Chang, H. (2012), Is Water H2O? 1장: Water and the Chemical Revolution (3/3)
1.3 Choice, Rationality, and Alternatives
1.3.1 Rationality
합리성이란 무엇인지 보편적 합의는 존재하지 않지만, 몇 가지 고려해야 할 점이 있다.
- 합리성은 진리에 대한 것이 아니며, 그때그때의 지식 혹은 믿음을 고려하면서 판단이나 결정을 내리는 좋은 방법에 대한 것이다.
- 합리적 사고 혹은 논의는 해당 공동체 내에서 합의된 규칙 혹은 방법을 따른다.
- 한 행위가 합리적 행위이기 위한 최소 조건은 행위자가 밝힌 목표를 성취하거나, 그 목표에 기여하는 것으로 의도된 행위이다.
화학혁명의 합리성(산소 체계로 이동한 일의 합리성)을 옹호하는 논증들
▶ 키처: 경험적 적합성의 측면에서 처음에는 두 체계에 뚜렷한 차이가 없었다. 그러나 플로지스톤 체계는 1780년대에 등장한 새로운 경험적 증거를 다룰 수 없었다. 특히 커원은 플로지스톤이 방출되면서 오히려 무게가 증가하는 현상을 설명하다가 이론의 일관성을 잃었다.
> 프리스틀리나 캐번디시의 이론은 그렇지 않았다.
> 경험적 적합성은 경쟁 이론과 비교하면서 평가되어야 한다. 플로지스톤 이론도 경험적으로 부적절한 측면이 있었지만, 라부아지에의 이론도 그랬다.
▶ 머스그레이브: 플로지스톤 이론은 가연성 공기 내에서 금속회를 가열하면 금속이 생성될것이라는 예측이 입증될 때까지는 매우 진보적이었다. 그러나 라부아지에가 금속회가 금속으로 변환되면서 무게를 잃고, 그 손실된 무게는 그 과정에서 생성된 물로 옮겨갔을 것이라고 성공적으로 예측(정확히 말하면 사후 예측)하면서 상황이 반전되었다.
프리스틀리와 캐번디시는 플로지스톤 이론을 수정하여, 가연성 공기는 과플로지스톤화 물, 산소는 탈플로지스톤화 물이라고 사후 수정했다. 이 시점부터 플로지스톤 이론은 성공적인 참신한 예측을 내놓지 못했다.
> 산소 체계도 성공적인 참신한 예측을 내놓지 못했다. 머스그레이브가 인용한 사례도 라부아지에가 참신한 예측을 한 것이 아니라 사후적으로 분석한 것이다. 논리적으로 보면 예측이지만, 그렇게 치면 캐번디시의 이론도 예측이다. 즉, 이 사례에서 둘 다 시간-참신성 x, 사용-참신성 o
＞ 라부아지에는 수소와 산소를 혼합하여 폭발시키는 실험에서 산이 생성될 것이라고 예측했지, 물이 생성되리라고 예측하지 못했다. 오히려 물의 조성에 대한 그의 견해가 이 실험 결과를 사후 포섭하기 위한 것이었다. 즉, 시간-참신성 x, 사용-참신성 x.
물은 산소를 함유하고 있으므로 느린 연소를 일으키고 수소를 산출한다는 예측. e.g., 철을 물속에 담아두면 녹이 술고 수소가 발생 - 사용-참신성o. 그런데 캐번디시의 이론에서도 똑같이 도출할 수 있었음. 철이 자신의 플로지스톤을 물에 주면 과플로지스톤화 물이 생성된다.
뜨거운 금속을 이용해 수증기를 분해하는 실험. - 사용-참신성o, 그런데 캐번디시 이론에서도 도출 가능.
> 라부아지에는 염산이 산소와 염산 기(muriatic radical)로 분해될 것이라고 예측했는데, 염산 기 같은 것은 존재하지 않는다.
> 시안화수소(청산, HCN), 황화수소(H2S)가 산소를 함유하지 않는다는 점에 대한 설명도 진보적이지 않았다.
> 화약의 연소에 대해서도 ad hoc
> 염소 기체도 연소를 가능하게 한다는 점
결론적으로, 어느 체계가 더 진보적이었는지 판정하기가 힘들다.
▶ 파일: 단순성. 플로지스톤 체계 내에서 금속의 하소 시 무게 증가를 설명하려면, 금속이 플로지스톤을 잃으면서 다른 무언가와 결합한다고 해야 한다. 하지만 산소 체계에서는 단지 산소와 결합한다고만 하면 된다.
그리고 혼성 체계도 산소 체계에서 플로지스톤을 추가로 상정해야 하므로 더 복잡하다.
> 혼성 체계에서 칼로릭, 빛 물질을 상정할 필요가 없어진다. 따라서 혼성 체계가 산성 체계보다 오히려 더 단순했다고 볼 여지가 있다.
> 이론적 대상을 몇 개 상정하는지가 왜 중요한가?
▶ 파일 2: 플로지스톤이 무엇인지 플로지스톤 체계 내에서 합의가 되지 않았다.
> 플로지스톤 체계 내에서도 여러 입장들이 있었고, 각 입장의 합리성을 고려하면 이 문제는 사라진다.
> 라부아지에도 자신의 견해를 계속 수정했으며, 산소 체계의 일부 옹호자들도 산에 대한 이론이나 화학 물질 명명법(nomenclature), 칼로릭의 본성, 알칼리의 조성 등에 대해 이견이 있었다.
실제로 일어나는 화학혁명은 경쟁 체계 가운데 하나를 선택하는 일에 대한 적절한 토론이 대체로 있었다는 점에서 꽤 합리적인 사건이었다. 증거가 어느 쪽을 지지하는지 명확하지 않아 반응이 엇갈렸다는 점 역시 합리적이다. 오히려 '산소' 같은 용어들이 계속 사용된 것이나, 너무 많은 화학자들이 라부아지에 진영으로 돌아선 것이 비합리적이었다.
1.3.2 Social Explanations of the Chemical Revolution
▶ 매캔: 나이, 국적이 패러다임 선택의 주요 원인이었다.
> 나이에 대해서는, 나이 든 사람보다 젊은 사람들이 새로운 것을 더 쉽게 받아들인다는 경향의 사소한 예일 뿐이다.
> 국적에 대해서도, 자국에서 나온 이론을 더 쉽게 받아들인다는 뻔한 이야기일 뿐이다. 그리고 애초에 왜 새 화학이 프랑스 내의 싸움에서 승리했는지 설명하지 못한다. 그리고 플로지스톤 이론의 창시자들은 독일인이었는데, 매캔은 독일에서의 경향은 사회적인 것이 아니라 과학의 내용을 통해 설명한다.
▶ 라부아지에의 성공적인 캠페인 - 새로운 명명법, 권위 있는 새 교과서, 새로운 저널, 공개 실험 등
> 중요한 요인이기는 했지만, 라부아지에 사망 이후에 왜 플로지스톤 체계가 부활하지 않았는지 설명하지 못한다.
> 라부아지에의 캠페인은 적도 만들어냈다.
> 라부아지에에게 반대한 신세대 학자들 대다수는 플로지스톤주의자가 아니었다.
1.3.3 Incommensurability
의미론적 공약불가능성: 이론에 쓰인 용어들의 의미가 이론적 맥락에 따라 달라진다.
방법론적 공약불가능성: 과학 이론 평가의 공통된/객관적인/패러다임 외적인 방법론적 기준은 존재하지 않는다. 그러한 기준은 패러다임에 따라 달라진다.
화학혁명에서 의미론적 공약불가능성은 미미했고, 방법론적 공약불가능성이 중요했다.
의미론적 공약불가능성
양쪽 진영이 실험과 관찰을 서술하면서 소통할 때 공통으로 사용할 수 있는 이론 중립적인 용어들이 거의 모든 경우에 존재했다.
물론, 아닌 경우도 있긴 했다. '플로지스톤'을 산소 체계 내의 단일한 용어로 번역할 수는 없었다. 그러나 중요한 유사성-관계 및 유사성-분류들은 공통적이었다. 따라서 의미론적 공약불가능성에 의한 중대한 소통 실패는 없었다.
방법론적 공약불가능성
방법론적 차원: 문제 영역, 인식적 가치들, 실천에 기초를 둔 형이상학(원리주의 vs. 합성주의)
과학 실험 기구들이 분류의 틀을 만들어낸다.
1.3.4 Between Principlism and Compositionism
라부아지에가 전적으로 합성주의적이었거나, 플로지스톤 체계가 전적으로 원리주의적이었던 것은 아니다.
라부아지에의 원리주의적 요소
- 산 이론: 산소를 산의 원리로 간주했고, 그래서 '산소'라는 이름을 붙였다.
- 칼로릭 이론: 물질에 유동성과 탄성을 부여하는 원리로 간주했다.
- 그밖에도 빛 물질, 질소, 수소도 원리주의적 요소를 포함하고 있다.
시간이 지나면서 원리주의적 요소는 점점 제거되었다.
플로지스톤 체계의 합성주의적 요소
- 플로지스톤의 실재성에 대한 증명이 분해 및 재합성으로 이루어졌다. e.g., “황산 + 플로지스톤 → 황산”, “금속회 + 플로지스톤 → 금속”
- 플로지스톤이 친화성 표에 포함되었다.
플로지스톤 체계의 지지자들도 합성주의로 전향할 유혹을 느꼈고, '원리'라는 용어를 '원소'와 거의 동의어로 사용한 사람들도 있었다. 이런 내적 부조화가 플로지스톤 체계의 종말의 핵심이었다. "화학혁명은 플로지스톤 체계가 합성주의적으로 변질한 끝에 내적으로 붕괴한 사건이었다고 할 수 있다"
원리주의와 합성주의의 경계가 흐릿한 사례
- 특정 물질은 다른 물질들에 어떤 고유한 속성을 보여주는 것으로 보였다.
- 친화성은 원리주의와 합성주의 모두와 양립 가능했다. 친화성 개념은 합성주의의 기원과 깊은 관련이 있지만, 플로지스톤도 친화성 표에 포함될 수 있었다. 또한, 무게는 친화성 화학에서 그리 중시되지 않았다.
1.3.5 Counterfactual History
▶ 역사학자들은 반사실적 사고를 경계한다. 실제 증거에 기반을 두지 않고, 명확한 목적에 기여하지 않기 때문이다.
> 반사실적 사고는 인과적 주장들을 뒷받침한다. "X가 Y를 일으켰다"는 주장은, "만약 X가 없었다면 Y는 일어나지 않았을 것이다"라는 취지의 주장이다.
▶ 이런 추론을 이어가기 위한 기반이 없다.
> 적어도 우리가 암묵적으로 가지고 있는 전제들을 명료화할 수 있다.
> 반사실적 추론이, 우리가 경험적으로 아는 바를 적절히 확장하는 일이라면, 그 추론은 인과적 주장을 뒷받침한다. e.g., 과학자들은 다양한 수단을 이용해 대상 물질을 추출하고자 한다(경험적으로 아는 바). 금속이 플로지스톤을 풍부하게 함유하고 있다고 믿는 19세기 과학자가 있었다면, 자외선 등의 수단을 이용해서도 플로지스톤을 추출하려고 했을 것이다(반사실적 추론).
> 우리 상상력을 해방시킬 수 있다. 과학이 다를 수도 있었다고 상상함으로써, 과학에 대한 지나친 낙관주의를 완화할 수 있다. 또한 과거 과학의 흥미로운 측면들을 더 쉽게 발견할 수 있다.
> 1장에서는 아니었지만, 반사실적 경로들을 실제로 따라가볼 수 있다. 그럼으로써 더 많고 우수한 과학 지식을 실제로 얻거나 회복할 수 있다(상보적 과학). 그러려면 그런 경로가 선택되었을 때 어떤 결과가 나왔을지, 그것이 유망한 경로였을지 상상해볼 필요가 있다.
결론
1. 200년 전에 플로지스톤이 폐기당하지 말았어야 한다.
2. 플로지스톤 이론이 존속되었다면 계속 유용한 기여를 했을 것이다.
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