과학혁명의 구조와 패러다임의 변화

2차 세계대전 이전까지는, 과학연구의 방법은 엄격하고 논리적이고 법칙에만 준하는 것이며, 어떤 외부적인 요인도 이 과학에 영향을 끼치지 않는 가치중립적인 것으로 해석했다. 그래서 과학자는 이론의 검증에만 목적을 두었었다.

 

그러나 이후 이러한 관점은 과학은 그 자체로 진리 탐구를 위한 틀일 뿐이며, 과학적 추구를 통해 우리는 언제나 순수한 진실에 도달할 수 있다는 생각이 잘못되었음을 토마스 쿤을 통해 알게 된다. 

 

토머스 쿤은 과학혁명을 일으키는 패러다임의 변화가 어떤 과학적 ‘증명’에서 시작하는 것이 아니라 소수 과학자들의 막연한 ‘신념’에서 시작한다고 말한다. 그 소수의 신념이 과학사회의 통념으로 확산되면서 패러다임이 변화한다는 것이다.

 

결국 과학적 사실은 영원하지 않으며, 가치중립적이지도 않으며 오히려 상호주관적인 것으로 바라보기 시작했다.

 

 

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<과학혁명의 구조(The Structure of Scientific Revolutions)>는 미국의 과학철학자 토머스 쿤(1922~1996)이 1962년 출간한 책이다.

 

 

쿤은 미국 하버드대에서 이론물리학을 전공했지만 과학사에 관심을 뒀다. 그는 책에서 “과학발전은 점진적으로 이뤄지는 것이 아니라 패러다임(paradigm) 전환에 의해 혁명적으로 일어난다”고 주장했다.

 

쿤이 창안한 용어인 ‘패러다임’은 한 시대 사람들의 견해나 사고를 규정하고 있는 인식의 체계, 또는 사물에 대한 이론적인 틀이나 체계를 의미한다.

 

이전에는 과학혁명이 지식의 축적에 따라 점진적으로 이뤄진다는 게 보편적 인식이었다. “과학은 체계화된 관찰을 통해 사실을 수집하고, 수집된 사실로부터 이론을 도출해 낸다. 이런 일련의 지식 축적이 과학 발전”이라는 게 ‘전통적 과학관’이다. 갈릴레이와 뉴턴 등에 의해 일반화됐다. 

 

쿤은 과학의 변화 또는 발전이 과학 지식의 ‘축적적’ 성과가 아니라, 비연속적 또는 ‘혁명적’ 결과라고 주장한다. 그에 따르면 “과학혁명이란 하나의 옛 패러다임이 이와 양립할 수 없는 다른 새로운 패러다임에 의해서 전반적 또는 부분적으로 대체되는 비축적적(non-cumulative)인 변화의 사건들”을 의미한다.

쿤에 따르면 한 시대를 이끌어가고 있는 ‘정상과학(normal science)’이 있다. 정상과학이 더 이상 현상을 설명할 수 없게 되면 ‘과학의 위기’가 발생한다. 이때 기존과 전혀 다른 표준이나 모형이 나온다. 이 패러다임에 따라 형성된 새로운 정상과학이 기존 정상과학을 대체한다. 이런 과정은 반복된다. 

그는 아리스토텔레스 시대에서부터 뉴턴 시대까지 숱한 ‘과학적 단절’이 있음을 알게 됐다. 두 시대는 서로 다른 과학적 패러다임 아래 놓여 있었다고 설명했다. 코페르니쿠스의 지동설이 프톨레마이오스의 천동설을 뒤엎고, 양자물리학과 일반상대성이론이 뉴턴 역학을 대체한 것은 패러다임 변화를 보여주는 사례다.

 

양자론 발전에 공헌한 하이젠베르크는 “새로운 현상을 설명하기 위해 기존에 확립된 자연법칙을 적용할 수 없는 경우가 많다. 과학의 진보는 반드시 누적적이라고 할 수 없다. 뉴턴의 개념이 그것에 ‘맞추어진’ 역학 현상을 설명하는 것과 같은 방식으로, 어떤 새로운 현상은 그 현상을 위해 짜 맞춘 새로운 개념에 의해서만 이해될 수 있다”고 주장한 바 있다. 그는 “자연과학은 자연에 대한 실험적 지식이 점진적으로 누적된 필연적 결과”임을 믿는 것이 기존 과학의 허점임을 지적했다.

 

혁명이 일어나면, 과학자들은 완전히 새로운 시각으로 과거의 문제를 바라본다. 그리고 아주 다른 방법으로 연구하게 된다. 이론, 세계관, 모든 것이 바뀌는 것이다. 쿤은 이러한 변화를 '패러다임의 변화'(paradigm shift)라고 표현했다. 

 

<과학혁명의 구조>는 과학이 객관적인 지식이라는 기존의 인식에 큰 충격을 줬다. 쿤은 “과학혁명을 통해 새로운 패러다임이 등장한다. 패러다임에 따라 이론이 바뀌면 동일한 자연현상도 완전히 다른 방식으로 설명된다”고 했다.

 

 

 

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과학은 완결된 것이 아니라, 시대에 따라 변하며, 때로는 근본적인 기준이 뒤집어지기도 한다.

 

이러한 사고체계의 영향은 과학철학과 과학사에 국한되지 않는다. 세계 지성계에 미친 영향이 크다. 사학에서부터 심리학, 경영학, 인류학에 이르기까지 다양한 분야 과학자들이 ‘패러다임 변화’로 각종 현상을 분석한다.

정치사회학에선 패러다임 변화로 사회 변혁의 원인과 전망을 분석한다. 경영학에서는 이를 이용해 기업의 기술 혁신과 전략을 컨설팅하기도 한다.