물리학 지식의 특징

물리학은 자연과학의 한 분야로 이들 지식 중 가장 보편적이며, 체계적인 특성을 지닌다.

- 물리학은 일반적인 '과학적 방법'을 수용하며, 과학적 방법은 다음과 같은 과정을 거친다.

1. 현상의 관찰

2. 개념의 정립

3. 가설의 설립

4. 검증

​

과학적 방법에서의 가설은 검증을 통해 '이론화' 된다. 이론화란, 과학적 방법을 거쳐 이론이 도출되는 과정을 의미한다.

- 물리학에서 이론이란, 앞선 챕터에서 언급한 것처럼 자연현상을 지배하는 한정된 수의 기본법칙을 찾아 임의로 설정한 실험 결과들을 예측할 수 있는 체계를 말한다.

​

※ 과학적 방법의 목적

1. 인과관계의 규명: 과학은 현상을 설명하는 데 있어 인과관계적 요소를 반드시 포함한다. 원인이 없는 결과(현상)는 규명이 불가능하므로, 이 현상은 이론화될 수 없다.

2. 일반화: 반복실험 및 검증과정을 통해 몇몇의 규칙이 발견되곤 하는데, 이는 곧 일반화된(generalized) 지식이라 할 수 있다.

3. 일반화된 지식의 유용: 적절하게 정립된 이론은 유사한 새로운 현상을 분석하는 데 쓰일 수 있다.

​

연역법과 귀납법

연역법(연역적 추론, deductive reasoning)​

연역법은 이미 확실한 판단의 근거를 가지고 새로운 판단을 유도하는 '추론'의 기술이다.

- 이미 확실한 판단은 '전제'라고 부른다. 한편 새로운 판단은 '결론'이다.

- 전제는 결코 연역에 의해 도출될 수 없다. 오히려 인간의 다양한 경험이나 실천 등의 결과를 일반화하는 과정에서 전제가 형성된다.

- 연역법은 추론의 기술로 명제들 간의 관계와 논리적 타당성에 중점을 둔다.

- 연역법은 ⓐ가설 설정 → ⓑ조직화 → ⓒ관찰 및 경험 → ⓓ검증의 과정을 거친다.

​

1. 직접 연역추론

단일 전제로부터 새로운 결론을 끌어내는 기술로 대우명제가 대표적이다.

​

P이면 Q이다. → ~Q이면 ~P이다.

​

2. 간접 연역추론

두 개 이상의 전제로부터 새로운 결론을 이끌어 낸다.

​

전제 1. 사람(M)은 언젠가 죽는다(P).

전제 2. Steven(S)은 사람(M)이다.

결론. Steven(S)은 언젠가 죽는다(P).

​

S: 소개념

P: 대개념

M: 매개념

​

간접 연역추론에서의 전제 속 개념은 수학적 집합에서의 포함에서 S⊂M⊂P의 관계를 갖는다.

- 사람은 Steven에 대해 상위어(hypernym)이다. (당연히 Steven은 사람에 대해 하위어(hyponym)이다.) 사람 속에 Steven은 포함되지만 Steven은 사람을 포함할 수 없다. ⇒ 상위어는 하위어를 포함하지만 반대의 경우는 반드시 틀리다.

​

전제 1. M⊂P

전제 2. S⊂M

결론. S⊂P

​

​

귀납법(귀납적 추론, induction)

귀납추론은 개별적으로 존재하는 특수한 사실과 현상들로부터 그러한 사례들이 포함된 일반적인 결론을 이끌어내는 '추론'의 기술이다.

- 확률에 근거한 설명으로 관찰과 경험으로부터 시작한다.

- 관찰과 자료의 수집을 통해 보편성과 일반성을 가지는 하나의 결론을 '이끌지만', 결론에서의 필연성을 논리적으로 확립하지는 못한다는 한계가 있다.

- 귀납법은 ⓐ주제 선정 → ⓑ관찰 및 경험 → ⓒ유형 발견 → ⓓ임의의 결론을 거친다.

​

관찰 1. 까마귀 1은 검다.

관찰 2. 까마귀 2는 검다.

관찰 3. 까마귀 3은 검다.

...

관찰 10000. 까마귀 10000은 검다.

​

따라서 모든 까마귀는 검을 '것이다.'

​

- 귀납법의 결론은 '...것 이다.'로 임의적이다.

​

그러나 같은 귀납법의 임의 결론도 귀납적 강도를 다음과 같이 높일 수 있다.

ⓐ 사례가 많을수록 귀납법의 임의 결론은 설득력이 높다.

ⓑ 반례가 적을수록 귀납법의 임의 결론은 설득력이 높다.

ⓒ 일반화가 용이할수록 임의 결론은 설득력이 높다.

연역법	귀납법
1. 기존의 법칙과 이론으로부터 어떤 현상을 설명, 예측한다. - 전제: 확실한 판단 - 결론: 논리적 타당성이 확실한 새로운 결론 ​ 2. 수학적 집합관계에 근거한 설명이다. 3. ⓐ가설 설정 → ⓑ조직화 → ⓒ관찰 및 경험 → ⓓ검증	1. 관찰과 자료 수집으로부터 임의의 결론을 내린다. - 전제: 관찰과 경험을 통한 데이터 - 결론: 논리적 타당성이 부족한 임의의 결론 ​ 2. 확률에 근거한 설명이다. 3. ⓐ주제 선정 → ⓑ관찰 및 경험 → ⓒ유형 발견 → ⓓ임의의 결론

​

물리학 지식의 특성

물리학 지식은 다음과 같은 특성을 갖는다.

​

1. 재생가능성

- 지식의 재생가능성은 일정한 절차와 방법을 되풀이 했을 때, 누구라도 같은 결론을 내릴 수 있는 가능성을 의미한다.

1) 타당성: 실험 과정 및 절차 상의 재생가능성

2) 신뢰성: 실험 결과의 재생가능성

- 물리학 지식은 누구라도 동일한 조건 하에서 동일한 결과가 재현되어야 한다.

​

2. 경험성

- 지식의 경험성이란, 연구 대상이 궁극적으로 인간의 지각과 감각에 의해 인지될 수 있음을 의미한다.

​

3. 객관성

- 지식의 객관성이란 건전한 감각기관을 가진 여러 사람이 같은 대상을 인지하고 그로부터 얻은 인상 또한 일치함을 의미한다.

- 동일한 실험을 행하는 경우, 서로 다른 주관 및 동기가 있더라도 표준화된 도구 및 절차를 통해 누구나 납득할 수 있는 일치된 결과를 가져야 한다.

​

4. 상호주관성

- 지식의 상호주관성(intersubjective)이란 (물리학) 지식이 다른 연구자들에게도 동일한 해석과 설명으로 도달할 수 있어야 함을 의미한다.

​

5. 체계성

- 지식의 체계성이란 연구과정에서의 전개과정과 조사과정이 일정한 틀, 순서, 원칙에 입각하여 진행되어야 함을 의미한다.

- 체계적인 지식일수록 연구의 전개과정과 조사과정이 시계열 순으로 명확하다.

​

6. 변화가능성

- 지식의 변화가능성이란 연구결과가 언제나 비판되고 수정될 수 있는 가능성을 의미한다.