Unity of Science as a Working Hypothesis

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  • Oppenheim, P. & Putnam, H. (1958), "Unity of Science as a Working Hypothesis", in H. Feigl, M. Scriven & G. Maxwell (eds.), Minnesota Studies in the Philosophy of Science Vol II, Minneapolis: University of Minnesota Press, pp. 3-36.

소개(Introduction)

이 글의 목적

  1. ‘과학의 통일’의 정확한 개념을 정립하고,
  2. 어느 정도로 그 통일이 달성될 수 있는지 점검하는 것이다.

과학의 통일에 대한 세가지 개념 구분

  1. 가장 약한 의미. 언어의 통일. 과학의 모든 용어가 어떤 분과의 용어로 환원되는 경우.
  2. 좀더 강한 의미. 법칙의 통일. 첫째 의미 함축. 과학의 법칙이 어떤 분과의 법칙으로 환원되는 경우. “환원” 개념에 의존.
  3. 가장 강한 의미. 법칙의 통일에 덧붙여 직관적으로 “통합”되거나 “연결”되는 경우.

이 글에서 사용하는 “과학의 통일”의 두가지 의미

  1. 과학의 이상적 상태. “언어의 통일”과 “법칙의 통일”을 통해 모든 것을 이해할 만한 어떠한 설명체계(all-comprehensive explanatory system)의 이상이 실현되었을 때, 그러한 이상적 상태를 일컬어 “과학의 통일”이라 할 수 있다.
  2. 과학에서의 그 이상을 달성하려는 널리 퍼진 경향.

“과학의 통일”이란 표현의 또다른 용법들 (이 논문에서 사용하지 않는)

  1. 방법의 통일.
  2. 급진적 환원론의 논제(thesis).


과학의 통일과 미시환원(Unity of Science and Microreduction)

이론간 환원, 분과간 환원

이 글에서는 케메니(Kemeny)와 오펜하임(Oppenheim)의 환원개념 사용. 그 핵심은 다음과 같이 요약될 수 있다:

주어진 두 이론 T1과 T2에 대해, 다음의 경우 오직 그 경우에만 T2는 T1으로 환원된다고 말할 수 있다.

  1. T2가 T1에 없는 용어를 포함하고 있다.
  2. T2에 의해 설명되는 모든 관찰적 지식이 T1에 의해 설명될 수 있다.
  3. T1은 적어도 T2만큼 체계적이어야 한다. (복잡한 것은 허용되나, 설명력의 단순성은 적어도 T2만큼은 되어야 한다.)

분과간 환원과 (분과간) 부분적 환원에 대해서도 정의한다면: 주어진 시점 t에서, 한 분과 B2의 이론들이 다른 분과 B1에 속한 이론에 의해 환원되는 경우 오직 그 경우에 B2는 B1으로 환원된다. 주어진 시점 t에서, 한 분과 B2의 이론들 중 일부가 다른 분과 B1에 속한 이론에 의해 환원되는 경우에 B2는 B1으로 부분적으로 환원된다.

이러한 접근은 (1) 양쪽 분과의 모든 용어들이 이론용어와 관찰용어로 구분되고 (2) 양쪽 분과의 관찰용어는 같다는 것을 전제하고 있다.

미시환원

  1. 미시환원. 각 분과에 대응하는 특정한 논의의 영역(universe of discourse) UBi와 부분-전체 관계(part-whole relation) Pt가 있다는 가정 하에, B2의 B1으로의 환원은 미시환원이라고 할 수 있다: 즉, B2는 B1으로 환원된다. B2의 논의 영역에 있는 대상은 B1의 논의 영역에 속하는 부분들로 분해될 수 있는 전체이다.
  2. 잠재적 환원자. B2의 논의영역의 대상이 B1의 논의영역에 속하는 부분들로 분해될 수 있는 전체인 경우, 분과 B1은 B2의 잠재적 환원자이다.
  3. 미시환원은 언어의 통일을 이끈다. 그 과정에서, B2의 이론적 용어의 일부가 B1에서 정의할 수 없는 것이라 할지라도, 우리는 B2를 B1로 대체할 수 있다. (불필요해지는 용어가 있을 수 있기 때문) 한편, 모든 환원이 과학의 통일을 이끄는 것은 아니다. 그러나, 미시환원은, 부분적 환원일지라도, 한 분과의 어떤 용어들을 다른 분과의 용어들로 대체할 수 있는 한, 과학의 통일을 이끈다. 유사하게, 미시환원은 법칙의 통일을 이끈다. B2의 법칙 없이도 B1으로도 관련현상을 설명할 수 있게 해주기 때문이다.
  4. 미시환원(또는 잠재적 환원자)의 성질. (1) 이행적 (형식적 성질. 미시환원의 축적적 특징 의미. 원리적으로는 단계 뛰어넘는 설명 가능) (2) 비재귀적 (3) 비대칭적. (2)(3)의 성질은 비형식적 성질.

통일과학 달성가능성에 관한 질문

  1. 통일과학이 달성될 수 있다면, 어떻게 가능한가? 통일과학을 얻는 유일한 방법은 현재적으로는 미시환원밖에 없다.
  2. 그것은 정말고 달성될 수 있는가? 이것이 된다, 안된다는 주장을 하지는 않겠다. (통일과학이 달성될 수 있다는) 이 가설은 신뢰할 만하며, 이 글에서는 이를 뒷받침할 수 있는 경험적, 방법론적, 실용적 근거를 제시할 것이다. 따라서, ‘통일과학이 축적적인 미시환원을 통해 달성될 수 있다’는 가정은 작업가설이 되기에 충분하다.


환원단계들(Reductive Levels)

환원단계의 조건과 목록 구성

주요 잠재적 미시환원을 가리킬 수 있는 분과 배열의 가능성을 고려하여, 주어진 단계의 영역을 다루는 분과가 항상 다음 높은 단계의 영역을 다루는 분과의 잠재적 환원자가 되도록 환원단계의 체계를 제안한다.

첫째, 이러한 목적을 충족시키기 위한 조건 :

  1. 반드시 몇 개의(2개 이상의) 단계가 있어야 한다.
  2. 단계의 수는 유한해야 한다.
  3. 유일한 가장 낮은 단계가 있어야 한다. 이는 미시환원의 성공이 즉 하나의 분과로의 환원이 됨을 뜻한다.
  4. 가장 낮은 단계를 제외한 모든 단계는 다음 낮은 단계에 속한 것들로 분해될 수 있다.
  5. 어떤 단계에 속한 것은 그보다 높은 단계에 속한 것을 부분으로 가질 수 없다.
  6. 이 단계들은 현재의 경험과학의 입장에서 자연스럽고 정당화될 수 있는 방법에 의해 선택되어야 한다.

둘째, 그에 따라 구성된 단계

  • 6단계 : 사회적 그룹
  • 5단계 : (다세포) 생명체
  • 4단계 : 세포
  • 3단계 : 분자
  • 2단계 : 원자
  • 1단계 : 기본 입자

셋째, 각 단계는 그보다 높은 모든 단계를 포함하며, 이러한 포함관계는 특정단계에 적용되는 법칙이 그보다 높은 단계에도 적용됨을 반영한다.

넷째, 사소한 미시환원을 방지하기 위해서, 각 단계에는 현재 그 단계의 것들을 특성화하는 데 필요한 이론적 용어 목록이 있다는 가정을 한다. 이러한 제한이 없으면, 그러한 환원은 경험적인 중요성을 결여하게 된다.

몇가지 제기될 수 있는 문제

‘부분-전체’(‘Pt’) 관계에 대해 좀더 엄밀한 의미(“요소들의 구조화된 조직”처럼)로 특히 ‘전체’를 공리적인 방식으로 이해하고자 할 때, 어떤 것은 어떤 단계에도 속하지 않을 수 있다. 예를 들어, “전화박스에 있는 사람”은 그러한 엄밀한 의미에서 하나의 ‘전체’로 간주할 수 없는, 다른 단계(3단계와 5단계)의 것들의 집합체이다. 그러나 이러한 문제는 그리 심각한 문제가 아니다. “전화박스에 있는 사람”의 행동은 3단계의 이론으로도 5단계의 이론으로도 완전하게 설명될 수 있다는 가정을 도입할 수 있다. 이러한 가정 하에서, 단계들의 모든 대상의 행동을 설명하는 이론을 구성할 수 있다면, 그런 대상의 집합체 또한 다룰 수 있을 것이다.

작업가설의 신빙성

경험적 가설로서의 “작업가설”

어떤 단계의 이론들이 다음 낮은 단계의 이론에 의해 미시환원될 수 있다는 것은 논리적 참이다. 따라서, 통일과학이 달성될 수 있다는 “작업가설” 역시 논리적 참이다. 그러나 이에 대해서는 모호성의 문제가 제기될 수 있다. 3.1절에서 지적했듯이, 환원가능성에 대한 질문은 각 단계의 이론적 용어가 명세되어야만 경험적 의미를 가질 수 있다. 예를 들어, 주어진 사회이론 T2에 대해, T2를 환원하는 어떤 특정한 용어로 구성된 참인 심리학 이론 T1이 존재하는지에 대한 질문은 경험적 질문이다. 따라서, (‘통일과학은 달성될 수 있다’는) “작업가설”은 경험적 근거에 의해서만 정당화될 수 있는 것이다.

경험적 가설의 신빙도의 요인은 가설의 단순성, 증거의 다양성, 증거의 신뢰성, 그리고 증거에 의한 사실적 지지이다.

가설의 단순성

반대가설과의 비교에서, 반대가설들은 명료한 과학적 의미를 결여하고 있다. 따라서 검증도 불가능하고, 증거에 대한 질문도 생기지 않는다. 반면, 미시환원가능성의 가설은 증거에 의해 검증(반증)가능하다.

증거의 다양성

  1. 성공적인 미시환원의 예가 여러 단계 사이에서, 되도록 모든 단계 사이에서, 제공될 수 있어야 한다.
  2. 주어진 단계에서, 되도록 다른 종류의 예가 제공될 수 있어야 한다. 즉, 주어진 단계의 모든 현상이 미시환원될 수 있어야 좋은 증거가 된다.

아래에서 제시될 각 단계에서의 과거 성공사례들의 간략한 묘사만으로도, 위의 두 조건이 훌륭히 만족된다는 것은 명백하다.

증거의 신뢰성

물론, 신뢰할 만한 증거만을 제시할 것이다.

사실적 지지

어떠한 가설이든, 그에 대한 첫번째 질문은 바로 그것이 얼마나 사실적으로 지지받고 있는가이다. 즉, 어떠한 입증적인 또는 반증적인 증거가 가능한지이다. 가설을 뒷받침하는 증거는 편의상 직접적인 사실적 지지(direct factual support)와 간접적인 사실적 지지(indirect factual support) 두가지로 나눌 수 있다.

  1. 직접적인 사실적 지지. 반증적 사례에 반하는 입증의 정도를 의미하며, 케메니(Kemeny)와 오펜하임(Oppenheim)의 환원개념에 입각한 과거의 성공적 환원 사례를 통해 그 정도를 양적으로 측정할 수 있다.
  2. 간접적인 사실적 지지. 주어진 가설의 신빙성을 더해주는 다른 잘 확립된 가설로부터 얻어지는 귀납적 지지를 의미하며, 이에 대한 측정은 존재하지 않는다. 이를 위해, 첫째로 진화(evolution) ― 시간적 선후차성 ― 와 발생(ontogenesis) ― 역사적 형성 ― 의 측면에서, 각 단계가 그 윗 단계들에 우선적이라는 가설을 지지하는 증거들을 제시할 것이다. 여기서 진화 가설이란 낮은 단계의 것들이 보다 높은 단계의 것들에 시간적으로 선차적이라는 것을 의미하며, 발생 가설이란 높은 단계의 것들이 특정한 시점에서 낮은 단계의 부분들로부터 발전했거나 인과적으로 산출되었음을 의미한다. 둘째로 각 단계의 것들을 그 아래 단계의 것들로부터 합성(synthesizing) ― (인공적) 반복 재현 ― 해 낸 다양한 성공 사례를 제시할 것이다. 이들 세가지 가설은 과학의 통일 가설을 강력하게 지지해준다.

우리의 “작업가설”은 ‘현재 환원불가능한 현상이 있다’도 아니며, ‘환원이 절대 불가능한 현상(예를 들어 인간의 언어 사용)이 있다’ 등의 주장을 거부하지 않는다. 다만, ‘(창발과 같은 것에 의한) 절대적 환원불가능성’만을 거부할 뿐이다.

작업가설의 실용적 방법론적 관점

  1. 과학적 활동과 각 분과들 사이의 관계에 대한 좋은 개요를 제시해준다는 점에서 실용적(practical)이다.
  2. 다양한 과학연구를 자극한다는 점에서 산출적(fruitful)이다. 반면, 다양한 현상의 환원불가능성에 대한 믿음은 하나의 수용된 이론만을 인정하게 된다.
  3. 이는 방법론적으로(methodologically) “데모크리토스의 경향”으로 불릴 수 있다. 즉, 가능한 한, 명백히 다르게 보이는 현상을 질적으로 다른 것들 및 그들의 시공간적 관계로써 설명하기 위해 노력하는 널리 퍼진 방법론적 경향이다.


각 단계에서의 과거 성공들(Past Successes at Each Level)

6단계의 5단계로의 환원(사회현상의 개인적 설명)

아직까지 6단계에서의 5단계로의 미시환원은 그다지 발전하지 못했으나, 몇가지 성공 사례가 있다. 사회 호르몬. 사회구조는 남성호르몬의 영향일 수 있다는 실험. 인간 사회의 문제의 경우, 경제학에서의 “경제적 인간” 가정, 사회학에서의 “경제적 인간”(Marx), “자기과시형 인간”(Veblen), “복족형 인간”(Max Veber) 등의 가정은 이러한 이론들이 환원적 접근을 따르고 있다는 것을 말해준다. 물론 각각의 가정들은 약점이 있다.

5단계의 4단계로의 환원(중앙신경체계 현상의 신경세포적 설명)

크게 ‘신경학’과 ‘신경망 논리설계’의 두가지 방향에서 진행되며, 다른 분야도 관련되어 있다. 신경학적으로 신경세포에 관련된 세부지식 얻고, 튜링머신에 기초한 이상적 계산모델 구성. tiime delay, random error 등 고려 필요. 이러한 모델을 실제에 적용하기 위해서는 더 많은 발전 필요. 그러한 모델이 가능하다면, 그것은 기억, 생각, 패턴의 유사성/비유사성 구분, (인지의 핵심인) 본질 추상력, 목적의식적 행동, 적응적 행동, 정신이상 등에 대한 가설적인 미시환원을 제공할 수 있다.

4단계의 3단계로의 환원(세포현상의 분자적 설명)

세포의 기본적인 세가지 특징, 해독, 복제, 돌연변이를 분자적으로 설명하기 위한 시도. DNA의 염기서열. 유전적 언어. 해독 및 암호화. 돌연변이는 단순히 드물게 일어나는 양자적 전이일 뿐이다. 현재적으로 완전한 환원에는 미치지 못하고 있으나, 노력은 계속되고 있다.

3단계의 1,2단계로의 환원(물질의 거시현상의 원자적 또는 아원자적 설명)

20세기에 와서야 물질의 거시현상(예. 고무의 탄력성, 다이아몬드의 단단함)에 대해 아원자적으로 설명이 가능하게 되었다. 이러한 현상에 대한 완전한 설명과 주기율표의 완성은 파울리의 배타원리 덕에 가능했다. 아직 몇몇 분자 법칙이 환원되지 못하고 있지만, 성공에 대한 희망이 크다.

2단계의 1단계로의 환원(원자모형의 기본입자적 설명)

보어의 원자모형을 뛰어넘는 발전 진행 중에 있다. 특히 아직 풀리지 않은 핵력 등의 문제가 기본 입자 이론에 의해 설명될 것이다.


진화, 발생, 그리고 합성(Evolution, Ontogenesis, and Synthesis)

  1. 진화 - 시간적 선후차성
  2. 발생 - 역사적 형성
  3. 합성 - (인공적) 반복 재현

맺음말(Concluding Remarks)

모든 과학의 미시물리학으로의 환원가능성과 과학활동에서의 환원을 통한 통합 경향의 존재는 인지되어 왔다. 그러나 이러한 입장은 모호하게 그리고 심도 깊은 정당화 없이 표현되어 왔다. 이 글에서는 우선, ‘과학의 통일’이라는 개념을 정확하게 정의하고, 둘째로 그 믿음에 대한 비난에 대답하였다. 작업가설로서의 ‘과학의 통일 가능성’의 수용은 정당화되며, 그 가설은 방법론적으로 그리고 많은 직간접적인 증거에 의해 신빙성이 있다.

여기서 논의된 환원단계는 과학의 자연스러운 질서로 간주될 만한 것을 제시한다. 각 환원단계에 대응하여 각 “기본분과”를 취한다. 이는 잘 알려진 직관적인 분과 구분과 유사하긴 하지만, 같은 것은 아니다. 이는 분과간의 잠재적 환원 관계에 기반한 구분이기 때문이다.

6개의 “기본 분과”는 엄밀하게 보면 가상적인 것임을 강조해야겠다. (그 논의 영역이 정확히 분자, 분자집단인 실제 분과는 없다) 실제의 분과는 아마도 가상의 분과 근처에 위치할 것이다.

한편 위에 언급된 분과 배열은 역사적으로 주어진 분과에서 비롯된 것이지만, 그려진 과정은 그것을 취소시킨다. 일단 연속적인 배열이 가상의 분과 위치에 정의되고 나면, 현존하는 분과간의 관계가 연구되고, 환원 등에 의해 그 위치는 시간에 따라 변하게 된다. 이러한 배열은 린네주의적인 아닌 다윈주의적인 방식일 것이다. 그 방식이 자연스러운 것은, 직관이나 전통적인 구분에 의해서가 아니라, 과학 통일이 달성될 수 있다는 가정 하에서 얻어지는 높은 체계성 때문이다.

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