과학 포털 iKAOS

[강연] 과학, 세계를 이해하는 그 특별한 방식에 관하여 _ by천현득, 이강영, 송민령｜2019 가을 카오스강연 '도대체 都大體' | 10강

과학이라는 용어는 본래 라틴어 '스키엔티아(Scientia)'에서 유래했으며, 이는 특별한 분과학문이 아닌 보편적인 지식 일반을 의미했습니다. 우리가 오늘날 이해하는 독립된 학문으로서의 과학과 '과학자'라는 명칭은 19세기에 이르러서야 비로소 정착되었습니다. 그 이전의 뉴턴이나 갈릴레오 같은 인물들은 스스로를 자연철학자로 규정하며 세계의 근본 원리를 탐구했습니다. 이처럼 과학의 역사는 어머니 학문인 철학으로부터 독립해 나가는 과정이었으며, 물리학, 화학, 생물학이 차례로 자신만의 방법론과 체계를 갖추며 분화되었습니다. 과학이 다른 세계 이해 방식과 차별화되는 지점은 현상을 체계적으로 설명하여 진정한 이해를 제공한다는 데 있습니다. 단순히 현상을 관찰하고 데이터를 수집하는 것에 그치지 않고, '왜'라는 물음에 답할 수 있는 이론을 제시하는 것이 핵심입니다. 칼 헴펠과 같은 철학자들은 과학적 설명이 성립하기 위해 일반적인 법칙과 시험가능성이 필요하다고 강조했습니다. 어떤 주장이 경험적 내용을 담고 있다면, 그것은 반드시 틀릴 가능성인 반증가능성을 내포해야 합니다. 이러한 엄밀한 논리적 구조를 통해 과학은 신화나 예술과는 다른 방식으로 세계의 패턴을 드러냅니다. 과학의 방법론에 대해서는 칼 포퍼의 반증주의와 토마스 쿤의 패러다임 이론이 대표적인 시각을 제공합니다. 포퍼는 과학자가 대담하게 추측하고 혹독하게 시험함으로써 오류로부터 배워야 한다고 주장했습니다. 반면 쿤은 과학이 단순히 지식을 누적하는 과정이 아니라, 패러다임이라는 거대한 틀이 전환되는 혁명적 변화를 거친다고 보았습니다. 과학자들은 때로 반증 사례가 나타나도 기존 이론을 고수하는 합리적 고집을 부리기도 하는데, 이는 과학이 개인의 활동이 아닌 공동체의 합의를 바탕으로 한 정상과학의 단계를 거치기 때문입니다. 위대한 과학적 발견은 어느 날 갑자기 하늘에서 떨어진 것이 아니라, 당대의 수많은 논의와 통찰이 쌓여 만들어진 결과물입니다. 뉴턴의 운동 법칙이나 보어의 원자 모형 역시 이전 학자들의 연구와 아이디어를 통합하고 체계화하는 과정을 통해 탄생했습니다. 무언가를 진정으로 알게 된 후에는 그 이전의 무지한 상태로 돌아갈 수 없듯이, 과학 지식은 분명한 방향성을 가지고 누적적으로 발전하며 진보합니다. 이러한 지식의 통합은 서로 다른 영역의 법칙들을 하나로 묶어줌으로써 우리가 세계를 더욱 깊고 넓게 이해할 수 있도록 돕는 강력한 도구가 됩니다. 과학 공동체와 일반 사회 사이에는 자율적인 연구를 보장받는 대신 객관적인 지식을 생산한다는 암묵적인 사회적 계약이 존재해 왔습니다. 하지만 과학이 과연 가치중립적인가에 대해서는 비판적인 성찰이 필요합니다. 역사적으로 우생학이나 정치적 이데올로기에 왜곡된 과학의 사례들이 존재하며, 현대 사회의 복잡한 정책 결정 과정에서도 과학적 증거의 충분성을 판단할 때 사회적 가치가 개입될 수밖에 없습니다. 따라서 과학은 단순히 데이터와 확률만을 제시하는 중립적 위치를 넘어, 인권이나 환경과 같은 보편적 가치를 지향하는 방향으로 나아갈 필요가 있습니다. 우리 사회에서 과학은 오랫동안 국가 경쟁력이나 경제 발전을 위한 도구로만 인식되어 온 경향이 있습니다. 그러나 과학의 진정한 가치는 인간의 근본적인 호기심을 충족시키고 세상을 바라보는 새로운 관점을 제공하는 문화적 측면에 있습니다. 예술이 우리에게 영감을 주듯, 과학 역시 자연의 아름다움을 발견하고 인간과 세계의 상호작용을 이해하는 기쁨을 줍니다. 과학은 실험실 안의 전문적인 활동에 국한되지 않으며, 시민의 삶과 밀착되어 사회적 문제를 해결하고 공공의 이익을 도모하는 살아있는 인간 활동으로서 기능해야 합니다. 현대 과학은 거대화되고 전문화되면서 대중과의 거리가 멀어지는 도전에 직면해 있습니다. 인공지능과 같은 첨단 기술이 인간의 지능을 위협하는 시대에, 과학의 발전 방향을 결정하는 것은 결국 깨어 있는 시민들의 몫입니다. 우리가 어떤 가치를 중시하고 어떤 세상을 꿈꾸느냐에 따라 과학기술의 쓰임새와 사회적 모습은 달라질 수 있습니다. 과학에 대한 지속적인 관심과 질문을 멈추지 않는 태도는 과학이 소수의 전유물이 아닌 우리 모두의 지적 자산이 되게 합니다. 세상을 이해하려는 순수한 열정이 모일 때, 과학은 비로소 우리 삶을 풍요롭게 만드는 진정한 힘을 발휘할 것입니다.

[강연] 히치토론쇼 | 2018 여름 카오스 콘서트 '수학과 과학 42' 4부 | 4부

노벨상과 필즈상은 인류 지성의 정점을 상징하는 두 축입니다. 100년 넘는 역사를 지닌 노벨상이 인류 보편의 가치와 실용적 공헌을 중시한다면, 필즈상은 만 40세 이하라는 엄격한 나이 제한을 통해 수학적 잠재력과 순수한 학문적 성취를 기립니다. 두 상은 상금의 규모나 수여 주기에서 큰 차이를 보이지만, 인류가 우주의 비밀을 풀기 위해 걸어온 고귀한 여정을 증명한다는 점에서는 그 궤를 같이합니다. 학문적 권위의 우열을 가리기보다 각 상이 지닌 고유한 철학을 이해하는 것이 중요합니다. 산업혁명의 역사는 곧 기초과학 발전의 역사이기도 합니다. 증기기관이 이끈 1차 혁명은 열역학이, 전기를 활용한 2차 혁명은 전자기학이 그 토대가 되었습니다. 또한 컴퓨터와 인터넷이 주도한 3차 디지털 혁명의 이면에는 반도체 기술의 핵심인 양자역학이라는 현대 물리학의 정수가 자리 잡고 있습니다. 이처럼 새로운 과학적 발견은 단순한 기술적 진보를 넘어 사회 구조 전체를 뒤흔드는 거대한 변혁의 물결을 만들어왔으며, 우리는 그 혁명의 연쇄 속에서 살아가고 있습니다. 최근 화두가 되고 있는 4차 산업혁명에 대해서는 학계에서도 다양한 시각이 존재합니다. 인공지능과 빅데이터가 가져올 변화를 혁명으로 받아들이는 입장도 있지만, 이를 뒷받침할 새로운 기초과학적 토대가 아직 미진하다는 신중론도 만만치 않습니다. 진정한 의미의 혁명이 되기 위해서는 기술적 현상을 넘어 우주와 생명을 바라보는 근본적인 과학적 패러다임의 전환이 동반되어야 하기 때문입니다. 과학적 토대 없는 기술의 발전은 사상누각에 불과할 수 있다는 경고의 목소리에 귀를 기울여야 합니다. 자연이라는 거대한 책은 수학이라는 언어로 쓰여 있습니다. 물리학자들에게 수학은 우주와 대화하기 위한 필수적인 문법이며, 수학자들에게 과학은 그 문법을 통해 서술되는 경이로운 내용입니다. 수학이 실제 자연에 존재하지 않는 허수나 무리수를 다룸에도 불구하고 현실 세계를 이토록 완벽하게 설명해낸다는 사실은, 인간의 지성과 우주의 구조 사이에 깊은 연결고리가 있음을 암시합니다. 수학적 논리는 단순한 지적 유희를 넘어 자연의 본질을 꿰뚫는 가장 강력한 도구입니다. 수학적 구조가 우주의 본질인지, 아니면 인간의 두뇌가 우주를 이해하기 위해 만들어낸 도구인지에 대한 논쟁은 여전히 흥미롭습니다. 어떤 이들은 수학이 관찰과 실험을 넘어선 추상적 영역이라고 비판하기도 하지만, 역사적으로 수학적 아름다움을 쫓던 발견들이 훗날 물리적 실체로 증명된 사례는 수없이 많습니다. 결국 수학과 과학은 서로를 비추는 거울처럼 인류의 인식을 확장하는 상호보완적 관계에 있습니다. 이러한 융합적 사고는 우리가 직면한 복잡한 문제들을 해결하는 열쇠가 됩니다. 현대 물리학의 궁극적인 꿈은 자연계의 네 가지 힘을 하나로 통합하는 '모든 것의 이론'을 완성하는 것입니다. 전자기력과 약력, 강력은 표준모형을 통해 어느 정도 통합의 길을 찾았으나, 시공간의 휘어짐을 다루는 중력은 여전히 양자역학과의 결합을 거부하고 있습니다. 이 거대한 수수께끼를 풀기 위한 노력은 우주의 기원과 종말, 그리고 우리가 존재하는 이유에 대한 근원적인 해답을 찾는 과정입니다. 비록 완벽한 방정식이 모든 삶의 의미를 설명해주지는 못할지라도, 그 탐구 자체로 가치가 있습니다. 과학의 진정한 가치는 정해진 답을 얻는 것보다 더 나은 질문을 던지는 데 있습니다. 우주는 고정된 상태로 멈춰 있지 않고 끊임없이 요동치며 변화하는 역동적인 실체입니다. 이러한 변화의 흐름 속에서 우리가 던지는 질문들은 인류의 지평을 넓히는 등불이 됩니다. 세상이 왜 이토록 수학적인지, 그리고 우리는 왜 이 재미있는 과학을 탐구하는지 끊임없이 묻는 행위 자체가 인류 진보의 원동력입니다. 호기심을 잃지 않고 자신만의 질문을 찾아가는 과정이 곧 과학하는 마음의 본질입니다.