[서울대 추천 도서 100선-읽어라, 청춘] 토머스 쿤 ‘과학혁명의 구조’
패러다임이 변했다는 말은 엄청나게 큰 변화가 왔다는 것을 뜻한다. 흔하게 쓰는 표현이지만 이 단어가 우리의 세계관에 얼마나 큰 변혁을 일으킨 것인지 곰곰이 따져보지 않고 쓰는 경우가 많다. 이는 ‘패러다임’이라는 개념이 우리 머릿속에 자연스럽게 자리 잡은 결과로 볼 수 있다. 이 패러다임이라는 개념은 어떻게 탄생했으며, 어떤 의미를 지니고 있을까.
패러다임이라는 표현은 미국의 과학철학자 겸 과학사학자 토머스 쿤(1922~1996)이 1962년에 발표한 ‘과학혁명의 구조’(SSR)에서 과학의 발전을 설명하기 위해서 도입한 개념이다. 패러다임은 그리스어 ‘파라데이그마’(paradeigma)에서 유래한 것으로, 이 단어의 일상적 의미는 하나의 일정한 형태나 본보기로 삼을 만한 사례를 뜻한다. 이런 의미에서 쿤은 패러다임을 한 시대를 지배하는 과학적 인식·이론·관습·사고·관념·가치관 등이 결합된 총체적인 틀 또는 개념의 집합체로 정의하고 있다.
쿤은 1922년 미국 오하이오 주 신시내티의 유대인 가정에서 태어났다. 쿤의 부모는 아들을 하버드대학에 보내기 위해 유명 사립 고등학교(이 학교는 지금도 명문으로 인정받는 태프트 고등학교)에 입학시켰다. 쿤은 과학과 수학에서 좋은 성적을 거뒀고, 물리학을 전공하기 위해 하버드대학에 들어갔다. 학부를 졸업하면서 이론물리학 대학원에 진학했지만 철학을 포함한 다른 학문 분야의 공부를 계속하고 싶어 했다. 이런 쿤의 희망은 우연한 기회에 실현된다. 쿤이 자신의 행로를 물리학에서 시작하여 과학사로, 그리고 철학으로 계속하기까지 그가 학부 시절에 역사와 고전문학, 근세 철학에 관해 다양하게 공부했던 것이 도움이 됐을 것이다.
쿤이 물리학 박사학위를 받고 나서 자신의 연구 분야를 바꾸려 할 때 마침 하버드 총장 코넌트는 과학 전공자가 아닌 일반 학생을 위한 과학 교양 교육을 개설하고 있었다. 쿤은 코넌트의 초청으로 과학사 교과목의 운영을 담당하는 조교가 됐다. 미국 대학에서의 조교는 한국 대학에서의 조교와 많이 다르다. 미국 대학의 조교는 강의를 계획하고 학생들에게 직접 수업하고 시험도 관리하는 등 거의 교수나 다름없는 역할을 한다. 1940년대 중반 당시만 하더라도 과학사는 이제 막 대학에서 하나의 학과가 되기 시작하는 수준이었다. 이런 상황에서 코넌트가 요청한 조교직은 쿤의 관심을 물리학에서 과학사로 전환하는 데 큰 계기가 됐다.
쿤은 강의를 준비하기 위해 아리스토텔레스의 물리학에 관한 자료들을 읽게 되었는데 아리스토텔레스의 이론을 현대 물리학과 비교해보면 아리스토텔레스가 누군가 알 수 있는 오류를 저지른 것처럼 보인다는 사실을 알게 됐다. 심각한 오류가 있는 것처럼 보이는 아리스토텔레스 물리학이 어떻게 해서 그리 오랫동안 중요하게 인정받았을까. 자신의 과학사에 대한 해석이 잘못됐다고 느낀 쿤은 매우 당황했다. 그러나 쿤은 여기서 아리스토텔레스의 세계관은 현대 물리학의 관점으로 볼 것이 아니라 아리스토텔레스의 세계관에 가까운 방식으로 보아야 한다는 사실을 깨달았다. 원전을 기존에 늘 해 오던 방식과 다르게 해석하는 통찰력을 갖자 아리스토텔레스의 생각을 읽을 수 있게 됐다. 여기서부터 SSR은 시작됐다고 할 수 있다.
쿤은 개별 과학의 과거를 보면 특정한 시기에는 언제나 개인이 아니라 전체 과학자 집단에 의해 공식적으로 인정된 모범적인 틀이 있는데, 이 모범적인 틀이 패러다임이라고 설명한다. 쿤에 의하면 패러다임은 두 가지 특성을 가진 주목할 만한 과학적 성과라고 할 수 있다. 첫째는 신선하고 전례가 없어 전문 과학자 집단의 관심을 충분히 받을 만하고, 둘째는 이렇게 관심을 갖는 전문가 집단에게 풀 문제를 던져줄 만큼 충분히 열려 있다는 것이다. 일단 어떤 과학자가 이런 업적에 해당하는 패러다임을 제시하고 많은 과학자들이 이를 수용하면, 이 패러다임에서 나타나는 갖가지 문제점들을 해결하기 위해 과학자들은 계속 연구·탐구 활동을 한다. 이른바 과학은 쿤이 정의한 정상과학의 시기에 진입하는 것이다. 이어 정상과학을 통해 일정한 성과가 누적되다 보면 기존의 패러다임은 차츰 부정되고, 경쟁적인 새로운 패러다임이 나타난다. 그러다 과학혁명이 일어나면서 한 시대를 지배하던 패러다임은 완전히 사라지고, 경쟁관계에 있던 패러다임이 새로운 패러다임으로 자리를 대신하게 된다. 따라서 하나의 패러다임이 영원히 지속될 수는 없고, 생성·발전·쇠퇴·대체되는 과정을 되풀이한다. 그러나 이 패러다임은 전혀 새롭게 구성되는 것이 아니라 기존의 자연과학 위에서 혁명적으로 생성되고 쇠퇴하며, 다시 새로운 패러다임으로 대체된다. 이런 흐름은 ‘기존 과학→패러다임 출현→정상과학→위기→혁명→경쟁적 패러다임 등장→새 정상과학’으로 요약할 수 있다.
쿤의 주장에서 가장 많은 논쟁을 불러일으켰던 쟁점은 두 패러다임 간의 비교와 관련한 부분이다. 아리스토텔레스와 뉴턴 패러다임 사이에, 뉴턴 역학과 아인슈타인의 상대성 이론 사이에는 같은 잣대로 비교할 수 없는 부분이 존재한다는 것이다. 근대에 뉴턴의 과학 패러다임이 등장하며 아리스토텔레스의 과학 패러다임은 사라졌지만 뉴턴 패러다임이 더 우수해서 아리스토텔레스의 패러다임이 사라진 것이 아니라, 아리스토텔레스의 패러다임으로 해결되지 않은 문제들을 뉴턴 패러다임으로 해결할 수 있었기 때문이라는 것이다. 정상과학의 수정과 보완만으로는 해결할 수 없는 새로운 문제가 발생했을 때, 예를 들어 지구의 공전을 천동설로는 설명할 수 없을 때 이는 천동설을 개선한다고 해결되는 문제가 아니라는 것이다. 천동설과는 전혀 다른 지동설을 받아들여야만 과학의 위기를 극복할 수 있는 것과 같다.
쿤은 과학적 연구에서 보편적 원칙은 없다고 했다. 과학은 영구불변의 진리를 제시하는 것이 아니라 역사와 사회의 부산물이기 때문에 역사적 상황이나 사회적 여건이 변하면 진리의 내용도 변한다고 주장했다. 이러한 쿤의 주장은 당시 과학의 발전은 완벽한 진리를 위해 점진적으로 나아간다는 전통적인 과학의 진보 개념을 무시했을 뿐 아니라 상대주의적 요소도 있다 하여 과학철학자들의 반발을 샀다.
그럼에도 불구하고 쿤의 철학은 과학 분야를 넘어 세계를 보는 혁명적인 시각을 우리에게 가르쳐 주었다. 쿤의 패러다임은 과학의 발전을 보는 새로운 철학적 관점을 제공했으며, 자연과학에 대한 이해를 넘어 공학, 사회과학, 정치, 경제, 국제관계 등의 변화를 이해하는 새로운 툴을 제공했다. 쿤의 패러다임과 SSR은 숱한 논쟁을 불러 일으켰지만 그의 SSR은 20세기 하반기 동안 가장 많이 읽히고 인용됐고, 그의 주장의 많은 부분은 이제 상식이 됐다. 쿤의 영향은 쿤의 패러다임을 대체할 새로운 패러다임이 나올 때까지 우리를 지배할 것이다.
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