[칼럼] 4차 산업혁명과 패러다임의 전환에 대하여 (1)

토마스 쿤

[이뉴스코리아 박은혜 칼럼니스트]

4차 산업혁명이란 말만큼이나 언제부턴가 우리가 아무렇지 않게 쓰기 시작한 단어가 있다. 바로 ‘패러다임’이란 말이다. 일반적으로 사람들은 4차 산업혁명이야말로 어떠한 패러다임의 전환이라고 이해한다. 사실은 정확하게 어떤 의미인지도 잘 모른 채, 어떠한 종류의 변화에 대하여 툭하면 패러다임이 바뀐다는 표현을 쓴다. 과연 오늘을 살아가고 있는 우리는 패러다임 전환을 경험하고 있는 것일까?

토마스 쿤의 패러다임
사람들이 잘 아는 것 같으면서도 사실은 잘 모르는, 이 오묘한 단어를 처음 제시한 인물은 미국의 과학철학자 토마스 쿤이었다. 아마도 토마스 쿤처럼 그에 대한 평가에 호불호가 뚜렷한 과학철학자도 없을 것이다. 저널리스트 존 호건의 인터뷰 내용에서 그려진 쿤은 우유부단하고 이랬다저랬다 하는 소심한 인물이었지만, 정작 그가 내어놓은 대표작 <과학혁명의 구조>는 매우 과감한 책으로 이해되고 있다는 게 참 놀라울 정도다. 어쨌든 이 사람 덕분에 과학철학이라는 분야가 별도의 분과학문으로 장사를 할 수 있게 된 것은 분명하다. 쿤의 실제 의도가 보다 온건했을지는 모르겠으나, 과학철학에서 평가받고 있는 쿤은 그야말로 위험한 생각의 소유자였다.
그가 과학의 역사를 바라보는 관점은 인류학적 아이디어에 일정한 빚을 지고 있다. 어느 시대 어느 공간에서 살아가는 공동체들도 저마다의 합리적이고 정합적인 세계관 속에서 살아간다는 아이디어 말이다. 쿤은 과학도 마찬가지라고 주장했다.

쿤에 따르면, 과학은 누적적으로 발전하지 않는다. 옛 이론이 보완되어 새 이론이 마련되는 게 아니다. 과학은 완전히 서로 다른 지식 체계가 교체하는 과정을 통해 전개된다. 비유하자면, 기존의 건물을 리모델링하는 것이 아니라 기존의 건물을 몽땅 밀어버리고 그 옆 자리에 새 건물을 짓는 것과 같다. 아리스토텔레스, 뉴턴, 아인슈타인으로 전개되는 과학의 역사가 이와 같다.
흥미롭게도 쿤은, 아리스토텔레스 역학에서 뉴턴 역학으로의 전환을 통해 인류는 얻은 것도 있지만 동시에 잃은 것도 있다고 주장한다. 그렇다면 과학의 역사는 발전의 역사가 아니란 말인가? 쿤의 대답은 ‘그렇다’였다. 쿤은 과학이 일종의 도그마(dogma)와 같은 것을 가지고 있고, 대부분의 과학 활동은 모두 이 도그마에 기댄 활동이라고 분석한다. 그리고 과학의 역사에서 일어나는 혁명들은 논리적 절차보다는 오히려 과학자들의 심리 상태에 더 크게 의존한다는 것이다.

<과학혁명의 구조>에 대한 반응
그렇다면 쿤은 왜 이러한 도발적인 주장을 펼쳤을까? 그 대답은 쿤의 활동 당시 은근히 유행했던 행동주의 심리학으로부터의 영향, 그리고 ‘관찰의 이론적재성’이라는 과학철학의 주제와 연관되어 있다. 간단히 말하자면, 전자는 인간의 관찰 행위가 생각만큼 객관적이지 않을 수 있다는 지적이고, 후자는 관찰의 결과가 관찰자의 배경지식에 따라 아예 달라질 수 있다는 지적이다. 그렇다면 당시의 과학철학자들은 쿤의 주장에 대해 어떻게 반응했을까?
쿤의 <과학혁명의 구조>가 출판되었을 때, 이에 대한 과학철학자들의 입장은 대체로 비판적이었다. 특히 그가 이 책에서 가장 중요하게 사용했던 용어, ‘패러다임’(paradigm)이 주공격의 대상이 되었다. 독자들은 쿤이 사용하는 패러다임이란 말의 용법이 한두 개가 아니라 무려 스무 개가 넘는다고 지적하기도 했다. 가장 중요한 용어를 이렇게 애매하게 쓰면서 어찌 철학자라 할 수 있단 말인가?

이러한 비판에 직면하여 쿤은 나름의 답변을 추가한 <과학혁명의 구조> 2판을 출간한다. 여기에는 1판에는 없는, 패러다임에 관한 보다 구체적인 정의를 제시한다. 쿤은 패러다임을 넓은 의미와 좁은 의미로 구분했다. 우선 넓은 의미란, 과학자 사회의 구성원들에 의해 공유되는 신념, 가치, 기술 등을 망라한 총체적 집합을 말한다. 쿤에 따르면, 넓은 의미에서의 패러다임이란, 기호적 일반화, 모형, 가치, 범례로 구성되는 복합체다. 이들 네 가지는 좀 복잡한 개념들이지만, 그나마 쉽게 설명해보자면 다음과 같다.

첫째, 기호적 일반화라는 것은, 특정한 공식 혹은 법칙을 공유하는 과학자라면 동일한 패러다임 속에 있다는 것이다. 가령 뉴턴은 그 유명한 공식 E=mc2를 몰랐지만, 아인슈타인 이후의 모든 과학자는 이 공식을 알고 공유한다. 둘째, 모형은 과학자들이 공유하는 존재에 대한 가정을 말한다. 셋째, 가치는 과학자들이 추구하는 것들 가령 정확성, 일관성, 넓은 적용범위, 단순성 등을 말한다. 동일한 패러다임 안에 있는 과학자들은 이들 가치 간의 서열을 대체로 공유하고 있다. 마지막으로 넷째, 범례는 패러다임의 정의에서 가장 중요한 요소인데, 쿤은 이 범례를 좁은 의미의 패러다임으로 사용한다.

패러다임으로서의 범례에 관하여
범례라는 말을 이해하려면, 보통 학생들이 과학을 공부하는 모습을 떠올리면 쉽다. 학생들은 먼저 기본 원리에 대한 설명을 듣고, 그 원리가 잘 적용되는 이상적인 예제를 풀어 해답을 제시한다. 예제를 통해 학생들은 기본원리를 더 잘 이해하게 되는 것이다. 바로 여기서 말하는 예제가 쿤이 의도하는 범례다. 그러나 단순히 문제풀이가 범례인 것은 아니고, 조금 더 정확하게 말하자면, 과학자들이 중요하다고 생각하는 이론의 매우 성공적인 적용사례를 범례라 이해하면 좋을 것 같다. 가령 자유낙하를 하는 물체의 운동법칙은 뉴턴의 만유인력의 법칙의 범례가 된다. 이러한 범례를 인식하는 것은 매우 중요하다. 과학자들은 범례를 통해, 기호로 된 공식이 실제 자연세계에 어떻게 적용되는지를 학습하기 때문이다. 특히 자연계의 정확한 분류방식을 터득하는 학습과정에서 범례가 사용된다. 가령 동물원에 난생 처음으로 간 꼬마가 서로 다른 동물들을 구별하는 방법을 어떻게 배우는지 살펴보면 된다.

범례는 좁은 의미의 패러다임이다. 범례를 이해하기에 가장 좋은 예는, 온 국민이 다 아는 불후의 명저 <수학의 정석>이다. 먼저 기본원리가 나오고 이를 그대로 응용한 필수예제, 그리고 여기에 숫자만 바꾼 유제가 나온다. 그리고 마지막으로 연습문제가 나오는데, 연습문제 중 몇몇은 유제와 비슷해서 쉽지만 뒤로 갈수록 어려워지기 마련이다. 그럼 학생들은 연습문제와 필수예제 및 유제 간의 유사관계를 놓고 고민하기 시작한다. 이 유사관계를 잘 이해한 학생이 결국엔 문제도 잘 풀게 되는 법이다. 바로 이렇게 널려있는 연습문제들을 자신들의 범례로 만들어 기본원리를 익히는 과정이 바로 과학이라는 것이다.

따라서 범례를 학습한다는 것은, 서로 다른 현상이 어떻게 동일한 원리의 지배를 받는가를 학습하는 것이다. 동일한 패러다임 속에서 과학자들은 동일한 범례를 공유하며, 이러한 범례를 숫자를 끊임없이 늘려감으로써 패러다임을 더욱 공고하게 만든다. 이것이 바로 쿤의 패러다임 이론이다. 그렇다면, 과학자들은 그저 평생 연습문제나 푸는 사람들이란 말인가?
쿤의 대답에 따르면, 과학의 가장 인상적인 특징 중 하나는, 어느 시기가 되면 거의 대부분의 과학자들이 놀랄만한 수준의 합의에 도달한다는 점이다. 그리고 또 어느 때가 되면 그 놀랄만한 합의가 한꺼번에 깨지기도 한다는 점이다. 사실 이러한 모습은 인문학이나 사회과학에서는 꿈도 못 꿀 일이다. 쿤은 이처럼 공통의 합의가 이루어진 상태를 정상과학이라 하며, 공통의 합의가 깨지는 상황을 과학혁명이라 불렀다. 과학의 역사란 정상과학이 과학혁명에 의해 생성, 소멸, 대체되는 과정이라는 것이다.

그럼 정상과학 안에서 과학자들이 하는 일은 무엇일까? 과학자들은 일종의 퍼즐풀이에 몰두한다. 쉽게 말해서, 과학자들은 이미 해답이 있고 해답에 이르는 방법도 주어진 상태에서 과학을 한다는 것이다. 해답이 없는 퍼즐은 없으니깐 말이다. 만약 정상과학 안에서 기존의 이론과 맞지 않는 결과가 나오면 어떻게 될까? 절대 기존의 이론은 폐기되지 않는다. 퍼즐이 잘 안 맞는 경우에 비난을 받는 대상은 사람이지 퍼즐이 아니다. 이론은 맞는데, 사람이 실력이 모자라 퍼즐을 못 맞추는 것일 뿐이다. 이것이 바로 쿤이 보여주는 과학과 혁명의 그림이다. (계속)

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