[스크랩] [펌]과학 vs 유사 과학

 얼마 전에 다른 글에서 과학과 형이상학을 접목할 수 있느냐 없느냐에 대해서 짧게 이야기를 나눌 일이 있었는데, 그 이야기를 하다 보니 한 번쯤은 저 자신부터가 이 주제에 대해서 생각을 좀 정리할 필요가 있다고 생각이 들어서 이 글을 씁니다.  (그 글이 계기가 되었을 뿐, 해당 원글자분에 대한 저격은 당연히 아닙니다.) 거창한 제목을 붙이기는 했지만 제가 무슨 과학사나 현대 철학을 전공한 사람이 아니니 얕은 글이 될 예정입니다. 고로 댓글로 좋은 의견을 덧붙여 주시면 제게도 큰 도움이 될 듯합니다. 

정상적인 의무 교육 과정을 이수한 사람이라면 과학을 상당한 수준까지 공부하게 됩니다. 호기심이 남다른 사람이라면, 엘리건트 유니버스라든지 눈먼 시계공 같은 교양서적을 통해서 (사실 이런 책들이 다루는 내용들은 엄청나게 무겁고 어려운 것들입니다. 이런 이야기를 저 정도로 재미있게 풀어쓸 수 있는 science popularizer 들에게 경의를!) 제도권 교육 과정에서 배운 배경 지식을 더더욱 넓고 깊게 만드는 분들도 많습니다. 그러다 보니 이학 박사 vs 일반인 사이에 과학을 주제로 논쟁이 벌어지더라도 해당 토픽이 박사의 전공 분야가 아닌 이상은 양자 간의 갭이 그다지 크지 않은 경우도 많고, 그러다 보니 일반인 입장에서 보면 '나도 과학에 대해서 좀 아는데? 내가 센스가 좀 있는가?' 라고 느끼게 됩니다. 하지만 학문으로서의 과학과 교양으로서의 과학 사이에는 절대로 넘을 수 없는 하나의 간극이 있는데요, 교양으로서의 과학은 '상당한 수준으로 검증된 과학 지식을 습득하고 그 지식이 인류에게 의미하는 바에 대해서 논의하는' 것임에 반해 학문으로서의 과학은 '아직 모르는 것을 밝혀내는' 행위라는 점입니다. 조금 과장 섞어서 표현하자면, 교양 과학서들은 그 책이 다루는 주제가 과학일 뿐, 실제로는 인문학에 가깝습니다. 그러다 보니 일반인들은 진짜 과학을 다루고 있는 교양서적과 유사 과학을 다루고 있는 교양서적 (유사 과학이 교양의 자격이 있느냐에 대한 얘기는 논외로 하고요) 을 구별하지 못하는 경우가 많습니다.

한 줄 요약하고 시작하겠습니다. 

형이상학이나 신학을 과학과 접목한다고 주장하는 모든 과학 서적은 전부 유사 과학입니다. 이 글의 나머지는 그 이야기를 길게 풀어쓰는 것뿐입니다.

과학과 유사 과학을 구분하는 것은 개인의 가치관으로, 즉 취향대로 하는 것이 아닙니다.

실험 과학을 예로 들어보면, 학문으로서의 과학이란 다음의 과정을 25살 ~ 65살에 걸쳐서 무한 반복하는 것입니다. (아래에서 이야기하는 검증/반증은 극도로 실험적일 수도 있고 (생물학 쪽이 특히 심합니다) 논리적 연역을 기반으로 할 수도 있습니다 (수학이나 이론 물리학).)

[시작] DNA 이중 나선이 자기 복제를 할 때 어떤 식으로 하는지 잘 모르겠다.
[가설 수립] 기존 이론에 비추어볼 때, 이중 나선이 두 개의 단일 나선으로 갈라진 다음 각자 자기 짝을 만들어내는 것 같다. (가설 X1)
[실험 설계] X1 이 사실이라면 중질소하에서 배양한 세균을 일반 질소하에서 번식시키면 밀도가 이러저러하게 변화해야 한다.
[실험] 실험을 해본다.
(가능성 1) 밀도가 변하지 않는다. 아... 자살할까? 에이 힘내자. [가설 수립] 단계로 돌아간다.
(가능성 2) 과연 밀도가 이러저러하게 변한다. 학술지에 논문을 투고한다.
[교차 검증] 학술지의 심사위원이 이중 나선이 단번에 자기 복제품을 만들어내더라도 (경쟁 가설 X2) 이 논문의 실험 조건에서 가설 X1 과 같은 결과가 나올 수 있으니 X1 은 결정적으로 검증된 것이 아니라고 주장했다. 
[가설 수정] X1 가 아니라 X2 가설이 사실이라면 Y 라는 실험 조건 하에서는 Z 라는 측정이 가능해야 한다.
(가능성 1) Y 에서 실험을 해보니 Z 가 나왔다. 그간의 실험을 폐기하고 담배를 피운다. [가설 수립] 단계로 돌아감
(가능성 2) Y 에서 실험을 해보니 Z 가 나오지 않았다. 심사위원의 말은 틀렸다!
[교차 검증] 논문을 다시 투고한다. 이번에는 학술지 측에서 받아들였다.
[가설X1이 당분간 생존합니다! 과학자A 는 경험치를 획득하였습니다!]

위의 이야기는 이중 나선의 복제 패턴이 밝혀진 실제 사건을 요약한 것이지만, 실제로 대부분의 과학적 발견은 저런 식으로 이루어집니다. 위의 이야기를 건조하게 정리해보자면, 과학자들은 궁극의 보편 진리를 찾아 헤매기는 하지만, 그 진리에 접근하는 방법이 매우 체계화되어 있습니다. 과학자1 이 검증/반증이 가능한 가설 X1을 수립하고, 그것을 검증/반증하고, 결과를 동료 과학자들에게 교차 검증을 받고, 그 과정에서 X1, 혹은 수정 버전인 X1234 으로 진화하게 됩니다. 이러한 동시대인의 교차 검증을 통과하면 X1 은 잠정적으로 받아들여지지만, 이후에 추가로 인류가 획득하는 경험적 사실 혹은 논리적 연역물에 의해 끊임없이 혹독한 검증을 받게 되고, 수 년 수십 년 수백 년의 시간이 흘러가면서도 그 모든 검증을 이겨낸 가설은 - 뉴턴 역학, 상대성 이론, 진화론 등 - 마침내 이론의 위치를 획득하게 됩니다. 물론 이론의 위치를 획득한 가설도 이후에 반례가 등장하게 되면 폐기 혹은 수정되며 뉴턴 역학이 인류 궁극의 지혜에서 고전 역학의 자리로 내려온 것이 그 좋은 예입니다.

이 이야기를 한 이유는, 과학 이론과 유사 과학 이론을 구분 짓는 가장 큰 기준이 

1. 해당 이론은 교차 검증의 과정을 거쳐서 만들어졌는가? 

2. 해당 이론은 반례가 등장하면 폐기 혹은 수정될 성질의 것인가? 

의 두 가지이기 때문입니다. 일반 대중은 검증이 끝난 과학 연구의 결과물만을 접하기 때문에 검증의 중요성을 잘 모르는 경우가 많은데, 실제로는 검증 여부가 과학과 과학이 아닌 것을 가릅니다. 이 기준에 따르면 고대의 과학 중 많은 것들이 현대적 기준에 부합되지 않는데요, 예를 들어서 '원자' 의 개념을 처음으로 착안한 고대의 데모크리토스의 원자론은 그 당시로서는 검증/반증이 불가능했습니다. 따라서 데모크리토스의 원자론이 2500년 뒤에 사실로 판정된 것은 어쩌다가 얻어걸린 것이지 데모크리토스가 똑똑해서 그런 것이 아니라고 보아야 하고, 당시의 원자론은 형이상학이지 과학이 아니었습니다.

같은 맥락에서, 신앙이나 영성을 과학으로 검증한다고 하겠다는 일련의 행동이 과학이 될 수 없는 이유는, 그들이 주장하는 이론이 그럴듯하지 않기 때문이 아니라, 해당 이론이 위에서 말한 두 기준 중 하나도 만족시키지 못하기 때문입니다. 예를 들어서, 미국의 템플턴 재단에서 기도가 가지는 힘을 증명하려고 다음과 같은 일을 한 적이 있습니다.

[가설 수립] 기도는 인간의 병을 낫게 한다.
[실험 설계] 비슷한 질병을 지닌 환자들 수십 명을 두 개의 그룹으로 나눈다.
[실험] 수천 명의 교인들에게 그룹A 의 환자들을 위해서 기도를 시킨다.

여기까지는 그럴 듯합니다. 하지만,

(결과) 기도를 받은 그룹과 그렇지 않은 그룹 사이에 통계적으로 유의미한 차이가 나오지 않았다.

여기까지도, 비록 템플턴에서 원한 결과는 아니었지만 과학이었지요. 뭐 가설이 검증되지 않았으니 교차 검증 단계로 넘어갈 필요도 없는, 그냥 가설 폐기로 가면 아무 문제도 없는 상황이었습니다. 하지만 그다음이 문제였습니다.

[결론] 기도는 인간의 병을 낫게 한다. 다만 우리가 신의 힘을 감히 재단하려 해서 이런 결과가 나온 것이다.

템플턴은 이렇게 결론을 냈습니다. 이런 것은 과학이 아닙니다. 답정너지요. 

그나마 템플턴은 중간까지는 과학 비슷하게라도 갔었습니다. 하지만 창조과학(이라고 주장하는 유사과학)은 더 가관입니다. 예를 들어서 창조과학자들이 주장했던 가설 중 하나가 생물의 면역 시스템은 진화 이론으로 설명할 수가 없으니 생물은 창조되었다는 것이었습니다. 저런 주장은 (창조 이론 + 면역 시스템 가설), 설령 그것이 사실이더라도, 과학과는 아무런 연관성이 없는데, 그 이유는:

1. 창조과학자들이 저 가설을 검증한 적도 없고 교차 검증은 더더욱 이루어진 적이 없기 때문입니다. 우리 집에 금송아지 있다와 동급이지요. 물론 혼자서 저렇게 믿는 것은 자기 자유지만 '과학' 이나 '가설' 이라는 그럴듯한 단어를 붙이려면 그에 합당한 자격을 갖추어야 하지 않겠습니까.
2. 애석하게도 생물의 면역 시스템은 이후에 진화 이론으로 깔끔하게 설명이 되어버렸습니다. 면역 시스템 가설이 그나마 가지고 있던 근거가 사라져버린 것이죠. 당시 창조 이론의 가장 큰 '과학적' 토대였던 면역 시스템 가설이 무효가 되었으면 창조 이론 자체도 수정되거나 폐기되어야 할 텐데, 창조과학자들은 '창조 이론의 큰 틀은 문제가 없다. 지엽적인 가설 하나가 틀렸을 뿐' 이라며 아무 반성을 하지 않았습니다.

사실 2번에서 이야기한 문제점은 생각보다 더 큰 문제인데, 그 이유는 다음과 같습니다. 훌륭한 과학 이론은 세상의 수많은 것들을 설명할 수 있어야 하고 수많은 가설을 낳을 수 있어야 합니다. 뉴턴 역학은 달이 지구 주위를 반영구적으로 공전하는 이유는 훌륭하게 설명해 내었고 뉴턴 역학과 미적분을 섞어서 유체의 운동을 설명할 수 있겠다는 가설은 이후에 내비어 스토크스 방정식을 낳았습니다. 창조 이론은 아무것도 설명하지 않으며 유용한 가설을 사실상 전혀 낳지 않습니다. 수백 년동안 창조 이론을 기반으로 태어났던 모든 가설은 대부분 논파 되었으며 그럼에도 불구하고 창조 이론의 큰 틀은 전혀 수정되지 않았습니다. 그나마 남은 것은 다음의 가설인데요:

첫 DNA 가 지구상에 어떻게 출현했는지 우리는 모른다. DNA 의 복잡성을 고려해볼 때, 첫 DNA 가 저절로 지구상에 출현할 수 있는 가능성은 극히 낮다. 고로 첫 DNA 는 신이 창조했다.

이것입니다. 이 가설 역시 1. 검증/반증이 불가능하다는 점에서 과학적 가설이 아닙니다. 2. 수십 수백 년 뒤에 첫 DNA 가 저절로 지구상에 출현할 수 있었던 이유가 진화론으로 설명이 되더라도 창조과학자들은 창조 이론을 수정하지 않을 겁니다. 어떤 반례가 등장해도 스스로를 수정할 가능성이 없는 이론은 과학 이론이 아닙니다.

이쯤에서 확실히 해 둘 것은, 제가 검증/반증이 불가능한 이야기는 의미가 없다는 주장을 하는 것이 아니라는 점입니다. 실증주의자들은 저렇게 극단적인 수준으로 이야기를 진행해나갔었지만 (예를 들어서, 철학자들이 형이상학과 종교에 관심을 가지는 것은 시간 낭비다라고 주장을.....), 그렇기 때문에 학파가 망했습니다 (그들이 남긴 유산은 어마어마합니다만). 제 요지는 검증/반증이 불가능한 이야기는 과학이 아니라는 것입니다.

물론 과학은 완벽하진 않습니다. 일단 과학이라는 학문이 인류 역사와 더불어 언제나 존재했던 것도 아니고, 비교적 최근 - 약 5백 년 전 정도 - 에 등장한 하나의 방법론일 뿐이고 그 방법 자체도 완벽하지 않습니다. 귀납법의 창시자라고 일컬어지는 베이컨은 닭을 소금에 절이면 상하지 않는데 그렇다면 눈에는 닭을 절일 수 있는지 없는 지가 궁금해서 닭을 직접 눈에 절이다가 폐렴으로 죽었는데요, 아마 요즘은 똑똑한 중학생만 되더라도 실험 설계를 베이컨보다 잘할 수 있을 겁니다. 무언가를 실험적으로 검증/반증할 때는 그 실험이 가능한 한 광범위하게 적용 가능하도록 설정한다는 발상 자체가 아이작 뉴턴에 이르러서야 시작된 것이고, 그 이전에는 실험 설계라는 개념이 없었습니다. 게다가, 아무리 실험 설계를 잘 해보았자 실험을 통해서 어떤 가설을 궁극적으로 증명하는 것은 불가능하고 가설의 개연성을 높일 뿐입니다. 그나마 수학의 세계에서는 완벽에 가까운 논리 연역이 가능하지만, 자연 세계가 수학으로 설명이 가능한지 아닌지에 대해서 우리는 알지 못합니다. 보다 큰 문제라면 인간이 가지는 본질적인 한계입니다. 진화론에 따르면 인간의 정신은 생존 확률을 높이기 위해서 등장한 것이고, 그렇기 때문에 우리는 본질적으로 우리의 생존과 관계없는 것에 대해서는 잘 이해할 수 없습니다. 인간의 오감과 상호작용하지 않는 것에 대해서 우리는 직접적으로 인식할 수 없고, 그나마 각종 측정 장비를 통해서 간접적인 경험은 할 수 있다지만 그런 측정 장비의 작동 원리는 우리가 그간 발견해낸 불완전한 지식에 기반을 두기 때문에 우리가 상상할 수도 없는 어떤 것이 우주에 존재해도 우리는 그것을 영원히 인지하지 못할 수도 있습니다.

그럼에도 불구하고 과학은 우리가 많은 것을 성취하게 해 주었고, 앞으로도 그럴 개연성이 높습니다. 데모크리토스의 원자론이 당시에는 형이상학이었지만 지금은 과학의 영역으로 들어온 것처럼, 어쩌면 사회과학이나 윤리학도 과학의 영역으로 들어올 날이 있을 지도 모릅니다. 포스트 모더니스트처럼 '인간의 지식은 완전할 수 없어' 라고 말하는 사람들도 과학 기술을 기반으로 한 많은 상품들을 즐겨 사용하듯이, 현대인이 스스로 인정하든 그렇지 않든 과학은 인간이 가장 신뢰하는 최종 병기입니다. 때문에 일반 대중은 어떤 사실이 과학적으로 검증되었다고 말하면 대체로 잘 믿는 경향이 있고, 그렇기 때문에 자신이 '믿고 싶어하는' 사실(?)이 '과학적으로 검증되었다'는 이야기를 듣고 싶어합니다. 유신론자라면 신의 존재가 과학적으로 증명되었다고 말하면 좋아할 것이고 기독교인이라면 창조론이 과학적으로 검증되었다는 뉴스가 듣고 싶을 겁니다. 사후 세계가 실험적으로 관찰되었다고 하면 열광할 사람이 많을 것이고 UFO 가 진실이기를 간절히 바라는 사람들도 많습니다. 때문에 수많은 "소설가"들이 '사람들이 듣고 싶은 이야기' 들을 '과학의 색을 칠해서' 책으로 펴내는 일은 끊이지 않을 겁니다. 하지만 이런 책들은 절대로 과학책이 아닙니다.

아.... 지금은 논문을 쓸 때지 이런 글을 쓸 때가 아닌데..... 또 잉여력을 발휘해 버렸습니다. 끗.

출처 : Pgr21.com

글쓴이 : OrBef

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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출처 : 한류열풍 사랑

글쓴이 : 아쿠마 원글보기

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