이론에 대한 오류판정

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이론에 대한 오류판정

 

모든 경험적 오류판정의 불확실성이 (나 자신이 반복적으로 지적한) 너무 진지하게 수용되지 않아야 한다고 (내가 또한 지적한 바와 같이) 강조되어야 한다. 인간의 일반적 오류 가능성이 허용하는 바와 같은 ‘확정적인(definitive)’ 몇 가지 중요한 오류판정이 있다. 게다가 모든 오류판정은 반대로 다시 시험될 것이다. 오류판정의 한 가지 사례는 ㅡ 톰슨(Thomson)의 원자 모형에 대한 오류판정으로 어니스트 러더포드(Ernest Rutherford)가 핵 모형으로 제시하게 되었다 ㅡ 오류판정이 지닐 힘의 예시하기 위하여 여기서 언급되어야 한다. 톰슨의 원자모형에서 원자가 차지하고 있는 전체 영역에서 걸쳐서 양전하(陽電荷: positive charge)가 분포되었다. 러더포드는 이 모형을 수용했다. 그러나 그 후 그의 제자인 가이거(Geiger)와 마스덴(Marsden)의 유명한 실험이 왔다. 그들은 매우 얇은 금엽(金葉: gold leaf) 조각에 투사된 알파입자들이 방향을 바꿀 따름인 대신 금엽으로부터 때때로 반사되는 것을 발견했다. 반사된 입자들은 희귀했지만 ㅡ 약 2만 개 중 하나 ㅡ 통계적 규칙성과 함께 발생했다. 러더포드는 경악했다. 그는 4반세기가 지난 후 이것에 대하여 글을 발표했다: ‘그것은 전적으로 나의 생애에서 나에게 발생했던 가장 믿기 어려운 사건이었다. 그것은 당신이 티슈 종잇조각에 15인치 포탄을 쏘고 그 포탄이 돌아와서 당신을 맞추는 것처럼 믿어지지 않았다.’

러더포드의 언명은 탁월하다. 티슈 종잇조각에 발사된 거대한 대포알이 그 티슈 종잇조각에 의하여 반사된다는 것은 심지어 2만분의 1이라는 규칙적 통계확률을 지닐지라도 불가능하지 않다 ㅡ 틀림없이 논리적으로 불가능하지 않다. 이것은 논리적으로 불가능하지 않다; 그리하여 톰슨의 이론은 (그 이론에 따르면 원자들이 티슈 종이와 같은 벽을 형성한다) 확정적으로 반증되지 않는다. 그러나 러더포드와 몇 명의 다른 물리학자는, 그들 가운데 한 명은 닐스 보어(Niels Bohr)이고, 또 다른 이론이 필요하다는 데 만족했다. 그리하여 그들은 톰슨의 이론이 오류로 판정되어 러더포드의 핵 모형에 의하여 대체되어야 한다고 제안했다; 그리고 얼마 후 보어(Bohr)의 탁월한 원자모형에 의하여 대체되었고 (이것에 자체의 문제들이 있었기 때문에) 약 20년 후 반대로 양자역학에 의하여 대체되었다.

흔히 오류판정이 수용되기까지 긴 기간이 걸린다. 오류판정은 오류로 판정된 이론이 새롭고도 나은 이론의 제안에 의하여 대체될 때까지 통상적으로 수용되지 않는다. 막스 플랑크(Max Planck)가 언급한 바와 같이, 새로운 세대의 과학자들이 성장할 때까지 우리는 흔히 기다려야 한다; 그러나 저것이 항상 필수적이지 않다. 저것은 러더포드의 새로운 원자모형에 (1912년) 관해서도 필수적이지 않았고 J. J. 톰슨(Thomson)의 전자(electron)와 같은 원자 이하의 입자를 인정하는 데도 필수적이지 않았는데 톰슨의 원자 이하의 입자론은 분해 불가능한 원자론이 오류로 판정되었다는 의미였다. (원자는 약 기원전 460년 전부터 정의[定義]에 의하여 분해 불가능한 것으로서 간주되었다.) 또한 저것은 단지 두 가지 기초입자만 ㅡ 양성자와 전자 ㅡ 있다는 강력한 이론을 칼 앤더슨(Carl Anderson)이 오류로 판정한 것과 물질의 전자기 이론을 히데키 유카와(Hideki Yukawa)가 거부한 것에도 필수적이지 않았다.

이것들은 성공적 오류판정을 통하여 도입된 많은 과학적 혁명의 사례 중 네 가지 사례일 뿐이다.

첫 번째 의미인 구획설정 기준의 의미에서 오해되는 오류판정 가능성의 논리-전문적 의미는 두 가지 역사적 전설을 낳았다. 첫 번째이자 중요하지 않은 전설은 이론의 오류판정 가능성이 지닌 비결정성을 ㅡ 이론이 두 번째 의미에서 결정적으로 오류로 판정될 수는 없다는 사실 ㅡ 내가 간과한 것이다. 반면 사실상 나는 이것을 1932년 이래 반복적으로 강조했다. 두 번째 전설은 (훨씬 더 중요한 전설이다) 오류판정이 과학사에서 역할을 수행하지 못한다는 것이다. 사실상 오류판정은 자체의 비-확정적 특징에도 불구하고 주요 역할을 수행한다.

ㅡ 칼 포퍼, ‘실재론과 과학의 목적(Realism and the Aim of Science)’, 2000년, xxiii- xxv쪽 ㅡ