내재한 원천적 모호성, 즉 그것들 자체가 명시적(明示的) 요소뿐만 아니라 논리에 부합되지 않는 묵시적(?示的) 요소들을 포함하고 있다는 중요한 이유 때문이다.