과학철학 4강. 과학적 실재론 논쟁
전자를 본 사람은 없다. 그런데 전자 이론으로 만든 기계는 작동한다. 이 성공은 이론이 참이라는 증거인가.
풀고 시작
논쟁의 지형: 성공은 무엇의 증거인가
앞의 세 강의가 과학의 방법을 다뤘다면, 마지막 질문은 과학의 성취에 관한 것이다. 성숙한 과학 이론은 관찰 불가능한 것들(전자, 쿼크, 장, 유전자)을 말한다. 과학적 실재론(scientific realism)은 이 이론들이 근사적으로 참이며 그 이론적 용어들이 실재하는 대상을 지시한다고 주장한다. 반실재론(anti-realism)은 이론이란 관찰 가능한 현상을 정리하고 예측하는 도구일 뿐, 관찰 너머에 대한 기술로 믿을 필요가 없다고 맞선다. 양쪽 모두 과학의 예측적 성공이라는 같은 사실에서 출발해 정반대의 결론에 도달한다는 점이 이 논쟁의 묘미다.
기적 불가 논증: 실재론의 창
실재론의 대표 논증은 퍼트넘(Hilary Putnam)의 1975년 정식화로 알려져 있다. "실재론은 과학의 성공을 기적으로 만들지 않는 유일한 철학이다." 이른바 기적 불가 논증(no-miracle argument)이다. GPS는 상대성이론의 시간 보정 없이는 작동하지 않고, 양자전기역학의 예측은 소수점 열 자리까지 실험과 일치한다. 이론이 세계의 실제 구조를 대략 맞히고 있지 않다면, 이 정도의 성공은 설명 불가능한 우연, 곧 기적이 된다. 따라서 최선의 설명으로의 추론(가추, 논리학 5강)에 의해 실재론이 참이라고 결론 내리는 것이 합리적이다. 반론이 바로 따라붙는다. 반실재론자가 보기에 이 논증은 물음을 회피한다. 가추 자체가 "설명이 좋으면 참일 가능성이 높다"는 실재론적 전제를 깔고 있으므로, 실재론을 가추로 옹호하는 것은 순환의 혐의가 있다.
비관적 메타귀납: 반실재론의 방패
라우든(Larry Laudan)은 1981년 논문에서 과학사를 무기로 반격했다. 한때 눈부시게 성공했으나 지금은 폐기된 이론들의 목록이 있다. 연소를 설명한 플로지스톤, 열 현상을 설명한 칼로릭(열소), 빛의 파동을 실어 나른다던 에테르. 이 이론들은 당대 기준으로 예측에 성공했지만 그 중심 대상들은 존재하지 않는 것으로 판명되었다. 그렇다면 귀납적으로, 지금 성공하고 있는 우리의 이론들도 언젠가 같은 운명을 맞으리라 예상해야 한다. 이것이 비관적 메타귀납(pessimistic meta-induction)이다. 성공이 참의 증거라면 과학사가 그 증거 규칙을 반증한다는 것이다. 실재론자의 응수는 두 갈래다. 첫째, 목록의 이론들은 현대 기준의 성숙한 성공(새로운 사실의 예측)에 못 미친다. 둘째, 폐기된 이론에서도 무언가는 살아남았다. 이 두 번째 응수가 아래의 구조 실재론으로 발전한다.
반 프라센의 구성적 경험주의
현대 반실재론의 가장 정교한 형태는 반 프라센(Bas van Fraassen)의 『과학적 이미지』(1980)가 제시한 구성적 경험주의(constructive empiricism)다. 핵심 구분은 진리와 경험적 적합성(empirical adequacy)이다. 과학의 목표는 참인 이론이 아니라 관찰 가능한 것들에 관해 옳은 이론을 내놓는 것이며, 이론을 받아들임(acceptance)은 그 이론이 참이라는 믿음이 아니라 경험적으로 적합하다는 믿음만을 요구한다. 전자 이론을 받아들이는 과학자는 전자의 존재를 믿을 필요 없이, 그 이론이 관찰 결과를 모두 맞히리라 믿으면 된다. 이 입장의 아킬레스건은 관찰 가능/불가능의 구분이다. 맨눈으로 보이는 목성의 위성은 관찰 가능하고 현미경 속 세포는 관찰 불가능하다면, 인식적 경계가 인간 감각기관이라는 생물학적 우연에 걸리는 셈이다. 해킹(Ian Hacking)은 실험적 개입을 근거로 응수했다. 전자를 분무해 다른 대상을 조작하는 데 쓸 수 있다면 전자는 실재한다. "분무할 수 있다면, 실재한다"는 그의 문장은 이론이 아니라 실험 조작에서 실재성의 근거를 찾는 존재자 실재론(entity realism)의 슬로건이 되었다. 반 프라센은 구분이 흐릿하다는 점은 인정하되, 흐릿한 구분도 구분이며 인식적 겸손의 선을 긋기에는 충분하다고 답한다.
구조 실재론: 논쟁의 절충점
워럴(John Worrall)이 1989년에 다듬은 구조 실재론(structural realism)은 두 논증을 모두 살리려는 시도다. 사례는 빛 이론의 역사다. 프레넬의 파동 이론에서 에테르라는 존재자는 맥스웰 전자기학으로 넘어오며 폐기되었지만, 프레넬이 세운 방정식들, 즉 관계의 구조는 거의 그대로 계승되었다. 그렇다면 이론 교체에서 살아남는 것은 대상의 본성에 대한 기술이 아니라 수학적 구조이고, 우리가 실재론적으로 믿어도 되는 것도 딱 거기까지다. 구조는 연속되므로 기적 불가 논증이 설명되고, 존재자는 폐기되므로 비관적 메타귀납도 수용된다. 남은 논쟁은 구조와 본성을 깔끔히 나눌 수 있는가, 그리고 "구조만 실재한다"는 존재론(존재적 구조 실재론)이 정합적인가이다. 과학이 무엇을 아는가에 대한 이 논쟁은 아직 열려 있으며, 지식과 정당화의 일반 이론(인식론 1강)과 맞물려 계속된다.
인출 문제
생각해볼 질문 (정답 없음)
- 현미경으로 본 세포와 이론적 추론으로만 아는 쿼크 사이 어디에 믿음의 선을 그어야 할까. 관찰 가능성이 인간 감각기관의 우연한 한계에 달려 있다면, 그 선은 인식론적 경계일 수 있는가.
- 해킹의 기준(조작할 수 있으면 실재한다)을 받아들이면, 아직 조작할 수 없는 블랙홀 내부나 초기 우주는 어떤 지위를 갖는가.
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