과학혁명의구조/이상현상그리고과학적발견의출현

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정상과학은 과학 지식의 범위와 정확성의 꾸준한 확장이라는 측면에서 아주 성공적인 고도의 집적된 활동이다. 하지만 정상과학은 사실이나 이론의 새로움을 겨냥하지 않기 때문에, 성공적인 경우라도 그 어떤 새로움이 찾아지는 것은 아니다. 이를 쉽게 설명하자면, 정상과학내에서의 일련의 연구들이 패러다임내에서 패러다임을 조금 더 명료하게 하기위해 수행되기 때문이라고 할 수 있다. 그 안에는 새로움이 들어설 자리가 매우 적을 것임을 직관적으로 알 수 있다. 즉, 정상과학의 표준형 프로젝트에서 성공을 거두는 것은 놀라움(새로운 발견에 대한)이 아니라 축하할 일(당연한 일)이라는 말이다.

그러나

이처럼 새로운 것을 겨냥하지 않는 것 같은 정상과학의 연구들에 의해 새로운 그리고 뜻밖의 현상들의 베일이 끊임없이 벗겨졌고, 과학자들에 의해서 첨단의 새로운 이론들이 또다시 거듭 창안되어왔다. 대단한 아이러니가 아닌가? 여기서 우리는 과학활동의 내부에는 이러한 종류의 경이로움을 발생시키는 강력한 테크닉이 존재함을 알 수 있다. 이러한 강력한 테크닉은 패러다임 아래에서 패러다임의 변화를 유발하는 매우 특수하게 효율적인 방법이어야 한다.

이장의 주요 내용은 이러한 정상과학 내부의 이상한 특징을 밝히는 것이 될 것이다. 이것만 이해하고 넘어가면 우리는 성공하는 것이다.

그러므로

우리는 이 장에서 몇가지 과학적 발견을 살펴봄으로써 발견이 어떻게 이루어지고 받아들여지는지를 알아볼 것이다.

우리가 살펴볼 과학적 발견은 "산소의 발견", "X선의 발견", 그리고 "라이덴 병의 발견"이다. 이들 발견의 공통점을 몇 가지 질문을 통해 파악해 보자.

"산소", "X선", "라이덴 병". 과연 이들은 언제 발견되었는가?

발견을 한 순간의 일로 돌리는 것은 불가능하며, 한 사람에 의한 것으로 돌리는 것도 흔히 마찬가지이다. (발견의 순간 같은것은 거의 없다) 새로운 종류의 현상을 발견한다는 것은 필연적으로 복합적인 사건으로서, 무엇인가 그것과 그것이 무엇인가를 둘 다 확인하는 것을 포함하기 때문이다. 이상의 감지, 즉 연구자의 패러다임이 그로 하여금 그 현상에 대한 채비를 갖추게 하지 못한 것, 는 새로움을 인지하는 길을 여는 데에 필수적인 구실을 한다. 그러나 무엇인가 잘못되었음을 감지한 것은 발견을 향한 전주일 뿐이다. 과학적 발견은 실험과 동화라는 과정을 차근차근 더 밟지 않고는 출현하지 못한다. 과학혁명의구조/서론에서도 산소가 언제 발견되었는가에 대한 대답이 왜 불가능한지를 보이면서 과학의 발전이 축적에 의한 것이 아님을 보여주고 있다. 패러다임이라는 개념은 그렇게 등장한 것이다. 당연한 이야기지만 발견과 발전은 구분하자.
이러한 발견은 패러다임 변화를 포함한다고도 말할 수 있는가?

이에 대한 반대 의견들이 상당히 많다. 산소의 경우, 산소의 발견 자체는 화학 이론에서의 변화의 원인은 아니었지만 이를 통해 기존의 연소에 관한 패러다임이 무엇인가 잘못된 것 같다는 라부아지에의 초기의 느낌에 훨씬 더 구체적인 형태와 구조를 갖추어주었다는 것이다.

X선은, 우연에 의해서 일어진 발견의 전형으로서 말할 나위 없이, 물리학 분야에 새로운 장을 열었고 그럼으로써 정상과학의 잠재적 영역에 덧붙여지게 되었다. 그러나 X선의 발견은 기존의 기기들과 그 기기들을 사용한 프로젝트들을 다시 검토해야할 필요를 제공함으로써 기존의 분야들을 변화시켰으며, 그 과정에서 기기 장치의 종전의 패러다임적 형태로부터 그 패러다임적 권리를 박탈해버렸다. 이러한 과정에서 X선은 확립된 이론에 의해서 이단시되지는 않았음에도 불구하고, 확고부동한 예상들을 위배하고 있었다.

라이덴 병의 발견은 이론유도형이라고 표현 될 수 있다. 위의 내용들을 이해 했다면 이론유도형이라는 용어는 패러독스로 느껴져야 한다. 우리는 X선과 산소의 발견을 통해

{{|이론에 의해 미리 예측된 발견들은 정상과학의 한 부분일 뿐이며 새로운 종류의 사실을 파생시키지는 않는다고|}}

말해왔기 때문이다. 이에 관해서는 시기가 중요한데, 패러다임 이전의 시대와 패러다임의 대규모 변혁이 진행되는 위기의 시기에 과학자들은 - 아마도 패러다임의 영향을 거의 받지 않고, 그 때문에 용기를 얻기도 하며, 또는 난세가 영웅을 낳는다는 전설(?)때문에 - 그 자체로 발견의 길을 지시할 수 있는 갖가지 추론적이고 명료화되지 않은 이론들을 전개시키기 때문이다.

라이덴 병의 발견이 시작되었을 무렵의 전기학 분야는 춘추전국시대와 같았다. 전기학 분야에는 단일한 패러다임이 존재하지 않았던 것이다. 서로 경쟁하는 학파의 여러 이론들에 의해 (우리는 이에 관해 과학혁명의구조/정상과학에로의길 에서 이미 다루었다) 라이덴병이 등장했고 특히 벤자민프랭클린의 일련의 실험들은 전폭적인 패러다임의 수정을 가져왔다.

정리해 본다면, 새로운 과학적 발견은 다음의 특징을 갖는다:

이상 현상에 대한 사전 인지
관찰적 및 이론적 인신의 점진적 및 동시적 출현
그리고 그 결과로서 나타나는, 흔히 저항을 수반하는 패러다임 범주와 과정의 변화

이와 똑같은 특성이 지각과정자체의 성격에 내재한다는 증거가 심리학 분야에서 얻어졌다. 즉 이상한 카드가 보여지는 빈도의 증가에 의해서야 그러한 비정상카드를 인지하는 정도가 증가하는 것이다. 과학자들도 이런식으로 행동한다. 즉 브루너의 심리학 실험과 과학적 발견의 과정은 모두 사람이 하는 일이고 (과학자도 사람이다) 결국 정신의 본질을 반영한다는 공통된 특성을 가질 수 있는 것이다.

위의 트럼프 실험에서와 같이, 과학에서의 신기한 새로움은 예측되었던 바에 거스르는 저항에 의해서 발생하는 난관을 뚫고서야 비로소 출현하게 된다. 이러한 과정을 거치면서 이상하던것 (예측불가능하던 것) 이 예측되는 것으로 바뀌게 되면 그 발견은 완료되는 것이다.

위에서 살펴본 일련의 과정들은 과학에서 근본적인 새로움이 출현하는 경우라면 어디에나 내포되어 있다. 이를 알게 되면 우리는 드디어 새로움을 지향하지도 않는 것처럼 보이는 정상과학이 - 오히려 새로움을 억제하는 - 어떻게 그토록 효과적으로 새로움을 불러일으킬 수 있는가라는 이장 처음의 물음에 답할 수 있게 되는 것이다.

즉

{{|
패러다임에 의해 새로움을 지향하게 되지 않는 정상과학 (->) 이상현상의 출현 (->) 저항 (->) 새로운 패러다임의 성립 |}}

과 같은 과정으로 요약할 수 있을 것이다. 새로움을 지향하지 않는다는 것은 과학자사회에 어떠한 형태로든지 압력을 주게 되고, 이러한 압력에 의해 이상현상이 감지 되며, 이상현상의 발견들 중 과학자사회에 의해 받아들여지는 것들이 패러다임의 확립에 도움을 주게 되는 것이다. 이러한 압력은 패러다임을 확고히 하기 위한 정교한 장치의 제작, 심오한 의미의 어휘와 기술의 개발등으로 나타난다. 즉 구패러다임을 위해 수행되었던 일련의 연구과정들이 결국은 새로운 패러다임의 잉태를 위한 초석이 된다는 것이다. 매우 아이러니한 일이다.

궁극적인 새로움의 발견은 결국 압력에 의해 만들어진 특수장치와 그 장치를 가지고 무엇을 예측해야 하며 무엇이 잘못되어 있는가를 정확히 가려낼 수 있는 과학자의 인식능력에 의해 이루어진다.

X선의 발견에서 나타나는바와 같이 특수 장치의 도입은 과학의 발달에 결정적인 역할을 하는 수가 있다. 쿤은 이를 패러다임 실험법과 응용이라고 표현한다. 이러한 패러다임 실험법과 응용은 패러다임법칙과 이론만큼이나 과학에 필수적인 것이며, 그 영향 또한 마찬가지이다. 생명과학분야에서도 PCR(Polymerase Chain Reaction) 이라는 DNA 증폭기술이 개발되면서 유전학과 분자생물학연구에 지대한 영향을 미친예가 있다. 그 공로를 인정받아 PCR기술을 개발한 화학자는 노벨상을 수상했다. 또한 왓슨과크릭이 DNA의 이중나선 구조를 발견할 수 있었던 것은 X-ray Crystalography 라는 분광결정학 기술이 막 유행을 타고 있었기 때문이다. 이러한 패러다임의 실험법들은 주어진 시기에 과학적 탐구의 대상이 될 수 있는 것들을 제한하게 된다.

이장을 다루면서 우리는 정상과학이 내재하고 있는 매우 긍정적인 특성 한가지를 배울 수 있었다. 즉 정상과학은 내부로부터의 변화가능성을 내포하고 있다

다음은 이 장의 마지막 문단이다.
{{|
패러다임이 정확하고 영향력이 클수록 그것은 이상 현상에 대하여, 따라서 패러다임 변화의 가능성에 대하여 보다 예민한 지표를 제공한다. 정상적인 발견의 양식에서는 패러다임 변화에 대한 저항조차도 유용성이 있는데, 이에 관해서는 다음 장에서 더 자세히 살펴볼 것이다. 패러다임이 맥없이 함락되지 않을 것임을 확인함에 의해서, 저항은 과학자들이 어이없이 흔들리지 않을 것임을 확고히 하고, 패러다임 변화로 이끄는 이상들이 기존 지식의 핵심으로까지 침투하는 것을 보증한다. 과학에서의 유의미한 새로운 발견이 흔히 여러 실험실에서 때를 같이하여 나타난다는 사실은 바로 정상과학의 강렬한 전통적 성격과 그런 관례적 탐구로 그 자체의 변화에의 길을 마련하는 온전성 모두에 대한 지표가 된다.
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