과학적 방법론과 세계관

현대과학을 종종 고대의 과학과 구별하여 `실험과학`이라 부르기도 한다. 사람의 모든 물리적 경험은 지각에 근거를 두고 있다. 앞에 인용한 괴테의 말은 지각의 중요성을 강조한다. 그러나 적어도 우리의 경험은 객관적인 기준을 필요로 한다. 그렇기 때문에 감각 기관은 측정장치로 대치되어 왔으며, 그와 더불어 객관적이고 실제적인 사건이 측정절차와 무관하게 존재한다는 가정이 설정되었다. 이러한 맥락에서 실험의 중요성이 강조되는 과학적인 방법론은 갈릴레이에 의해 확립되었다. 갈릴레이 시대까지도 아리스토텔레스 등이 확립한 이성을 중시하는 고대 그리스 과학이 지배 해왔으나 갈릴레이는 그것이 반드시 옳지만은 않음을 증명했고 그를 바탕으로 뉴턴은 운동의 3대 법칙을 확립하였다. 갈릴레이는 물리와 수학을 연결하여 실험과 계산을 결합시켜 사용하였고, 또 구상(the concrete)을 추상(the abstract)으로 변환시키고 결과를 끈기 있게 비교하는 현대적인 개념의 실험을 시작했다. 실험적인 관찰을 바탕으로 한 논리적인 분석과 해석의 적용은 실로 소우주에서부터 대우주에 이르기까지 전반적인 현상을 이해하는 과학의 가장 중요한 무기라 할 수 있다. 그리고 실제 갈릴레이가 행했던 방법은 많은 경우 지적실험이라고도 불리는 분석적인 사고실험이었다. 사고실험은 실험결과를 명백하게 알고 있는 실험을 상상 속에서 행함으로써 상상 속의 경험을 얻는 행위이다. 이것은 기존지식에 대한 낡은 패러다임을 노출시키고 실험실에서는 획득할 수 없는 위기의 근원을 명확하게 분리시키는 방법으로 사용된다. 사고실험은 간혹 패러독스의 형태로 주어지기도 하며 상대성이론 (쌍둥이 패러독스), 양자역학 (슈레딩거의 고양이, EPR 패러독스) 등에서 커다란 역할을 하였다. 사고실험은 인간의 사고의 가치를 극명하게 보여준다. 실제로 사고실험을 통하여 어떤 정확도의 한계 등에 제한되지 않을 수 있으며 연구자의 감각의 결점이나 실험장치를 사용한 측정방법의 결함으로부터 벗어날 수 있다.