과학이론에서 빠지기 쉬운 오류들

자연과학의 이론은 그 공헌이나 영향력이 단순히 자연과학이나 공학의 영역에만 머무르지 않고, 널리 인문사회과학 분야에까지 미치는 경우가 적지 않다. 특히 역사적으로 과학의 패러다임을 바꾸는 중요한 이론들은 인간의 신념체계 및 세계관 등에도 큰 변화를 몰고 오곤 하였다. 자연과학의 패러다임 자체가 어느 정도 세계관을 함축할 수 있으므로 이러한 영향력은 바람직하게 작용하기도 하였지만, 때로는 잘못된 이해와 오류에 빠지는 경우도 적지 않다.

대중들이 자연과학 이론을 이해하는 과정에서 빠지기 쉬운 대표적인 오류의 하나가 바로 자연주의적 오류이다. 자연주의적 오류(The naturalistic fallacy)란 현상과 당위를 혼동하는 데에서 생기는데, 윤리적 판단을 사실 판단과 동일시하는 오류를 의미한다. 즉 자연의 법칙 그 자체를 윤리적으로도 옳다고 여기는 잘못된 생각이다.

이러한 자연주의적 오류로 인하여 대중들의 오해를 자주 받는 대표적인 과학 이론이 바로 자연선택설에 기반을 둔 다윈(Charles Darwin, 1809-1882)의 진화론이다.

다윈의 이론에 따르면 강한 자만 살아남는 적자생존과 자연선택이 진화의 원리이므로, 인간 사회 역시 강자가 약자를 착취하고 약자는 도태되는 것이 당연하지 않으냐는 식으로 합리화하는 이들이 여전히 적지 않다.

그러나 다윈과 그의 후계자들은 도리어 자연상태에서나 발생하는 적자생존 경쟁을 인간 사회에서 정당화할 수 없으며, 이를 방지하는 것이 문명사회의 목표라고 역설한 바 있다.

특히 진화론에 반대하는 이들과 크게 싸우면서 다윈의 이론을 널리 알리고 발전시킨 토마스 헉슬리(Thomas Henry Huxley, 1825-1895)는 “자연에는 도덕적 목적이 없다. 도덕은 철저히 인간이 만들어낸 것이다.”라고 말한 바 있다.

개방적이며 진보적인 사고를 지녔던 헉슬리는 사회제도와 교육을 개선하고 올바른 윤리를 확립함으로써 사실과 당위를 구별하고 자연주의적 오류를 극복할 것을 역설하였다.

다윈의 진화론에서 자연주의적 오류를 경계한 토마스 헉슬리 ⓒ 위키미디어

자연주의적 오류를 역으로 적용한다면, 강한 사람이 약한 사람을 착취하는 약육강식의 생존경쟁이 ‘도덕적으로’ 옳지 않으므로, 다윈의 자연선택설 역시 잘못되었다고 주장한다거나, 그러한 진화의 원리를 발견한 다윈 역시 나쁜 사람이라는 어처구니없는 결론에 도달할 수도 있다.

이런 식의 사고를 약간 비약시킨다면, 마치 열차 충돌, 비행기 추락 등의 대형 교통사고나 건물의 붕괴로 인하여 수많은 인명이 희생되는 것도 뉴턴의 운동법칙과 만유인력 법칙 때문이니, 이들 법칙을 처음 발견한 뉴턴(Issac Newton, 1642-1727)의 책임이라는 황당한 얘기도 나오지 말라는 법이 없다.

정확히 자연주의적 오류로 보기는 어렵지만, 비슷한 맥락에서 대중들에게 가장 많은 오해를 불러일으킨 이론 중의 하나가 바로 아인슈타인(Albert Einstein, 1879-1955)의 상대성이론(Theory of relativity)이다.

상대성이론을 “시간과 공간마저 절대축이 없을진대 모든 것은 보는 사람의 주관에 따라 달라지는 상대적인 것일 뿐이다”고 해석하는 이들이 여전히 많다.

그러나 이는 시공간이 서로 연관되고 관측된 계에 따라서 길이와 시간이 달라 보인다는 상대성(Relativity)의 의미를 잘못 이해한 것이다.

상대성이론을 제대로 이해하기 위해서는 그 역사적 맥락을 함께 살펴볼 필요가 있는데, 놀랍게도 상대성이론, 혹은 운동의 상대성 원리를 처음으로 발견한 과학자는 아인슈타인이 아니라 ‘근대과학의 아버지’라 불리는 갈릴레이(Galileo Galilei, 1564-1642)이다.

운동의 상대성 원리를 처음 발견한 갈릴레이 ⓒ 위키미디어

즉 물체의 낙하 법칙을 밝히고 근대적 역학의 기초를 세운 갈릴레이는, 정지한 상태에서 보는 운동과 움직이는 상태에서 관찰하는 운동의 관계 등을 기술하는 운동의 상대성 원리를 알아내었던 것이다.

그러나 훗날인 19세기 이후, 패러데이(Michael Faraday), 맥스월(James C. Maxwell) 등에 의해 전기 및 자기의 성질, 전자기파의 실체 등을 설명하는 전자기학(Electromagnetism)이 발전한 후로는, 갈릴레이, 뉴턴의 고전역학과 전자기학 사이에 제대로 설명되지 않는 모순이 있는 것처럼 보였다. 아인슈타인의 상대성이론은 바로 이러한 문제를 해결하고, 역학과 전자기학을 하나의 통일된 체계로 기술하면서 운동의 상대성 원리가 잘 적용되도록 한 것이다.

시공간은 적지 않은 사람들이 오해하듯이 결코 사람의 주관에 따라 멋대로 달라 보이는 것이 아니라, 일정한 공식에 의해 그처럼 표현될 뿐이다. 상대성이론의 핵심은 ‘모든 물리법칙은 관측하는 사람의 상태와 무관하게 같다’라는 것이다.

즉 정지한 상태의 관찰자든, 등속 혹은 가속도로 운동하는 상태의 관찰자든, 동일한 물리법칙이 적용된다는 점을 보여준다.

상대성이론에서 시공간은 사람의 주관이 아니라 일정한 관계식에 의해 달라보인다 ⓒ Maschen

따라서 우주 어디에서나 물리법칙은 바뀌지 않으므로, 이름처럼 ‘상대적인’ 이론이 아니라 도리어 절대적인 이론에 가깝다고 해석할 수도 있다.

이런 측면을 고려하여 상대성이론을 우리말로는 ‘연관성이론’이라 번역하는 것이 더 타당하다고 주장하는 물리학자도 있다. 그럼에도 불구하고 일반 대중뿐 아니라 상당히 저명한 철학자나 경제학자들마저 상대성이론을 인문사회과학에 잘못 끌어들인 역사적 사례들이 적지 않았고, ‘상대성’에 대한 이러한 오해는 오늘날까지도 계속되고 있다.

 ScienceTimes