발표: 학술지 Synthese
1. 도입
현대의 과학적 실재론 논쟁에서 한 이론의 중심적인 이론 용어가 성공적으로 지시한다는 점은 그 이론이 근사적 참이기 위한 필요조건으로 간주된다. 비관적 귀납에 맞서 과학적 실재론을 옹호하려는 사람들은 이론에서 지시하지 않는 것처럼 보이는 용어들이 그 이론에서 중심적이지 않다는 점을 보이거나, 어쨌거나 지시한다는 점을 보이고자 했다. 단순한 인과적 지시 이론은 성공적인 지시를 너무 쉽게 만들기 때문에 인과적 기술구 지시 이론이 자주 채택된다. 인과적 기술구 지시 이론은 한 용어와 연관된 기술들에서 핵심적인 인과적 측면들이 보존될 때만 지시에 성공한다는 것이다. 이것이 필요하다고 간주되는 한 가지 이유는 '플로지스톤'이 산소(연소에서 진정한 인과적 요소)를 지시하지 않는 것이 보장되어야 하기 때문이다. 그러나 모든 사람들이 플로지스톤 이론의 이론적 용어들이 성공적으로 지시한다는 점을 부정하지는 않는다. 특히 키처는 몇몇 용어들이 지시한다고 주장한다.
이 논문의 목적은 과학적 실재론, 근사적 참, 성공적인 지시 사이의 관계를 플로지스톤 이론을 통해 이해하는 것이다. 플로지스톤 이론은 세계의 인과적 혹은 법칙적 구조를 어느 정도를 옳게 기술했고 몇몇 용어들이 지시한다고 간주된다. 그러나 이 논문에서는 과학의 이론 변화에 대한 대응으로 과학적 실재론을 정식화할 때 이론 용어가 성공적으로 지시하는지의 여부는 중요한 것이 아니라는 점과, 플로지스톤 이론의 경우가 존재론적 구조 실재론에 의해 잘 설명될 수 있다는 결론을 내릴 것이다.
2. 플로지스톤 이론
플로지스톤 이론의 발달 과정에 대한 서술. 생략.
3. 플로지스톤에 대한 고전적 관점들
ㅇ 많은 사람들이 플로지스톤 이론의 기각을 올바른 과학적 화학의 시작으로 간주한다.
- 현대 화학 기구를 사용하고 질량 및 부피를 정밀하게 측정하기 시작한 시기와 대략 맞아떨어진다.
- 플로지스톤 이론은 정성적이었고, 원리(principles), qualities, virtues에 대한 기존 관념과 여전히 관련되어 있었다. 또한 플로지스톤 이론은 대부분의 성숙한 과학과 달리 수학화되어 있지도 않았다.
- 현대 화학 기구를 사용하고 질량 및 부피를 정밀하게 측정하기 시작한 시기와 대략 맞아떨어진다.
- 플로지스톤 이론은 정성적이었고, 원리(principles), qualities, virtues에 대한 기존 관념과 여전히 관련되어 있었다. 또한 플로지스톤 이론은 대부분의 성숙한 과학과 달리 수학화되어 있지도 않았다.
ㅇ 그러나 쿤에 따르면 승자에 의해 쓰여진 과학사와 달리 기각된 이론도 많은 장점들을 가지고 있고, 라부아지에가 근대 화학을 열었다는 단순한 이야기는 잘못되었다.
- 라부아지에는 산소를 산의 원리로 간주했고, 산소가 칼로릭과 결합할 때만 산소 기체가 된다고 보았다는 점에서 옳지 못했다.
- 단, 프리스틀리와 라부아지에가 서로 다른 패러다임에 속했고 공약 불가능했다는 [쿤의] 입장은 잘못됐다. 플로지스톤 이론과 라부아지에의 이론 사이에는 많은 연속성이 있었다.
- 또한, 쿤의 입장과 달리 플로지스톤 이론가들은 플로지스톤 이론에 집착하지 않고 라부아지에의 이론이 완성된 지 얼마 지나지 않아서 거의 대부분이 라부아지에 쪽으로 전향했다.
- 라부아지에는 산소를 산의 원리로 간주했고, 산소가 칼로릭과 결합할 때만 산소 기체가 된다고 보았다는 점에서 옳지 못했다.
- 단, 프리스틀리와 라부아지에가 서로 다른 패러다임에 속했고 공약 불가능했다는 [쿤의] 입장은 잘못됐다. 플로지스톤 이론과 라부아지에의 이론 사이에는 많은 연속성이 있었다.
- 또한, 쿤의 입장과 달리 플로지스톤 이론가들은 플로지스톤 이론에 집착하지 않고 라부아지에의 이론이 완성된 지 얼마 지나지 않아서 거의 대부분이 라부아지에 쪽으로 전향했다.
4. 플로지스톤과 현대 과학적 실재론 논쟁
4.1. 비관적 귀납 대 이론 변화로부터의 논증
[과학적 실재론 논쟁 일반에 대한 내용이므로 생략. 단, 과거에 성공적인 이론이 기각된 것처럼 현재 이론도 언젠가 기각될 것이라는 "비관적 귀납"과, 중심 용어가 지시하지 않아도 성공한 이론이 있기 때문에 중심 용어의 지시가 성공의 필요조건이 아니라는 "이론 변화로부터의 논증"을 저자가 구분한 것은 기억해야 함.]
4.2. The Flight to Reference and Recent Accounts of the Phlogiston Case
ㅇ '플로지스톤'이 플로지스톤 이론에 중심적이지 않다는 주장과 '플로지스톤'이 현대 과학에서 존재한다고 상정하는 어떤 것을 지시한다는 주장은 둘 다 설득력이 없다.
- Psillos(1999)는 플로지스톤에 기반을 둔 분류체계(taxonomy)은 틀렸는데, 왜냐하면 플로지스톤에 귀속된 종-구성 속성들(kind-constitutive properties)을 가진 자연종이 존재하지 않고 '플로지스톤'이 지시하지 않기 때문이라고 말한다.
- Psillos는 또한 '플로지스톤'이 단순한 인과적 지시 이론에 대한 반례라고 보았는데, 단순한 인과적 지시 이론에 따르면 '플로지스톤'이 산소를 지시하게 되기 때문이다.
- Psillos(1999)는 플로지스톤에 기반을 둔 분류체계(taxonomy)은 틀렸는데, 왜냐하면 플로지스톤에 귀속된 종-구성 속성들(kind-constitutive properties)을 가진 자연종이 존재하지 않고 '플로지스톤'이 지시하지 않기 때문이라고 말한다.
- Psillos는 또한 '플로지스톤'이 단순한 인과적 지시 이론에 대한 반례라고 보았는데, 단순한 인과적 지시 이론에 따르면 '플로지스톤'이 산소를 지시하게 되기 때문이다.
ㅇ 그렇다고 해서 플로지스톤이 "자연의 마디"를 완전히 잘못 잘랐다고 하기는 힘들어 보인다.
- 현대 과학에 따르면 산화 및 환원 반응은 진정한 자연종 과정(process)이고, 플로지스톤 이론은 플로지스톤에 이동에 기반을 두고 비슷한 분류체계를 통해 화학 반응들을 성공적으로 분류해냈기 때문이다.
- 또한 플로지스톤 이론은 플로지스톤화 요소(phlogisticating agents)와 탈플로지스톤화 요소(dephlogiscating agents)에 대한 분류 체계를 제공하는데 이는 현대 과학의 환원제와 산화제 분류에 대응한다.
ㅇ 플로지스톤 이론의 경우는 1차적인 이론적 용어(e. g. '플로지스톤')가 지시하지 않을 때 거기서 도출된 이론적 용어(e. g. '탈플로지스톤화 공기')가 지시하는지의 여부에 대한 문제를 일으킨다.
- Kitcher는 그의 책 Advancement of Science에서 '탈플로지스톤화 공기'와 같은, 이론적 용어의 한 개별자(token)의 지시가 발화 맥락에 따라서 때때로 성공적이고 때때로는 성공적이지 않다고 본다('heterogeneous reference potential'). 키처의 목적은 프리스틀리가 플로지스톤의 존재에 대해 잘못된 이론적 믿음을 가지고 있으면서도 '탈플로지스톤화 공기'라는 용어를 써서 산소에 대해 참인 이야기를 많이 했다는 점을 설명하는 데에 있다.
- 키처의 이론에 따르면, 개별자에 대한 지시는 명명식에 의해 고정된다(conformist mode or descriptivist mode).
- 현대 과학에 따르면 산화 및 환원 반응은 진정한 자연종 과정(process)이고, 플로지스톤 이론은 플로지스톤에 이동에 기반을 두고 비슷한 분류체계를 통해 화학 반응들을 성공적으로 분류해냈기 때문이다.
- 또한 플로지스톤 이론은 플로지스톤화 요소(phlogisticating agents)와 탈플로지스톤화 요소(dephlogiscating agents)에 대한 분류 체계를 제공하는데 이는 현대 과학의 환원제와 산화제 분류에 대응한다.
ㅇ 플로지스톤 이론의 경우는 1차적인 이론적 용어(e. g. '플로지스톤')가 지시하지 않을 때 거기서 도출된 이론적 용어(e. g. '탈플로지스톤화 공기')가 지시하는지의 여부에 대한 문제를 일으킨다.
- Kitcher는 그의 책 Advancement of Science에서 '탈플로지스톤화 공기'와 같은, 이론적 용어의 한 개별자(token)의 지시가 발화 맥락에 따라서 때때로 성공적이고 때때로는 성공적이지 않다고 본다('heterogeneous reference potential'). 키처의 목적은 프리스틀리가 플로지스톤의 존재에 대해 잘못된 이론적 믿음을 가지고 있으면서도 '탈플로지스톤화 공기'라는 용어를 써서 산소에 대해 참인 이야기를 많이 했다는 점을 설명하는 데에 있다.
- 키처의 이론에 따르면, 개별자에 대한 지시는 명명식에 의해 고정된다(conformist mode or descriptivist mode).
McLesh(2005)는 성공적인 지시와 그렇지 않은 지시를 구별할 기준이 있어야 한다고 지적했다. 키처는 이런 문제를 예상하고 Grandy의 'principle of humanity'를 적용할 것을 제안했는데, 이는 we should attribute our own beliefs and relations with the world to agents whom we are interpreting. McLeish는 자신이 고려하고 있는 문제에 대한 가능한 세 가지 해결책을 고려하고 셋 다 잘못되었다고 주장한다: what we would say; what was really the case; what Priestley would have said. 마지막을 거부하는 이유는 프리스틀리가 뭐라고 했을 지에 대한 확실한 사실이 없기 때문이다. 앞의 둘에 대해서는 쟁점은 우리가 프리스틀리가 무엇을 하고 있는지 이해할 수 있는지의 여부가 아니라 그가 당시에 성공적으로 지시할 수 있었는지의 여부이기 때문이다. 요약하자면 McLeish는 키처의 휘그주의적 설명을 거부하고, 프리스틀리가 성공적으로 산소를 지시했는지의 여부가 후대 과학자들의 믿음에 달려 있다는 아이디어를 비판한다. McLeish는 지시하는 개별자와 그렇지 않은 개별자를 구분하는 만족스러운 방법이 없다고 주장한다.
McLeish의 키처 비판은 옳지만, 우리가 이론적으로 정당화할 수 있는지의 여부와 상관없이 프리스틀리가 때때로 산소를 성공적으로 지시했다는 것은 분명해 보인다. 우리는 우리가 무엇이라고 말할 것인지 고려하지 않을 수 없는데, 과거 과학자들의 작업을 해석하기 위해서는 우리 최선의 과학을 이용해야 하기 때문이다.
이론 변화로부터의 논증은 과학적 실재론을 위협하는데, 왜냐하면 만약 현재의 과학이 말하는 것이 옳다면 과거 과학 이론들의 존재론은 예측적으로 성공적이었더라도 실재에 대한 정확한 설명과 거리가 있기 때문이다. 이 문제에 대한 구조적 실재론자의 해결책은 관찰 불가능한 존재자의 본성이 과학에 의해 성공적으로 기술된다는 주장을 거부하고, 대신 성공적인 과학 이론들이 세계의 구조에 대해 점점 더 정확한 기술을 한다고 보는 것이다.
5. 과학적 실재론과 플로지스톤
인식론적 구조 실재론과 존재론적 구조 실재론은 다음과 같은 공통점을 가지고 있다.
(i) 과학은 진보하고 누적적이며 세계에 대한 우리의 구조적 지식은 경험적 규칙성에 대한 지식을 넘어선다.
(ii) 각 용어(term by term)의 지시를 거부하고, 따라서 표준적인 지시적 의미론을 거부하고, 표준적인 지시적 의미론에 기반을 두고 근사적 참에 대해 해명하는 것을 거부한다는 점에서 표준적인 과학적 실재론과 다르다.
(iii) 과학 이론들은 관찰 불가능한 개별 대상들의 내재적 본성에 대한 지식을 우리에게 제공하지 않는다.
플로지스톤 이론은 위의 세 가지를 모두 지지한다.
플로지스톤 이론은 실재론자들이 진지하게 다루어야 하는데, 왜냐하면 상당한 경험적 성공을 거두었기 때문이다. 플로지스톤 이론에 의해 설명된 경험적 규칙성들은 다음과 같이 요약할 수 있다.
- 금속 + 열 → 금속회[금속 산화물] + 플로지스톤[산소가 빠진 공기]
- 금속회 + 석탄(플로지스톤의 원천) → 금속 (+ fixed air[이산화탄소])
- 금속 + 산 = 염(salt) + 가연성 공기(inflammable air)[수소]
- 금속 + 물 = 금속회 + 가연성 공기[수소]
- 물 = 가연성 공기[수소] + 탈플로지스톤화 공기[산소]
- 동물들과 식물들은 공기에 반대 방향의 결과를 낳는다. 동물들은 공기를 플로지스톤화[환원]하고 식물들은 탈플로지스톤화[산화]한다.
이 규칙성들은 다음과 같이 설명된다.
- 금속 = 금속회 + 플로지스톤(금속이 공통적으로 가지고 있는 성질들을 설명)
- 석탄 = fixed air + 플로지스톤
- 염 = 금속회 + 산
또한 플로지스톤 이론은 여러 참신한 예측들을 내놓았다.
- 프리스틀리: 금속회를 가연성 공기 안에서 가열함으로써 순수한 금속을 얻을 수 있다는 점
- 쉴레: 포름산, 젖상 등 몇 가지 산의 존재
플로지스톤 이론은 위 현상의 규칙성들을, 플로지스톤화 반응 또는 탈플로지스톤화 반응의 서로 반대되는 것으로 범주화함으로써 설명했다. 이것이 이론의 존재론은 틀렸더라도 후행 이론에서 보존된, 현상들 사이의 관계(즉, 서로 반대되는 반응인 산화 및 환원 반응)의 중요한 예이다. 따라서 (i)이 지지된다.
'탈플로지스톤화 공기'의 몇몇 개별자들이 산소를 지지할지도 모르지만, 그것은 플로지스톤 이론의 경험적 성공을 설명하는 데에 소용이 없다. 그보다는 플로지스톤화 과정과 탈플로지스톤화 과정이 환원과 산화 과정(전자의 이동을 통한 설명)을 지시한다고 보는 것이 타당하다(Schurz 2009 참고). 어떤 사람은 '플로지스톤'이 원자의 바깥 오비탈의 전자를 지시한다고 말한다. 사실 '플로지스톤'이 산소의 반대(antioxygen)을 지지하는지 전자껍질의 전자를 지시하는지에 대해서는 미결정성이 존재한다.
Schurz의 주장은 역사의 행위자들이 플로지스톤 이론의 이론적 용어들을 이용하면서 무엇을 지시했는지에 대해 설득력이 없다는 것이다. 대신 그들의 설명은 플로지스톤 이론의 이론적 구조가 현대 과학에서 보존되었음을 보여준다고 보는 것이 적절하다. 이론의 근사적 참에 그 이론의 중심 이론 용어의 성공적인 지시가 필요하지 않으니 (ii)에 부합한다.
(iii)도 플로지스톤 이론에 의해 지지된다. 데모크리토스식의 설명이 근본 물리학에서 보존되지 않고, 플로지스톤 사례는 과학이 material explanation을 구조적 설명으로 대체한다는 귀납을 지지한다.
플로지스톤 이론이 OSR을 ESR보다 더 잘 지지하는지에 대해서는 논쟁의 여지가 있다.
(a) 플로지스톤 이론을 램지화하면 연소 과정에서 방출되는 무언가가 존재한다는 문장이 나오는데 그런 것은 존재하지 않는다.
(b) The core theoretical structure that is correct in phlogiston theory is not the unknowable entity that we know relationally as what is released on combustion but rather the relational structure expressed by the theory of Redox reactions.
데닛의 용어를 빌려서, 플로지스톤 이론이 자연의 많은 실제 패턴들(real patterns)을 규명했고, 반응들을 플로지스톤화와 탈플로지스톤화로 통합함으로써 세계의 인과적/법칙적 구조의 측면들을 옳게 기술했다고 할 수 있을 것이다.
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