제1부

과학—진리를 찾으려는 인류의 끊임없는 노력

“진리를 알찌니 진리가 너희를 자유케 하리라.” (요한 8:32) 자주 인용되는 이 말은 수백만 명이 역사상 가장 위대한 인물로 인정하는 분이 하신 지혜로운 말씀이다.a 그분이 언급하신 진리는 종교적 진리를 가리키는 것이지만, 어떤 활동 분야에서든 진리는 여러 면으로 사람을 자유롭게 할 수 있다.

예를 들어, 과학적 진리는 사람을 거짓 사상에서 자유케 하였다. 그런 거짓 사상 중에는, ‘지구는 편평하다, 지구는 우주의 중심이다, 열은 칼로리라는 유체다, 오염된 공기가 전염병을 일으킨다, 원자는 물질의 가장 작은 입자다’라는 것이 있다. 과학적 진리를 통신 분야와 운송 분야를 포함하여 산업계에 실제로 응용한 결과 사람들이 불필요한 짐을 벗게 되었고, 시간과 거리의 제약을 상당히 덜 받게 되었다. 예방 의학과 보건 의료 분야에 과학적 진리를 응용함으로 사람들은 때 이른 사망에서 혹은 질병에 대한 병적 두려움에서 자유롭게 되었다.

과학이란 무엇인가?

「월드 북 백과 사전」에 따르면, “과학은 원리(법칙)에 의해 결합된 사실에 관한 인간 지식의 광범한 분야를 망라한다.” 따라서 과학의 종류는 다양하다. 「사이언티스트」 책은 이렇게 주장한다. “이론상, 거의 어떤 분야의 지식이든 과학이 될 수 있다. 정의에 따르면, 지식의 한 분야를 과학적 방법으로 추구할 경우 그 지식이 곧 과학이 되기 때문이다.”

이렇기 때문에, 과학의 한 부면은 어디서 시작되고 다른 부면은 어디서 끝나는지를 정확하게 규정하기가 꽤 어렵게 된다. 사실, 「월드 북 백과 사전」에 따르면, “어떤 경우 과학의 여러 분야가 아주 많이 겹칠 수 있으므로, 두 가지 분야 이상이 결부되는 학문 제휴 분야가 확립되었다.” 그렇지만, 대부분의 참고 문헌들은 크게 네 가지 분야 곧 자연 과학, 생물학, 사회 과학, 수리 논리학으로 나눈다.

수학이 과학인가? 그렇다. 어느 정도 통일된 측정 방법 즉 얼마나 큰지 작은지, 얼마나 많은지 적은지, 얼마나 먼지 가까운지, 얼마나 뜨거운지 차가운지를 정하는 어떤 방법이 없다면 생산적인 과학 연구는 불가능할 것이다. 그렇기 때문에 수학을 “과학의 여왕이자 종”이라고 한다.

자연 과학에는 화학, 물리학, 천문학이 포함된다. 생물학의 주요 부문은 식물학과 동물학이며, 사회 과학에는 인류학, 사회학, 경제학, 정치학, 심리학이 포함된다. (8면 네모 참조)

순수 과학 혹은 이론 과학은 응용 과학과 구분되지 않으면 안 된다. 이론 과학은 순전히 과학적 사실과 원리 자체를 다루지만, 응용 과학은 실제로 적용하는 것을 다룬다. 오늘날 응용 과학을 과학 기술이라고도 한다.

시행 착오를 통해 배움

종교와 과학은 모두 진리를 알려는 인류의 열망을 보여 주는 예다. 그러나 종교적 진리를 찾는 방법과 과학적 진리를 찾는 방법 사이에는 상당한 차이가 있다. 종교적 진리를 찾으려는 사람은 필시 그리스도교인이냐 이슬람교인이냐, 유대교인이냐, 힌두교인이냐, 불교인이냐에 따라 성서나 코란, 탈무드, 베다 혹은 삼장(三藏)으로 향할 것이다. 그런 경전에서 자기 종교가 종교적 진리의 계시로 여기는 것, 아마도 거룩한 근원으로부터 나온 것이므로 최종 권위로 여기는 것을 발견할 것이다.

하지만 과학적 진리를 찾으려는 사람에게는 찾아갈 만한 그런 최종 권위서도 권위자도 없다. 과학적 진리는 계시되는 것이 아니라 발견되는 것이다. 여기에는 시행 착오 과정이 따르게 마련이고, 그래서 과학적 진리를 찾으려는 사람은 종종 헛수고를 하게 된다. 그러나 그런 사람도 네 가지 단계를 체계적으로 따름으로써 진리를 찾는 일에서 성과를 거둘 수 있다. (“과학적 방법으로 진리를 발견함” 네모 참조) 그렇지만 이제까지 인정된 견해가 배척당하고 좀더 정확한 것으로 여겨지는 새로운 견해가 받아들여질 때, 과학적 패배의 폐허에서 과학적 승리를 축하하게 된다.

이렇게 마구잡이식 방법을 쓰면서도, 과학자들은 여러 세기에 걸쳐 놀라우리만큼 많은 양의 과학 지식을 쌓았다. 종종 틀리면서도, 과학자들은 심각한 손상이 있기 전에 여러 부정확한 결론을 시정할 수 있었다. 사실, 결함 있는 지식이 이론 과학의 영역 안에만 있다면 심각한 해를 초래할 위험은 별로 없다. 그러나 이론 과학에서 심각한 결함이 있는 부분을 응용 과학으로 옮길 경우 재난을 초래할 수 있다.

예를 들어, 과학 기술로 살충제가 개발된 경우를 생각해 보자. 그런 살충제가 나오자 한동안 사람들은 대단히 환영하였다. 그러다가 일부 살충제가 인체에 해로운 물질을 남긴다는 사실이 과학적 연구 결과 밝혀졌다. 우즈베키스탄과 카자흐스탄에 자리잡은, 아랄 해 언저리 일부 지역 사회의 식도암 비율이 구소련 지역 전체의 평균치보다 일곱 배나 높다는 사실은 그런 살충제를 널리 사용한 것과 관련 있는 것으로 밝혀졌다.

사용하기 편리하다고 해서 너도나도 분무기를 써댔다. 그러다가 과학 연구 결과 분무기는 지구를 보호하는 오존층을 파괴하는 데 한몫 한다는 점, 사실 한때 생각하던 것보다 훨씬 더 빨리 오존층을 파괴하고 있다는 점이 드러났다. 이러하기에 과학적 진리를 찾으려는 노력은 계속되는 과정이다. 오늘의 과학적 “진리”가 내일이면 어제의 틀린 사상, 아니 위험한 사상이 될 수도 있다.

과학에 관심을 가져야 하는 이유

과학과 과학 기술은 현대 세계의 구조를 만드는 데 큰 역할을 하였다. 미국 국립 과학원장을 지낸 프레더릭 사이츠는 이렇게 말하였다. “과학은 본래 정신의 모험으로 시작되었으나 이제는 우리 생활 방식에서 중추적인 역할을 하고 있다.” 그러므로 오늘날 과학 연구라는 말은 진보와 동의어가 되었다. 최근에 과학이 이룩한 발전에 의문을 제기하는 사람은 누구나 “반[反]진보적”인 사람으로 낙인찍힐 위험마저 있다. 아무튼 일부 사람들은 자기들이 과학적 진보라고 부르는 것으로 문명인과 미개인을 구분짓는다.

그렇게 본다면 20세기 영국의 시인 W. H. 오든이 이렇게 말한 것도 별로 이상한 일이 아니다. “우리 시대에 진정한 활동가 곧 세상을 변모시키는 사람은 정치가나 위정자가 아니라 과학자다.”

세계가 변모될 필요가 있다는 사실을 부인할 사람은 거의 없다. 그러면 세계를 변모시키는 일을 과학이 맡을 수 있는가? 과학은 21세기가 제기하는 독특한 도전을 극복하는 데 필요한 과학적 진리를 발견할 수 있는가? 그리고 임박한 세계적 대재난에 대한 두려움에서 사람들을 자유롭게 할 수 있을 만큼 빨리 그런 진리를 발견할 수 있는가?

노벨상을 두 차례나 받은 라이너스 폴링 박사는 이렇게 말하였다. “세상에 살고 있는 사람은 누구나 과학의 본질과 영향을 어느 정도 이해할 필요가 있다.” 본지에서 “과학—진리를 찾으려는 인류의 끊임없는 노력”이라는 연재 기사를 발행하는 목적이 바로 독자들에게 필요한 그런 이해를 어느 정도 제공하기 위한 것이다. 다음 호에 실릴 제2부를 꼭 읽어 보기 바란다.

[각주]

[7면 네모와 삽화]

과학적 방법으로 진리를 발견함

1. 일어나는 일을 관찰한다.

2. 관찰한 것에 근거하여 사실일 가능성이 있는 일에 대한 이론을 세운다.

3. 한층 더 관찰하고 실험해 봄으로 이론을 시험한다.

4. 이론에 근거한 예측들이 이루어지는지를 유의해서 살펴본다.

[8면 네모와 삽화]

과학의 여러 분야

인류학은 생물적, 사회적, 문화적 관점에서 인류를 연구하는 학문.

천문학은 별과 행성, 그 밖에 우주 속의 여러 천체를 연구하는 학문.

생물학은 생물의 기능 그리고 식물과 동물의 분류를 연구하는 학문.

식물학은 생물학의 두 가지 주요 부문 중 하나로서, 식물을 연구하는 학문.

화학은 물질의 성질과 구조 및 물질이 상호 작용하는 방식을 연구하는 학문.

수학은 수량과 모양, 관계를 연구하는 학문.

물리학은 빛, 소리, 압력, 중력 같은 힘과 특성을 연구하는 학문.

심리학은 인간의 정신을 그리고 인간 행동의 이유를 연구하는 학문.

동물학은 생물학의 두 가지 주요 부문 중 하나로서, 동물을 연구하는 학문.