뉴턴주의
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1. 개요
뉴턴주의는 아이작 뉴턴의 과학적 방법론과 그 영향을 지칭한다. 뉴턴은 경험적 검증이 불가능한 가설을 배제하고, 현상을 정확하게 기술하는 데 집중했다. 그의 방법론은 《프린키피아》와 《광학》에 잘 나타나 있으며, 미시적 차원보다는 거시적 차원의 현상에 대한 경험적 기술을 강조했다. 뉴턴은 《광학》의 '질문들'에서 만유인력과 같이 각 현상에 대응하는 고유한 힘이 존재하고, 이를 수학적으로 기술할 수 있다고 생각했다. 이러한 뉴턴의 방법론은 화학, 전기역학, 열역학 등 다양한 분야에 영향을 미쳤으며, 과학의 통합적인 이미지를 형성하는 데 기여했다. 18세기에는 뉴턴 과학의 두 가지 경향, 즉 정확하고 수학적인 연구와 경험적이고 상상적인 '힘'에 대한 사색이 공존했으며, 이는 과학의 중요성을 증대시키는 결과를 낳았다.
뉴턴 과학의 방법은 “나는 가설을 설정하지 않는다.”라는 프린키피아의 유명한 구절로 대표된다.[1] 뉴턴은 실험이나 관측으로 경험적 검증이 불가능한 설명을 가설이라 하여 배격하고, 자연과학에서 근원적 메커니즘이나 힘에 대한 가설을 설정하지 않고 현상을 정확하게 기술하려 했다. 또한 미시적 차원의 현상에 대한 관념적, 이성적 고찰보다는 거시적 차원의 현상에 대한 경험적 기술에 치중했다.
뉴턴은 자신이 상정한 만유인력처럼 전기, 자기, 열, 화학 현상 등 각각의 현상에 대응되는 고유한 ‘힘’들이 있을 것이라 생각했다. 또한 그것들의 수학적 형태를 찾아내면, 이 모든 현상들을 수학적으로 기술할 수 있을 것이라 기대했다. 이러한 가상의 힘에 대한 상상, 이의 수학적 기술은 뉴턴과학의 주된 목적으로 후에 큰 영향을 미쳤다.
뉴턴 과학은 화학, 전기역학, 열역학 등 다양한 분야에 영향을 주었다. 18세기 많은 화학자들은 화학 결합의 차이를 화학적 친화도의 차이로 설명하려 했고, 이를 수학적으로 표현하고자 했다. 쿨롱은 전하를 띤 물체 사이에 작용하는 전기력을 발견하고, 이를 쿨롱의 법칙으로 정립했다. 열역학에서는 무게 없는 입자를 가정하여 열과 연소 현상을 설명하려는 시도가 있었으나, 큰 성공을 거두지는 못했다. 이러한 노력은 생명과학, 사회과학에도 영향을 미쳤다.
2. 뉴턴과학의 방법
2. 1. 프린키피아와 광학
뉴턴의 과학 방법은 "나는 가설을 설정하지 않는다."라는 프린키피아의 유명한 구절로 대표된다. 뉴턴은 실험이나 관측으로 경험적 검증이 불가능한 설명을 가설이라 하여 배격했다. 따라서 자연과학에서 근원적 메커니즘이나 힘에 대한 가설을 설정하지 않고 현상을 정확하게 기술하려 노력했으며, 미시적 차원의 현상에 대한 관념적, 이성적 고찰보다는 거시적 차원의 현상에 대한 경험적 기술에 치중했다. 예를 들어 1704년 발표된 뉴턴의 또 다른 대작 광학에서 뉴턴은 색에 관해 거시적 차원의 현상만을 설명하고 있다. 빛을 입자라고 설명하면서도 빛 입자의 구체적 운동과 작용에 대해서는 설명하지 않았던 것이다. 이는 빛이 통과하는 공간의 물질 입자 회전 속도 차이에 따라 색이 다르게 나타나는 것으로 설명했던 데카르트와는 크게 대조된다.[1]
3. 뉴턴과학의 목적
4. 뉴턴과학의 영향
4. 1. 화학
질문들 31번에서 언급된 화학 현상의 설명에서 뉴턴의 방법을 따르려는 경향이 강하게 나타났다. 18세기 많은 화학자들은 서로 다른 물질 사이의 화학결합의 차이를 화학적 친화도의 차이로 설명할 수 있다고 생각했다. 또한, 이 친화도가 화학 물질들 사이의 근거리 인력의 세기를 나타낸다고 생각했다. 따라서 이들은 이러한 화학적 힘을 중력처럼 수학적으로 표현하려고 했으며, 화학 현상을 수학적으로 설명하고자 노력했다. 하지만 이러한 18세기 화학의 시도는 결과적으로 성공하지 못했다.
4. 2. 전기역학
전기 분야에서 이와 비슷한 시도는 성공으로 이어졌다. 쿨롱은 전하를 띤 물체들 사이에 작용하는 힘인 전기력을 찾아냈다. 쿨롱이 금속공과 비틀림 저울을 이용하여 수행한 실험 결과에 의하면, 두 전하 사이에 작용하는 힘은 두 전하의 크기의 곱에 비례하고 거리의 제곱에 반비례했다.(쿨롱의 법칙) 쿨롱은 이를 바탕으로 전기 현상을 수학적으로 훌륭하게 기술해 내었다.
4. 3. 열역학
열역학에서도 무게 없는 입자를 가정하여 그것들의 작용을 통해 열과 연소 현상을 설명하려는 시도가 이어졌다. 이러한 시도들은 비교적 성공적이지 못했지만 19세기 초까지 계속되었다. 뉴턴주의를 적용하려는 노력은 물리나 화학 분야에만 국한되지 않았다. 생명 현상을 다루는 생명과학, 사회 현상을 다루는 사회과학에도 이들 현상에 기본이 되는 힘이나 작용을 얻어 내고, 그로부터 현상을 설명하려는 뉴턴 과학의 방법을 적용하려는 시도가 이루어졌다.
5. 뉴턴과학의 한계와 의의
18세기 뉴턴 과학은 뚜렷한 하나의 경향을 나타내지 않았다. 뉴턴을 표방한 과학 분야들은 서로 다른 두 가지 경향을 보였다. 한편으로는 정확하고 수학적이며 기계적인 연구들이 있었고, 다른 한편으로는 경험적이고 상상적인 '힘'들을 포함하는 사색들이 있었다. 전자는 프린키피아의 영향을, 후자는 광학의 영향을 주로 받았는데, 이 두 가지 경향은 뉴턴에 의해 완전히 하나로 융합되지 못했고, 18세기 뉴턴의 추종자들은 시기, 문제, 분야에 따라 적합한 경향을 취했다. 프랑스에서는 1730년경부터 해석학 방법에 바탕을 둔 뉴턴 역학의 수학적 체계화도 이루어졌다.
5. 1. 과학의 통합적 이미지 형성
18세기에 널리 유행한 뉴턴 과학은 단일한 경향을 보이지 않았다. 뉴턴을 표방한 과학 분야들은 서로 다른 두 가지 경향을 나타냈다. 하나는 정확하고 수학적이며 기계적인 연구였고, 다른 하나는 경험적이고 상상적인 '힘'을 포함하는 사색이었다. 전자는 프린키피아의 영향을, 후자는 광학의 영향을 주로 받았다. 이 두 경향은 뉴턴에 의해 완전히 통합되지 못했고, 18세기 뉴턴의 추종자들은 시기, 문제, 분야에 따라 적합한 경향을 취했다. 18세기에는 여러 공상적인 인력과 반발력을 가정한 공론, 사색, 추측이 많았지만, 프랑스에서 뉴턴 역학이 받아들여지기 시작한 1730년경부터는 해석학 방법에 바탕을 둔 뉴턴 역학의 수학적 체계화도 이루어졌다.뉴턴 과학은 과학의 내용이나 방법상의 구체적 경향뿐만 아니라 과학에 대한 하나의 이미지를 형성했다는 점에서도 중요하다. 이전에는 분리되어 존재하던 자연 세계에 대한 지식의 여러 분야들이 이제는 단일한 방법, 단일한 관점으로 접근할 수 있는 '과학'이라는 하나의 분야가 되었다. 그리고 그러한 새로운 '과학' 분야가 자체 문제 해결에 큰 성공을 거두고 다른 분야의 문제 해결에 본보기를 제시하면서, 문화 전반과 사회에서 과학의 중요성에 대한 인식이 크게 증가했다. 사회와 문화의 여러 분야들 주변에서 미미하게 존재하던 자연 세계에 대한 여러 형태의 지식들이, 뉴턴 과학이라는 가치 아래 하나의 단일한 분야로 통합되었다. 현대 사회에서 막대한 중요성을 가지게 된 과학의 통합된 이미지는 이렇게 형성되었다.
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