과학의 정의

"과학은 과학적 방법으로 질문을 해결하는 과정"

 

과학의 정의와 관점

과학을 간단명료하게 규정하는 것은 쉽지 않다. 과학의 정의에 대해서는 다양한 의견이 있으며, 과학사를 연구하는 이들은 과학의 본질을 두 가지 관점에서 정의한다.

• 실용성을 강조하는 관점:
  과학은 “인간이 주변 환경에 대한 지배를 얻어내려는 제반 행위의 체계”로 정의된다. 이는 도구 발명, 토지 측량, 건축 등 기능적·도구적 가치를 중시하며, 과학과 기술의 경계가 모호하다.
• 합리성을 강조하는 관점:
  과학은 “자연 현상에 대한 체계적인 이해와 합리적인 설명”으로 규정된다. 이는 과학을 합리적 사고와 체계적 지식으로 간주하며, 기술과 과학을 명확히 구분한다.

두 관점 모두 과학의 본질적 일부를 담고 있지만, 기술, 공학, 이학을 모두 균형 있게 포함하지는 못한다. 특히 과학적 전문 지식이 부족한 체험과학 참가자들에게 이러한 정의를 전달하는 것은 더욱 어렵다.

 

과학의 분류를 이용한 과학의 설명

"화학과는 어떤 분야를 연구하는 학과인가요?"

강의를 처음 시작할 때, 나를 당황하게 만들었던 질문이다. 그때 나는 과학사에서 말하는 과학의 정의를 설명했지만 질문의 의도와는 맞지 않는 답이었고 학생은 이해하지 못했다. 강의를 끝내고 연구실에서 이 질문에 대한 적절한 답변을 고민했다. 특히 대학교 1학년 학생이 이해할 수 있는 과학의 설명과 그들이 선택한 학과의 분야에 대한 명확히 정리가 필요했다.

과학을 설명하는 다른 방법은 오랜 역사를 두고 성취된 과학 발전의 산물로서 과학의 분류를 이용하는 것이다. ​ 과학을 분류하기 위해서는 「존재하는 모든 것」을 분류하여야 한다. 고전과학에서 과학자들은 존재하는 모든 것을 질량과 공간을 기준으로 물질과 에너지로 분류하고 있다. 즉 질량과 공간을 가지고 있지 않은 것을 에너지, 질량과 공간을 가지고 있는 것을 물질로 분류하고 있다. 에너지를 연구하는 것을 물리학, 물질을 연구하는 것을 화학으로 분류한다. ​ 존재하는 모든 것 중 가장 중요한 것은 무엇인가. 바로 나 자신이다. 살아있는 생물인 내가 가장 중요한 것이다. 물질은 생물과 무생물로 분류할 수 있다. 생물학자들은 특이성, 대사활동, 항상성, 자기복제, 적응, 반응 등을 생물만이 가지고 있는 특징으로 설명하기도 하지만 자기복제를 제외한 다른 것들은 분류 기준으로 보기에는 명확하지가 않다. 즉 자기복제를 기준으로 생물과 무생물로 분류하여도 무리가 없어 보인다. 그리고 생물을 연구하는 것을 생물학으로 분류한다. ​ 존재하는 모든 것 중 가장 중요한 곳은 어디인가. 바로 내가 살고 있는 지구다.  존재하는 모든 것은 공간을 기준으로 우리가 살고 있는 지구와 모든 무한한 시간과 모든 공간을 포함하는 우주로 분류할 수 있다. 그리고 지구를 연구하는 것을 지구과학, 우주를 연구하는 것을 천문학으로 분류한다. 인간이 해결한 많은 질문은 문자가 발명되면서 후대에 교육을 통하여 전달되며 경험을 축적할 수 있게 해 주었다. 그리고 경험의 축적은 종교와 철학으로 발전되었다. 수학은 축적된 경험을 과학으로 만들어 주었다. 재현성을 확인하는데 사용되었고 이를 통하여 축적된 지식에 객관성을 부여해 주었다. 또한 축적된 경험을 이론으로 일반화하는데 가장 중요한 도구가 된다. ​ 수학, 화학, 물리학, 생물학, 지구과학, 천문학을 한데 묶어 자연과학이라고 한다. 그리고 이 자연과학을 이용하여 인류의 생활에 직접 활용하는 것을 목적으로 연구하는 의학, 농학, 공학 등을 응용과학이라고 한다.

 

과학의 본질과 한계

그러나 분류를 이용한 과학의 설명은 특정 학과를 선택하고 공부를 시작한 대학생들의 질문에 대한 답 일뿐 체험과학의 참가자들이 경험하는 현대과학에서  과학의 정의로 설명하는 것은 한계가 있다. 현대의 과학자들은 정보검색 및 정보처리 기술과 실험의 자동화 기술 발전에 따른 연구 속도의 가속화와 정보공유 및 협업 기술의 발전으로 과학의 분류를 넘어선 연구를 진행하고 있기 때문이다.

 

​오랜 역사를 두고 성취된 과학 발전의 산물로서 과학을 설명하는 것으로 과학의 정의를 이야기 하는 것은 분명한 한계가 있다. 그런데 같은 방법으로 과학과 교육을 분리하면 "과학은 무엇인가?"라는 질문의 답을 찾을 수 있지 않을까?

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인간은 지속적인 질문을 던지고 해결해 왔다. 해결된 질문은 문자와 수학을 도구로 일반화된 지식이 되고 후대에 교육되어 왔다.

일반화된 지식 중 경험적 사실 기반의 재현성 있는 법칙과 법칙들을 설명할 수 있는 검증된 이론을 교육하는 것이 과학교육이다.

과학교육에 필요한 법칙과 이론을 찾아가는 과정. 즉, 질문을 해결하기 위해 경험적 사실 기반의 재현성 있는 법칙을 찾아 객관성을 인정받고 법칙들을 설명할 수 있는 검증된 이론을 만드는 과정이 과학적 방법이다.

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과학의 정의

"과학은 무엇인가요?" 라는 질문에 "과학적 방법으로 질문을 해결하는 과정입니다."라고 답할 수 있는 이유는 과학의 본질이 바로 과정에 있기 때문이다. 이는 과학 발전의 역사와 현대 과학의 실천 모두를 포괄하는 정의이기도 하다.

 

 

 

 

 

과학의 정의 by 구본석, happylab13515 is licensed under CC BY-NC-ND 4.0