현대과학과철학

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제2장 피타고라스의 지침
1. 피타고라스의 자연관
? 피타고라스의 지침은 과학사에 있어서 자연을 보는 매우 영향력 있는 방법 중 하나다. 이 지침을 신봉하는 과학자들은 '실재적'인 것은 자연계에 존재하는 수학적 조화라고 믿는다. 피타고라스를 따르는 사람들은 이 수학적 조화에 관한 지식이 우주의 기본 구조에 대한 통찰이라고 확신한다.
? 이 관점을 설득력 있게 표현하고 있는 것으로서 다음과 같은 갈릴레이의 신념을 들 수 있다.
“철학은 눈앞에 펼쳐져 있는 이 거대한 책 ― 즉 우주 ― 속에 씌어 있다. 그러나 그것은 먼저 그 언어를 이해하고, 그 언어에 쓰이는 문자를 해독하는 것을 배우지 않는 한 이해할 수 없다. 그 책은 수학의 언어로 씌어 있고, 그 문자는 삼각형, 원, 그 밖의 기하학 도형이며, 이러한 것들이 없이는 인간의 힘으로 그것에 관한 단 한마디 말도 이해할 수 없다.”

2. 플라톤과 피타고라스의 지침
? 플라톤은 과학의 진보를 저해하는 철학적 지침을 제시했다고 비난받아 왔다. 문제가 되는 지침은 추상적인 관념을 사색하기 위해서 감각 경험 속에 나타나는 세계에 대한 탐구를 무시하라는 것이다. 플라톤이 현상의 연속 및 공존에 관한 '단순한 경험적' 지식에 대해 불만족스러워했다는 점에 대해서는 누구든지 동의한다.
? 플라톤의 해석자들 사이의 분기점은 감각 경험 안에 주어진 것에서 벗어나 좀더 심오한 진리를 추구할 것인가 아니면 그렇지 못한가의 차이에서 온다. '보다 심오한 지식'은 현상의 '내부에 감추어져 있는' 패턴을 드러냄으로써 달성될 수 있다.
? 자연철학자의 임무는 우주를 질서 정연하게 만드는 수학적 패턴을 밝히는 일이다.?

3. '현상을 구하려는' 전통
? 피타고라스학파의 자연철학자는 현상과 일치하는 수학적 설명은 왜 사물들이 그렇게 되어 있는가를 설명한다고 믿었다. 이에 경합하는 관점은, 수학적 가설은 우주의 구조에 대한 이론과는 구별되어야 한다는 것이다. 이 경합적 관점에 서면, 수학적 관계를 현상에 갖다 붙임으로써 '현상을 구하려는' 것과 현상이 왜 그렇게 되어 있는가를 설명하는 것과는 전혀 다르다.
? 천문학에 있어서 천문학자는 행성의 '실재 운동'에 대한 이론을 세워서는 안 되며, 다만 현상에 맞는 수학적 모델을 만들기만 하면 된다는 전통이 생겨났다. 이 전통은 행성 운동에 대한 프톨레마이오스의 업적에서 비롯되었다.
? 현상을 구하려는 것에 천문학을 제한했던 프톨레마이오스의 옹색함이 5세기 신플라톤주의자인 프로클루스에 의해서 지적되었다. 프로클루스는 천문학자들이 자명한 공리들로부터 결론을 연역하는 대신에, 기하학 모델에 기초하여 단지 현상에 들어맞도록 가설을 조립한다고 비난했다.?

제3장 연역적 체계화의 이상
? 고대 저술가 사이에 널리 퍼졌던 논제는 완성된 과학의 구조가 명제의 연역적 체계여야 한다는 것이었다. 유클리드나 아르키메데스가 정식화한 정의-공리-정리로 구성되는 언명의 체계는, 정리의 진리성이 곧 공리의 가정된 진리성으로부터 도출되도록 조직되어 있다.
(1) 공리와 정리는 연역적으로 관계되어 있다.
(2) 공리 그 자체는 자명한 진리다.
(3) 정리는 관찰과 일치한다.
? 연역적 체계의 공리가 자명한 진리여야 한다는 요청은 자연철학에 대한 피타고라스의 접근 방식과 일치한다. 피타고라스의 제자들은 자연계에서 이성에 의해 발견 가능한 수학적 관계가 존재한다고 믿었다.
? 현상을 구하기 위해서는 공리의 연역적 귀결들이 관찰과 일치한다는 것으로 충분했다. 공리들 그 자체가 그럴듯하지 않거나, 설령 거짓이라 해도 아무런 상관이 없다.
? 아르키메데스의 정리들은 원리적으로 경험계에서는 실현되지 않는, 즉 무한히 딱딱하여 휘어지지 않는데도 불구하고 질량이 없는 막대자를 가진 '이상화된 지레'에 대해서만 엄격하게 적용된다.
? 아르키메데스가 이 '이상화된 지레'에 적용 가능한 법칙에 전념했던 것은 어떤 하나의 철학적 전통을 반영하는 것일 수 있다. 그 철학적 전통에서는 현상의 불규칙적인 복잡성과 형식적 관계를 갖는 무시간적 순수성 사이의 대조가 분명하다. 이 전통은 종종 현상계가 '참의 세계'의 '모방' 혹은 '반영'에 불과하다는 존재론적 주장에 의해서 보강되었다.
? 이 관점이 만연하게 된 주된 책임은 플라톤과 그의 해석자들에게 있다. 이 2원론은 갈릴레이나 데카르트의 사상에 있어서도 중요한 부분으로 나타났다.

  • ?
    엄준호 2012.06.16 19:49
    우주는 정말 수학으로 기술되는 실체일까요? 우주의 일부인 생물의 세계는 어떤가요? 수학이 없이도 잘 기술되지 않나요?
  • ?
    신경상 2012.06.16 19:49
    우주를 설명하는 무한한 방식중에 하나가 수학 아닐까요? 수학적으로 기술되는 것만이 실체나 세계는 아니고 단지 세계를 기술하는 방법중에 지금 가장 현상을 잘 설명해주는 최고의 도구라고 생각됩니다. 현재과학에 있어서 계측적 개념을 통해서만 정의되고 규약적 상대적 의미로 도구화 된 진리 혹은 실재에 있어서 양적으로 계측에서 벗어난것을 어떻게 할것이냐가 살아가는 우리에게 가장 큰 고민일거 같습니다.
  • ?
    한정규 2012.06.16 19:49
    현재까지 수학 없이 생물의 정체?에 대해 서술해왔지만, 점점 더 수학이 필요로 하는 것 같습니다. 예를 들어, 시냅스에서 신경전달물질이 배출되는 방식이 수학식으로 표현되고, actin dynamics와 관련해서는 수식을 통해 분자세포 수준에서 설명합니다. 크게 보아 사회생물학에서도 수식으로 관계도를 나타내며, 잘 알려진 포괄적응도의 경우는 수식으로 유도된 것입니다. 수학이 갈 수록 중요해질 것입니다. 그렇다고 수학이 최고야는 아닙니다.
  • profile
    주민수 2012.06.16 19:49
    위에 요약한 <과학철학의 역사>의 제2장/제3장은 현대 과학철학의 바탕이 되는 고대 철학자들의 중요 사상을 일별(?)한 것입니다. 특히 2원론을 중심으로 살펴본 것으로 물론 이에 꼭 동조할 필요는 없다고 봅니다.

    흔히 과학적이라면 객관적이라는 말과 동일시하는데 객관적이라는 말의 의미는 짚어볼 필요가 있어 보입니다. 객관적이라는 개념은 정량적이라는 뜻으로 볼수 있겠고 정량적이라는 개념은 결국 수학적 기법을 사용해서 표현할수 밖에 없겠지요. 그런데 수학이란 간단한 수를 비롯해서 논리적인 기법까지 포함하므로 수학적이냐 아니냐 하는 문제를 단순히 수식적 표현을 갖는가 하는 사실만으로 판단한다면 무리가 따를듯 싶습니다.

    저는 정량적이란 다름아닌 공통 기준을 의미한다고 생각합니다. 따라서 공통 기준이 존재한다면 일단 객관적이라고 간주합니다. 한편 응용 수학의 개념은 순수 수학과는 상당한 차이가 있어 보입니다.
  • ?
    이기두 2012.06.16 19:49
    공리는 동어반복적입니다.
    만약에 하나의 공리만 있었다면, 공리로 부터 연역이 생기지 않았겠지만, 공리가 여러 개가 되기 때문에 연역체계가 되고, 수학이 될 수 있었을 것입니다.
    세계의 형상을 피카소는 구와 원기둥과 원뿔로 되어 있다고 했다고 들었던 것 같습니다.구와 원기둥과 원추로 되어 있다는 것이 참이라는 것이 아니고, 그렇게 보자는 제안이었을 것입니다. 세계해석을 위한 추상주의의 해석툴을 제시한 것일 것입니다. 만약에 구 하나로만 되어 있다고 하면, 추상주의적인 표현이 곤란했거나 빈약했을 수도 있었을 듯 합니다. 솨라의 점묘법처럼.
    형태소를 최소한 3개로 만들었기 때문에 이 형태소로 부터 상호작용의 관계성을 표현하는 것이 가능했고, 수리언어로 발달했다고 할 것입니다.

    소리글자의 음소처럼 만든 최소 갯수의 패턴이 상호작용으로 인하여 언어로 발달하고, 언어가 발생하므로서 생각이 객관화하였다고 할 수 있을 것 같습니다.

    최소 갯수의 패턴으로 발생한 소리글자적 언어구조와
    눈에 보이는 대로, 생각이 만들어지는 대로 만들어진 다양한 패턴의 상형문자적(설명적) 언어구조가 어떻게 다를까요?

    언어와 수리의 관계,
    객관성과 정량성 등에 관한 생각을 정리하는데
    이것을 설명하는 것이 필요해 보입니다.

    <@..@>
  • ?
    한정규 2012.06.16 19:49
    제가 위에 예를 든 것이 전부는 아닐 겁니다. 수식으로 표현하는 일이 생물의 세계에 많아지고 있다는 것은 의미하는 바가 있을 겁니다.
  • ?
    임석희 2012.06.16 19:49
    생명현상(과 생물)은 수학(그리고 과학)만으로 설명되기에는 분명 다른 요소가 있습니다.
    다만, 이것이 수학과 과학 이외의 것으로 설명하는 부분을 간과해서는 안 된다는 것이지, 수학과 과학으로 다 설명되지 않으니 수학/과학을 부정하는 것은 아니겠지요.

    현대물리/철학하에서 우리가 무엇인가를 설명하는 데 있어,
    잠정적 동의하에 객관성을 확보한 것은 '수학과 과학'뿐이기에
    많은 분야(위의 예처럼 신경 시냅스 등)가 계속 수학(과 과학)으로 표현되고 있는 것 같습니다.
  • ?
    엄준호 2012.06.16 19:49
    제 생각에, 일선에서 공부하고 연구하고 있는 과학도나 과학자들은 비록 연구장비나 방법은 매우 현대화되었지만 그 기저에 깔린 철학은 아직 근대성(세상을 기계로 보고 이를 수학으로 기술하려했던..)에서 벗어나지 못하지 않았나 생각됩니다.
    물론 근대성이 잘못되었다는 것은 아님니다만...

    어찌되었든 세상이 무슨무슨기하학이나 무슨무슨방정식으로 설명된다는 것은 참 신기합니다.
  • ?
    이기두 2012.06.16 19:49
    수학과 과학은 (공통기준으로써) 사회적 합의라고 들은 것 같습니다.
    그런데 계속 새로운 버전의 수학과 과학이 나오고 있는 것을 봅니다.
    새로운 버전이 나오면, 과거의 기준은 개정 절차도 없이 의미가 퇴색되는 것을 봅니다.

    좌표계가 나오기 전의 수학과 좌표계가 나온 후의 수학은 매우 다르고, 좌표계에 따라서 해석이 현격히 달라집니다. 앞으로도 또 다른 좌표계가 출현하는 것을 볼 것입니다.

    복소수가 나오기 전의 수학과 복소수가 나온 후의 수학이 매우 다릅니다.
    또 다른 복소수가 나온다면 수학은 또 한 번 혁명이 일어날 것입니다.
    다른 버전의 복소수는 없다고 하지만(증명되었다고 하지만) 3차원 복소수가 있어야 한다고 생각합니다.
    세계가 3차원 이상인데, 복소수가 2차원복소수까지만 있다고 하는 것은 자연스럽지 않기 때문입니다.

    즉 더많은 수학의 버전이 나온 후에 자연을 자연스럽게 나타내질 수 있을 것이라는 생각이고, 과학이 자연을 좀더 자연스럽게 설명할 수 있을 것이라고 생각됩니다.

    마찬가지로 과학을 보는 과학철학도 다양한 버전의 철학을 봅니다. 과학철학을 사회적합의라고 표현되는 경우는 없는 것 같습니다. 시대별로 지리적으로 다양한 철학사상이 병존하고 있는데, 철학사상들 사이에서 합의가 이루어질 수 있을가요?

    ^ .. *
  • ?
    임성혁 2012.06.16 19:49
    오랜만에 댓글들 보는데...너무 재미있습니다.^^
  • ?
    엄준호 2012.06.16 19:49
    수학/과학이 어느 학문보다 유별난 객관성때문에 인정을 받는 것은 맞는 말입니다.
    누가해도 똑같은 답이 나오니 그것은 실재하는 것이라 인정하지 않을 수 없겠죠.

    관련하여 제가 경험한 생물학도 매우 특별한 것 같습니다.
    현대생물학은 분명 많은 분야에서 분석장비가 도입되고 수학적 분석이 시도되어 정량화 객관화되었습니다.

    하지만 생명현상은 기본적으로 단순한 반복이 아니라 '차이가 있는 반복'입니다. 잠시후 계속...출장가야 해서^^
  • ?
    신경상 2012.06.16 19:49
    유전자란 것도 차이로 남들과 다른것들을 통해서 알게 되지 유전자란 실재에 대해선
    결코 알수 없는거 처럼 우린 오직 차이만 알수 있을뿐일거 같아요. 그 차이자체가 대상에서만 나오는것이 아니라 관찰자와 대상과의 구분되지 않는 곳에서 나온다고 말하고 있고요.
  • ?
    임석희 2012.06.16 19:49
    "차이가 있는 반복" 도 재미있는 표현이자 관찰이고,

    자아는 없고 나와 타인과의 차이만이 있다고 했죠. 같은 말인 것 같습니다.
    "관찰자와 대상과의 구분되지 않는 곳"이라... 흠..

    정말 재미있는 주제예요. ^^
  • ?
    한정규 2012.06.16 19:49
    "차이가 있는 반복" 생물을 다루는 사람은 이 말에 극히 공감할 것 같은데요, 생명현상을 설명하기 위해서... 통계도 쓰고... 그러는 것 같죠... 엄박사님께서 말씀하신 근대성... 맞는 말씀이신데요, 이거 아님 어떻게 해야하나요... 현재는 과거에 기반하는 거 아닌가요? 계승할 수도 뒤엎을 수도... 과거에 기반한다고 과거를 옹호하는 건 아니란 말이죠...
  • ?
    임석희 2012.06.16 19:49
    한정규 회원님)
    개인적으로 며칠전, 근대성은 폭력적이기까지 한 경험을 했습니다... ㅠㅜ.
    각설하고, "현대예술"(조중걸)에 몇 가지 설명에서 질문의 답을 구하실 수 있을 것 같습니다.
  • ?
    한정규 2012.06.16 19:49
    아아아~~ 저 근대성 옹호자 아니에효...ㅡ.ㅜ 이것저것 뜬구름 잡게 댓글에 달아서 그래요, 저는 생명현상을 설명하는데 굳이 수학이 필요한가에 대해 초점을 맞춘 거에요. 근대성이란 말은 위에 엄박사님께서 정의한대로만 유의미합니다.
  • ?
    임석희 2012.06.16 19:49
    오해하지 않았어요. ^^*
    걍 사족이 덧붙여졌네요.. 근대성의 폭력에 대한 경험을 막! 했던 직후라..

    이런 저런 댓글에 달리는 내용들이 위의 책에서 거론하고 있어서 추천했습니다.
  • ?
    이기두 2012.06.16 19:49
    근대성이라는 것이 인간에 대한 발견으로 부터 출발하는 것 같은데,
    인간이 이성을 가지고 있어서, 스스로 옳바른 판단을 할 수 있다는.
    이성으로 부터 법, 수학, 물리, 자유경제 등이 파생되어 나오는 것 같은데
    근대성이 너무 구박받고 있네요. ^ ^

    인간이 진화해도 동물성에서 벗어나지 못하는 것처럼, 시대정신이 진보해도 근대성에서 벗어나지 못할텐데.
    법치주의에서 벗어난 사회로 돌아가고 싶은 사람있을까?

    법치주의처럼 수학도 게임규칙이라면, 월드컵축구의 피파규정처럼, 최선(참, 진리)은 아니라도, 지키면서 해야 게임이 재미있는 것처럼,
    과학이 수학으로 설명하려는 것은 결국 우리가 받아드리면 좋은 게임규칙이기 때문이 아닐가?

    근대수학(물리)자들이 이원론자였다는 원죄는 시대사적인 문제였을 것이지만, 수학자체가 이원론인 것은 아니겠지요. 이원론을 벗어나기 위해서는 수의 개념자체에서 부터 진화해야한다는 생각입니다.
    수리철학적 반전이 없이는 수학이 이원론에서 벗어나는 길은 없어 보입니다.
    병속에서 태어난 벌이 자유로와지는 방법은 병주둥이로 탈출하든지, 병을 깨는 방법밖에 없듯이.
  • ?
    임석희 2012.06.16 19:49
    근대성, 인간의 이성, 판단할 수 있다는 믿음, 알 수 있다는 생각 등등에

    맹목적 확신이나 영원불별의 믿음, 100%의 믿음을 부여하지는 말자,
    언제든 개선/개량될 수 있다는 전제를 깔고 일시적으로는 믿고 따르자...

    이런 거지죠.. 결국 요지는. ^^
  • ?
    이기두 2012.06.16 19:49
    수학도 하나의 고정된 유형물이 아니고,
    (옳고 그름으로 보면, 옳음은 변경하기 어렵게 유형화될 듯)
    게임규칙이라면,
    인간이 언제나 진보시킬 수 있고,
    자연을 자연스럽게 설명할 수 있는 수학이
    만들어질 수 있을 것이라는 믿음,
    자연이 이렇게 생겼다면,
    이런 자연을 설명할 수 있는 수학도 당연히 만들어질 수 있다는
    당위성에 대한 믿음.

    <@..@>
  • ?
    임석희 2012.06.16 19:49
    종종 오해를 받습니다만, 완전히 다른 말이었어요.

    아무리 위와 같은 생각을 가지고 있다고 해도, 그것이 하지 말자. 혹은 부정을 뜻하는게 아닙니다.
    최선을 다해서 할거고, 또 계속 할 겁니다.

    다만, 맹신하지 말자는 사전 주의 사항 정도인거예요.
    무언가에 도달한 것이 세상의 전부인양 착각하지 말자는 자기반성의 시작이자 다짐인거구요.

    만약, 미리 포기한다면, 그 순간부터 공부할 필요가 없어지죠. 스르륵. ^^*
  • ?
    이기두 2012.06.16 19:49
    아 예~~~~~.
    그렇네요. ^ ^
  • ?
    엄준호 2012.06.16 19:49
    좀 많이 늦었지만 계속하겠습니다.
    생명현상의 특징 중 하나가 '차이가 있는 반복'이라 생각한다 말씀드렸습니다. 패턴이 같을 수는 있지만 살아있는 것을 다루는 생물학 실험에서 똑같이 재현되는 경우는 없다고 볼 수 있죠.

    생명현상에서 어떤 패턴을 관찰할 수 있다면 그 현상은 물론 수학적으로 기술될 수 있을 것입니다. 하지만 그 패턴마저도 변화한다면 어떨까요?
    패턴변화의 패턴이 있을까요?
    패턴변화의 패턴이 변하는 패턴...
  • ?
    이기두 2012.06.16 19:49
    패턴이 변화하는 패턴을 나타내는 수학...
    이쯤되면 막가자는 거지요? ^ ^

    예, 더 많이 무지막지하게 막가야 할 것 같습니다.
    정량화가 아니라 변량화?

    프랙탈같은 무한 변환의 패턴을 기술하는 수학이 있을 것 같니다.
    궁극에 가까운 수학이 필요하다면,
    패턴이 변하는 패턴,
    패턴변화의 무한 중첩을 기술하는 수학일 것 같습니다.

    가능할까요?

    ^ .. *
  • profile
    주민수 2012.06.16 19:49
    엄박사님, '패턴 변화의 패턴'은 <메타패턴>으로 바로 이론을 종합화하는 핵심 요소라고 생각합니다.
  • ?
    이기두 2012.06.16 19:49
    <메타패턴>은 어떤학문인지요?
    그리고 이것이 어떤 수학이 도구로 사용되는지요?
  • ?
    이기두 2012.06.16 19:49
    위키백과 Metapattern을 검색하니, 컴퓨터과학의 conceptual modeling과 관련있는 것으로 나오네요. 그리고 여러 영역- 뇌과학, 물리학, 건축학 등에서 이 개념이 사용되는 것으로 "패턴의 패턴"이라고 말하고 있는 것 같습니다.

    그런데 수학은 어떻게 사용되는지는 모르겠습니다.

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