모든 생명체는 문제해결 중이다. 1부 6장 태양계에 대한 케플러의 형이상학과 그의 경험적 비판

모든 생명체는 문제해결 중이다 1부 6장 태양계에 대한 케플러의 형이상학과 그의 경험적 비판.hwp

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태양계에 대한 케플러의 형이상학과

그의 경험적 비판*

 

 

 

어제는 ㅡ 케플러 사후 356주년 8일 전 ㅡ 케플러에 대한 이야기에서 또 다른 중요한 날짜였다. 이유인즉 1631년 11월 7일은, 피에르 가상디(Pierre Gassendi)가 케플러가 2년 전에 예측한 사건인 수성이 태양 앞을 지나가는 것을 관찰하여 검증한 날이었기 때문이다. 케플러는, 행성들에 대한 자신의 새로운 이론에 의하여 이것이 최초로 경험적으로 입증된 것을 더 이상 목격할 수 없었다. 그는 59세 생일 바로 전년도에 사망했다.

먼저 나는, 내가 케플러 전문가가 아님을 절대적으로 분명히 해야겠다. 나는 겨우 열정적으로 칭찬하고 뒤따르는 사람일뿐이다. 나를 열정으로 충만하게 하는 것은, 특히 그의 저서 신천문학(新天文學: Astronomia Nova)에서 우리가 알 수 있는 바와 같이, 진리에 대한 그의 타오르는 사랑과 가차 없는 추구이다; 그의 업적 전체에 생기를 불어넣어 그의 탁월한 저서 세계의 조화(Harmonices Mundi)에서 성숙해진 창조적인 형이상학 또한 그렇다.

나는 먼저 몇 가지 간략한 관찰을 수행하고 싶다. 첫 번째 관찰은, 케플러의 형이상학에 관련되고 그 형이상학을 내가 따르는 의미에 ㅡ 물론 가설적으로만, 실험적으로만 ㅡ 관련되고 두 번째 관찰은 케플러의 방식에 내가 동의하는데 그 방식으로 그의 형이상학은 그런 주요한 역할을 수행한다.

그래서 나는 케플러의 형이상학으로 시작하겠다. 모든 진정한 과학자들 및 진리 추구자들처럼, 케플러는 표면들 뒤에 있는 실재를 찾는다: 가설적 실재는

 

* 1986년 11월 8일 린츠(Linz)에서 행한 강좌의 수정본. (허형은 번역에는 앞 표현만 있고 뒷부분은 누락되었다: 역주) 1991년 튀빙겐에서 알프레드 보넨(Alfred Bohnen) 및 알랜 머스그레이브(Alan Musgrave) 편집, J.C.B. Mohr/Paul Siebeck 출판사에 의하여 이성의 길. 한스 알베르트 탄생 70주년 기념논문집(Weg der Vernunft. Festschrift zum siebzigsten Geburtstag von Hans Albert)에 최초로 발간됨.

* 역주: 이 장의 원문 제목은 KEPLER'S METAPHYSICS OF THE SOLAR SYSTEM AND HIS EMPIRICAL CRITICISM인데 허형은 번역은 ‘케플러의 형이상학적 우주론과 경험적 비판론’이다.

 

겉으로 나타나는 것들을 설명해야 한다. 그리고 모든 진리 추구자들처럼, 케플러는 많은 오류들을 저지른다. 그러나 극소수의 사람들만 그렇게 한 바와 같이, 케플러는 자신의 오류들로부터 배운다.

케플러가 현상들 뒤에서 찾는 실재는, 음악에 대한 피타고라스학파와 자신의 관심에 의하여 고취된다. 세상은, 화음과 공명에 의하여 그러나 또한 불협화음들과 그 불협화음들의 궁극적인 해결에 의하여 수행되고 결합되는 선율적인 소리에 의하여 가득 차있다고 케플러는 생각한다. 그것은, 신성한 교향곡이고 신성한 건축이며 천상의 아름다음이다. 이 개념으로 인하여 그는 가차 없이 진리를 추구하는 사람이 된다. 진리는 틀림없이 아름답다; 진리는 천상의 아름다음에 있는 실재를 틀림없이 드러낸다. 케플러는 이 실재를 발견하고 ㅡ 그 실재가 정말로 그러한 바와 꼭 마찬가지로, 근사치로서만 아니라 정확하게 ㅡ 싶어 했다.

이로 인하여 티코 브라헤(Tycho Brahe)에 의하여 계산된, 심지어 가설적인 화성의 공전궤도로부터의 사소한 편차인 타원의 겨우 8분 편차를 그렇게 진지하게 생각한 이유가 설명된다. 케플러에 의하여 발견된 타원의 8분 편차에 다른 모든 것이 의존한다: 뉴튼의 역학과 그리하여 현대 물리학 전체가 의존한다. 케플러와 관련하여 그의 진리 사랑과 그의 형이상학으로 인하여 견딜 수 없게 된 것은 불협화음이었다: 그 불협화음은 해결되어야 했다. 이로 인하여 그의 형이상학이 필요했다. 그리고 그의 불협화음 해결은 그의 가장 성숙된 형이상학인 세계의 조화(Harmonices Mundi)에서 절정에 달했다. 뉴튼의 고전적 물리학뿐만 아니라 파동역학도 궁극적으로, 저 타원의 8분과 ㅡ 1도의 7분이 1 미만 ㅡ 케플러의 피타고라스적 형이상학a 사이의 긴장에서 궁극적으로 유래했다. 기원전 5세기에 자체의 그리스적 형태에서 형이상학으로서 (레우키푸스[Leucippus]와 데모크리투스[Democritus]) 시작되어 겨우 19세가 및 2세기에 과학적 위상을 얻은 원자론처럼, 케플러의 세계의 조화(Harmonices Mundi)는 루이 드 브로이(Louis de Broglie)와 에르빈 슈뢰딩거(Erwin Schrödinger)에 의해서만 과학적 위상을 얻었다. 사실상 슈뢰딩거의 파동역학은, 방사상 기하광학(geometric radial optics)에서 파동광학(wave optics)까지의 변환을 거치고 그 변환을 물질론인 소립자론으로 자리를 옮긴다.b 파동광

 

a 역주: ‘피타고라스적 형이상학’의 원어 표현은 Pythagorean metaphysics인데 허형은 번역은 ‘이론’이다.

b 역주: 이 문장의 원문은 In fact, Schrödinger's wave mechanics takes the transition from geometric radial optics to wave optics and attempts to transpose it to the theory of matter, to the theory of elementary particles.인데 허형은 번역은 ‘사실 슈뢰딩거의 파동역학은 기하광학(파동광학에 대응하여, 빛을 광선의 집합으로 보고 그것의 전파경로를 기하학적으로 고찰하는 학문. 빛이

 

학은 반대로 자체의 방향을, 음악이론인 음향진동과 파동, 공명과 불협화음 이론으로부터 취한다. 그러나 이 이론에서 케플러와 그의 조화 교설은 ㅡ 그리하여 결국 피타고라스 ㅡ 결정적인 역할을 수행한다.

그다음에 케플러는, 슈뢰딩거의 파동역학에 대한 이전 역사에서 한 가지 역할을a 한다. 그러나 저것이 모두는 아니다. 슈뢰딩거의 선배들 가운데서 케플러는, 화음이 ㅡ 공명(共鳴: resonance) ㅡ 세상을 결속시킨다는 것을 예견한 유일한 사람이다. 이유인즉 슈뢰딩거의 파동역학에서 가장 중요한 결과가, 공명이 원자들과 분자들 중에서 특히 DNA라는 거대분자들을 결속시킨다는 것일 개연성이 높기 때문이다.b

아인슈타인과 드 브로이 및 그의 제자들이 이미 생각한 바와 같이, 텅 비어 물질이 없는c 드 브로이의 파동들로서 묘사될 것이 아마도 정말로 있다. 이것은, 비엔나의 실험물리학자 헬무트 라우흐(Helmut Rauch)가 얻은 결과들에 의하여 적어도 중성자파와 관련하여 검증되는 듯이 보이는데 중성자파는 이 문제와 관련하여 매우 중요하다.d 여기서 우리는, 뉴튼의 힘(forces)과 패러데이(Paraday) 및 맥스웰의 장(場: fields) 이래 우리가 알고 있는 것에 대한 검증을 경험한다: 즉, 물질과 가장 가깝게 상호작용하는 물리적인 효과를 지니지만 비물질적인 (다시 말해서, 물질이 없이 물리적인e) 구조들이 있다는 것에 대한 검증.

나는 닐스 보어의 유명한 입자들과 파동들의 상보성 이론에 반대하는데 그 이론에 따르면 ‘본질적인 물체’가 지금 입자로서, 지금 파동으로서 나타나지만 이 두 가지 형태의 출현이 서로를 배제하는 방식으로서 이다.f (이 이론은, 다른 효과들 

 

균일 매질 속에서는 직진하고 다른 매질과의 경계면에서는 반사, 굴절하는 성질을 가졌다고 본다. -옮긴이)이 파동광학(빛을 파동으로 취급하는 학문. 빛의 간섭, 회절, 분산, 편광 등의 현상을 연구한다. -옮긴이) 으로 대체된 방식을 그대로 물질 이론, 소립자 이론에 적용하려 하고 있다.’이다.

a 역주: ‘한 가지 역할’의 원어 표현은 a role인데 허형은 번역은 ‘중대한 역할’이다.

b 역주: 이 문장에서 ‘개연성이 높다’는 원어 표현은 may well be인데 허형은 번역은 ‘(결집시킨다)는 것이다’이다.

c 역주: ‘텅 비어 물질이 없는’의 원어 표현은 empty, matter-free인데 허형은 번역은 ‘물질의 성질을 띠지 않는’이다.

d 역주: 이 문장의 원문은 This seems to be confirmed by the results of the great Viennese experimental physicist Helmut Rauch, at least for neutron waves, which are most important for this problem.인데 허형은 번역은 ‘이는 오스트리아의 실험물리학자 헬무트 라우흐Helmut Rauch 박사에 의하여 검증된 듯하다. 최소한 이 문제에서 가장 중요한 부분인 중성자의 파동성 문제는 해결이 된 모양이다.’이다.

e 역주: ‘물질이 없이 물리적인’의 원어 표현은 matterless physical인데 허형은 번역은 ‘물질의 성질을 갖지 않고’이다.

f 역주: 이 문장의 원문은 I am opposed to Niels Bohr's famous theory of the complementarity of particles and waves, according to which an unknown 'thing in itself' appears now as particle, now as wave, but in such a way that these two forms of appearance exclude each other.인데 허형은 번역은 ‘나는 입자와 파동의 상보성을 주장하는 닐스 보

 

가운데서 이중-슬릿 실험이라는 보어 자신이 가장 좋아하는 사례에 의하여 반증되는데 그 실험에서는 분배되면서a 파동 특징을 지니는 입자들이 나타난다.) 나는 드 브로이의 파이롯파(pilot waves)나 ㅡ 그리하여 입자들과 동시에 파동들이 있다는 그리고 물질입자들은, 그 진폭이 확률론적 경향들(tendencies)을 정의(定義: define)하는 비물질적 파동들에 의하여 제어된다는 훨씬 더 단순한 가설 ㅡ 혹은 내가 지칭한 바와 같이 성향들(propensities)을 지지한다.b 이것은, 케플러에게서와 같이 세상을 다스리는 것은 공명임을 ㅡ 그리하여 화음과 불협화음 ㅡ 의미한다. 몇 년 전 특히 내가 존 에클스 경(Sir John Eccles)과 자아와 자아의 두뇌(The Self and Its Brain)라는 저서를 계획하고 있을 때 정신이, 두뇌의 파동 기능에 의하여 기술되는 고도로 복잡하고 부단히 변하는 성향들의 체계라고 전제함에 의하여 심신 문제를 해결하는 것이 가능할 것이라는 형이상학적 가설을 나는 조사했다. 이 형이상학적 가설은, 플라톤의 파이돈(Phaedo)에서 유명한 심미아스(Simmias)의 이론을 확대하는 시도로서 기술될 것인데 다시 말해서 정신을 육체의 조화로서 간주하는 피타고라스적 이론이다.

나의 강좌를 청취하고 있는 사람들 중에서 몇몇은, 케플러의 형이상학적 가설들을 내가 열정적으로 인정해서 놀라고 심지어 분노할 것이라고 나는 생각한다. 이유인즉 내가 오랫동안 전형적인 비엔나 학파의 실증주의자이고 형이상학을 적대하는 사람으로서 낙인이 찍혔기 때문이다. 겨우 몇 년 전 미국의 어느 심리학자이자 뇌과학자가 심지어 칭찬하여 다음과 같이 서술했다: ‘포퍼는 감각에 대한 마흐(Mach)의 강조를 계승하고 비엔나 학파의 결과적인 실증주의를 계승한 가장 영향력이 있는 사람이다’ (1984년 존 에클스 경이 편집한 정신과 두뇌[Mind and Brain]에서 칼 H. 프리브람[Karl H. Pribram]). 그래서 표면적으로 기회주의적인, 실증주의에서 형이상학에 대한 호의로 내가 옮겨간 것을 늙은이의 어리석음으로서 몇몇 사람들이 진단할 것은 전혀 개연성이 없지 않다.

이제 늙은이의 어리석음이라는 진단은 옳을 개연성이 높지만, 내가 나의 견해들을 바꾸었다는 생각은 옳지 않다.

어의 이론에 반대하는 입장이다. 그것은 미지의 어떤 물질이 어떤 때는 입자로, 어떤 때는 파동으로 존재하는데 한 가지 형태일 따 다른 형태로 존재할 가능성을 배제한다는 이론이다.’이다.

a 역주: ‘분배되면서’의 원어 표현은 (whose) distribution인데 허형은 번역에 누락되었다.

b 역주: 이 문장의 원문은 I support de Broglie's pilot waves - hence, the much simpler hypothesis that there are both particles and waves, and that material particles are steered by immaterial waves whose amplitudes define probabilistic tendencies - or propensities, as I have called them.인데 뒤의 세미콜론은 쉼표의 오기이거나 불필요한 것으로 보인다. 역자의 견해가 옳다면 번역도 달라진다. 허형은 번역은 ‘나는 모든 파동은 안내 파pilot wave에 의해 안내된다는 드 브로이의 파일럿 파 이론을 지지한다. 따라서 그보다 훨씬 단순한 가설, 입자와 파장이 모두 존재하며 또한 ’기질‘이 결정되는 비물질적 파장에 좌우된다는 가설도 당연히 지지한다.’이다.

 

이유인즉 내가 1933년에 과학철학에서 발표한 최초의 논문에서 그리고 그 후 반복적으로 실증주의에 반대해서 (그리고 실증주의의 학술지 Erkenntnis에 반대하여) 자연과학은 역사적으로 일종의 형이상학적 개념들의 침전물로서 시작되었다고 내가 강조했기 때문이다. 나는 당시 주로, 내가 오늘날에도 여전히 그렇게 하는 바와 같이, 레우키푸스(Leucippus)와 데모크리투스(Democritus)의 원자론을 생각하고 있었다. 내가 나의 저서 탐구의 논리(Logik der Forschung)를 발표한 해인 1933년에 출현한 저 논문은 겨우 2쪽 정도로 길었다. 그리하여 나는 그 논문에서 내가 보기에 매우 중요했던 개념들만 토론할 수 있었다. 그리고 이 개념들은 다음과 같았다: 첫째, 슐릭(Schlick)과 비트겐슈타인에 대한 반증; 그리고 둘째, 과학적 이론들은 흔히 역사적으로 형이상학으로부터 유래한다는 논지인데 형이상학과 과학적 이론들이 다른 점은 과학적 이론들이 형이상학에서 유래하는, 오류판정이 가능한 침전물들이라는 것이다.

나의 방법론 전체는, 자연과학들이 현상들 뒤에 숨겨진 실재를 발견하려고 시도하는 깨달음을 본질로 한다; 케플러가 그랬던 것과 꼭 마찬가지로, 우리가 아무것도 알지 못할 때마다 우리는 틀림없이 추측한다는 깨달음; 그리고 케플러가 그랬던 바와 같이, 시험될 수 있는 우리의 가설들은 경험적으로 엄격한 시험에 부쳐진다면 이 가설들은 더 이상 형이상학적 가설들이 아니고 우리의 착오들로부터 우리가 배울 수 있게 만드는 과학적 가설들이 된다는 깨달음. 이것이, 케플러가 자신의 착오들을 제거하고 그 착오들로부터 배웠을 때, 그가 실천한 것이다. 그는 가장 중요한 착오를 ㅡ 모든 천체들의 원형 궤도에 관한 가설인데 오래된 독단이었다 ㅡ 티코 브라헤가 관찰한 것들과 비교함에 의하여 발견했다.

케플러 자신은, 자신이 수행하고 있던 것은 상황을 반증하는 것이었다고 적어도 10번 말했다. 반복해서 그는 자신이 창안한 가설에 관하여 언급하고 곧 그 가설이 티코의 관찰들에 의하여 반증되었기 때문에 그리하여 자신이 새로운 가설을 창안하여 그 새로운 가설을 시험할 것이기 때문에, 폐기했다.

이것이, 그가 원형 궤도 가설을 반박하거나 오류로 판정한 방식이다; 그래서 그가 명시적으로 반증들이라고 지칭한 많은 추가적 반증들 이후에 그는 마침내 타원형 가설에 도달했다. 그 가설에 대한 전체적인 서술은 신천문학(Astronomis Nova)에서 나오지 않으며 심지어 10년 후 저서인 세상의 조화(Harmonies Mundi)에서도 나오지 않고 1620년에 발간된 ‘코페르니쿠스 천문학 입문’의 요약문(Epitome)에서만 나온다.

자신의 법칙들 중 처음 두 가지를 케플러가 매우 중요시하지 않는다는 것이 흔히 지적되었다. 이것의 이유는 무엇이었을까? 그는, 현상들 배후에 있는 실재이자 천체 역학인 진리를 밝히고 싶어 했다; 그는 나은 서술뿐만 아니라 천체 물리학인 인과적 설명도 추구했다.a 그는, 정확하게 뉴튼이 약 60년 후에 실제로 이룩한 것을 추구했다. 그리고 그는 자신이 아직 그것을 이룩하지 못했음을 알고 있었다.

무엇이 그를 저지했을까? 그는 직관적으로 적분학에 도달했지만 미분학에는 도달하지 못했다. 물체들이 서로 당기고 밀어낸다는 것 그리고 태양으로부터 나오는 커다란 힘이 행성의 움직임을 설명하는 원인이라는 것을 그는 이해했다. 그러나 그는, 물체들이 움직이는 원인과 물체들의 실제적인 움직임 상태가 변하는 원인에 대한 미묘한 구분을 당시 파악하지 못했다. 저것이, 케플러의 법칙들 배후에 있고 현상들 배후에 있는 원인들을 밝히는 문제에 대한 케플러의 접근방식과 뉴튼의 접근방식 사이의 차이점이다. 이로 인하여 케플러에게는 자신이 조화에서 그 원인을 발견하리라는 희망이 생겼다.

에르하르트 오이서(Erhard Oeser)는, 아르놀트 조머펠트(Arnold Sommerfeld)가 양자역학과 케플러의 조화이론 사이의 관련성을 이미 주목했다는 사실을 나에게 주지시켰다. 이것은 나에게 새로운 정보이다. 그러나 이 정보는, 내가 오이서에게 감사하는데, 나의 언급들에 삽입되기에는 너무 늦게 왔다.

나의 논지를 간략하게 요약하고 싶다. 그렇게 흔히 생각되는 바와 같이 케플러는, 반쯤 조악하고 중세적인 형이상학을 ‘현대 과학적 귀납’과 결합시킨 사람이 아니었다. 뉴튼은, 케플러가 자신의 세 가지 법칙들을 티코의 관찰들로부터 귀납적으로 도출했다고 믿어서 오류를 저질렀다. 모든 과학자처럼 케플러는 직관에 의하여, 시행(가설) 및 착오에 (경험적 반증) 의하여 통제를 받았다. 그리고 새로운 것을 찾아서 발견하는 모든 과학자처럼, 케플러는 자신의 착오들로부터 배울 수 있는 형이상학자였다. 오늘날 많은 과학자들이 여전히 파악

하지 못하는 반면, 이 모든 것은 그에게 대낮처럼 분명했다.

직관이 없다면 ㅡ 우리가 지닌 직관들 대부분이 결국 오류로 판명될지라도 ㅡ 우리는 아무것도 이룩하지 못한다. 우리에게는 직관들, 개념들, 가능하면, 경쟁하는 개념들이 필요하다; 그리고 우리에게는, 저 개념들이 어떻게 비판되어 개선되고 비판적으로 시험될 수 있는지에 관한 개념들이 필요하다. 그리고

 

a 역주: 이 문장의 원문은 he sought not merely a better description but a causal explanation, a physics of the heavens.인데 explanation 다음의 쉼표가 of의 오기로 보인다. 그렇지 않으면 a causal explanation과 a physic of the heavens을 동격으로 볼 수도 있다. 역자는 후자의 경우로 번역했다. 허형은 번역은 ‘그는 더 나은 기술記述’이 아닌 인과적 설명, 천계의 물리법칙을 구하고자 했다.’이다.

 

그 개념들이 반증될 (정말로, 더 길게a) 때까지, 우리는 또한 의심스러운 개념들을 견디어내야 한다. 이유인즉 심지어 최고의 개념들도 의심스럽기 때문이다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a 역주: 괄호 안의 원어 표현은 indeed, for longer인데 허형은 번역에 누락되었다.

 

                                           주석