맨위로가기

과학 이론

"오늘의AI위키"는 AI 기술로 일관성 있고 체계적인 최신 지식을 제공하는 혁신 플랫폼입니다.
"오늘의AI위키"의 AI를 통해 더욱 풍부하고 폭넓은 지식 경험을 누리세요.
목차

1. 개요

과학 이론은 자연 현상에 대한 포괄적인 설명으로, 광범위한 증거에 의해 뒷받침되며 예측력과 반증 가능성을 갖는 것이 특징이다. 과학 이론은 가설을 검증하는 과학적 방법을 통해 형성되며, 기존의 실험 결과와 일치하고 새로운 현상을 예측할 수 있어야 한다. 아인슈타인은 과학 이론을 구성 이론과 원리 이론으로 분류했으며, 과학 이론은 과학 법칙, 가설과 구별된다. 과학 이론은 수정과 개선을 거쳐 예측 정확도를 높이며, 여러 이론이 통합되기도 한다. 과학 이론은 세포설, 진화론, 상대성 이론 등 다양한 분야에서 존재하며, 반증 가능성과 예측력, 통일성, 다산성 등의 특징을 갖는다.

더 읽어볼만한 페이지

  • 과학 이론 - 과학적 사회주의
    과학적 사회주의는 사회, 경제, 물질적 현상을 과학적으로 분석하여 역사적 경향과 미래 발전 가능성을 도출하는 사회주의 이론으로, 경험적 자료와 역사적 분석에 기반하며 마르크스주의의 영향을 받았으나, 그 용어 자체에 대한 비판도 존재한다.
  • 과학 이론 - 카르만 와류
    카르만 와류는 유체 흐름 속 물체 뒤쪽에 교대로 형성되는 규칙적인 와류열로, 특정 유속 조건에서 물체에 진동을 유발하며 구조물 설계, 기상 현상 관측, 유량 측정 등에 활용된다.
과학 이론
개요
칼 우즈
과학 이론은 자연 세계의 특정 측면을 설명하는 잘 확립된 설명이다.
정의과학 이론은 과학적 방법에 따라 반복적인 테스트와 관찰을 통해 확인되고 확립된 자연 세계의 특정 측면을 설명하는 잘 확립된 설명이다. 과학 이론은 검증된 설명 체계이며, 초기 가설이나 추측보다 훨씬 확실하다.
구성 요소관찰 가능한 자연 세계의 패턴에 대한 일반화 또는 공리 (예: 진화 이론에서의 자연 선택, 세균설에서의 질병 원인)
이러한 일반화/공리가 성립하는 이유에 대한 설명
역할현상 설명 및 예측
추가 연구를 위한 프레임워크 제공
예시진화 이론
만유인력의 법칙
상대성 이론
세균설
양자역학
과학적 이론의 특징
검증 가능성이론은 테스트 가능해야 하며, 반증될 가능성이 있어야 한다.
반복 가능성다른 과학자들에 의해 독립적으로 테스트되고 확인될 수 있어야 한다.
광범위한 지원가설이 많은 증거에 의해 뒷받침되어야 한다.
수정 가능성새로운 증거가 나타남에 따라 수정될 수 있어야 한다.
간결성가능한 한 가장 간단한 설명이어야 한다 (오컴의 면도날).
예측력새로운 현상을 예측할 수 있어야 한다.
과학적 이론의 오해
"이론"의 일상적 의미일상적인 대화에서 "이론"은 종종 입증되지 않은 추측이나 가설을 의미하지만, 과학에서 이론은 광범위한 증거로 뒷받침되는 잘 확립된 설명이다.
이론은 단지 추측일 뿐이다과학 이론은 단순한 추측이 아니라, 많은 증거와 테스트를 거친 결과이다.
이론은 사실이 될 수 있다이론은 사실을 설명하는 모델이며, 사실 그 자체가 될 수는 없다.
과학적 이론의 예시
진화 이론진화는 시간이 지남에 따라 생물 개체군의 유전적 구성에 일어나는 변화이며, 이러한 변화는 자연 선택과 같은 과정을 통해 발생한다.
중력 이론모든 질량은 다른 질량을 끌어당기며, 그 힘은 질량의 곱에 비례하고 거리의 제곱에 반비례한다.
상대성 이론알베르트 아인슈타인이 제안한 두 가지 관련된 물리 이론으로, 특수 상대성 이론과 일반 상대성 이론이 있다.
세균 이론특정 질병은 특정 미생물에 의해 발생한다.
같이 보기
관련 문서가설
과학적 모델
과학적 방법
사고 실험
법칙
메타 이론

2. 역사

(이전 출력이 없으므로, 수정할 내용이 없습니다. 원본 소스를 제공해주시면 '역사' 섹션 내용을 작성하고, 그 결과물을 다시 수정하는 단계를 진행할 수 있습니다.)

3. 특징

과학 이론은 관찰되는 현상을 설명하는 데 사용되는 이론이다. 예를 들어, 세포 현상에 대한 세포 이론, 진화 현상에 대한 진화 이론 등이 있다.

대부분 학계에서 어떤 이론이 과학 이론으로 받아들여지려면 일반적으로 다음 기준들을 충족해야 한다.


  • 관찰 가능하고 반복 가능해야 한다. 이는 사기를 방지하고 과학 발전에 필수적이다.[69]
  • 반증 가능성이 있거나 검증 가능한 예측력을 가져야 한다. 예측의 관련성과 구체성은 이론의 유용성을 결정한다. 관찰 가능한 예측을 하지 않거나, 충분히 구체적이지 않아 검증할 수 없는 예측을 하는 이론은 과학 이론이라고 할 수 없다.[69]
  • 반증 가능성이 있는 예측을 광범위한 과학적 탐구 영역(예: 역학)에서 일관되고 정확하게 해야 한다.
  • 단일 기반보다는 많은 독립적인 증거에 의해 잘 뒷받침되어야 한다.
  • 기존의 실험 결과와 일치해야 하며, 기존 이론만큼 또는 그 이상으로 예측이 정확해야 한다.


이러한 특징들은 특수 상대성 이론, 일반 상대성 이론, 양자 역학, 판구조론, 현대 진화 종합설과 같은 확립된 이론들에서 잘 나타난다.

미국국립과학원은 과학 이론을 "방대한 증거에 뒷받침되는, 자연 현상에 대한 포괄적인 설명"으로 정의한다. 많은 과학 이론들은 이미 충분히 확립되어 새로운 증거가 나타나더라도 크게 변하지 않을 가능성이 높다. 예를 들어, 지구가 태양 주위를 공전한다는 지동설, 생명체가 세포로 구성되어 있다는 세포 이론, 물질이 원자로 구성되어 있다는 이론, 지구 표면이 판으로 나뉘어 이동한다는 판구조론 등은 새로운 증거로 인해 부정될 가능성이 낮다.[74] 과학 이론의 가장 유용한 점은 아직 관측되지 않은 현상을 예측하는 데 사용될 수 있다는 것이다.

미국과학진흥협회는 과학 이론을 "관찰과 실험을 통해 반복적으로 확인된 사실에 근거하여 자연계의 어떤 측면을 충분히 입증한 설명"으로 정의한다. 이러한 이론은 단순한 추측이 아니라 현실 세계에 대한 신뢰할 수 있는 설명이다. 예를 들어, 생물 진화론은 "단순한 이론"을 넘어선 확립된 사실이며, 원자 이론이나 세균 이론과 마찬가지이다. 중력에 대한 이해는 아직 발전 중이지만, 중력 현상은 진화와 마찬가지로 받아들여지는 사실이다.[75]

"이론"이라는 단어는 검증되지 않은 복잡한 가설이나 과학 모델에는 사용되어서는 안 된다.

또한, 대부분의 과학자들은 다음과 같은 특성을 갖춘 이론을 선호한다.

  • 새로운 데이터가 발견되어 이론에 완벽하게 들어맞지 않을 경우, 약간의 수정을 통해 예측 능력을 향상시킬 수 있어야 한다.[11]
  • 오컴의 면도날에 따라, 가장 간결한 설명이어야 한다. 어떤 현상에 대한 설명이 여러 개 있을 때, 더 간단한 이론이 더 복잡한 이론보다 선호되는데, 그 이유는 더 검증 가능하기 때문이다.[12][13][14]

3. 1. 필수적 특징

대부분의 학계에서 어떤 이론이 받아들여지려면 일반적으로 하나의 간단한 기준이 있다. 필수적인 기준은 그 이론이 관찰 가능하고 반복 가능해야 한다는 것이다. 앞서 언급한 기준은 사기 행위를 방지하고 과학 자체를 발전시키는 데 필수적이다.[69]

이론을 포함한 모든 과학적 지식의 특징적인 요소는 반증 가능성이 있거나 검증 가능한 예측력을 갖는 능력이다.[69] 이러한 예측의 관련성과 구체성은 이론이 얼마나 유용할 수 있는지 결정한다. 관찰 가능한 예측을 하지 않는 이론은 과학 이론이라고 할 수 없다. 충분히 구체적이지 않아 검증할 수 없는 예측도 마찬가지로 유용하지 않다. 두 경우 모두 "이론"이라는 용어는 적용되지 않는다.

지식에 대한 설명의 집합은 다음 기준을 충족하는 경우 이론이라고 부를 수 있다.[110]

  • 반증 가능성이 있는 예측을 과학적 탐구의 광범위한 영역(예: 역학)에서 일관되게 정확하게 한다.
  • 단일 기반보다는 많은 독립적인 증거에 의해 잘 뒷받침된다.
  • 기존의 실험 결과와 일치하며, 기존 이론만큼 또는 그 이상으로 예측이 정확하다.


이러한 특성은 특수 상대성 이론과 일반 상대성 이론, 양자 역학, 판구조론, 현대 진화 종합설 등과 같은 확립된 이론에 분명히 해당된다.

미국국립과학원은 과학 이론을 다음과 같이 정의하고 있다.

The formal scientific definition of "theory" is quite different from the everyday meaning of the word. It refers to a comprehensive explanation of some aspect of nature that is supported by a vast body of evidence. Many scientific theories are so well established that no new evidence is likely to alter them substantially. For example, no new evidence will demonstrate that the Earth does not orbit around the sun (heliocentric theory), or that living things are not made of cells (cell theory), that matter is not composed of atoms, or that the surface of the Earth is not divided into solid plates that have moved over geological timescales (the theory of plate tectonics).One of the most useful properties of scientific theories is that they can be used to make predictions about natural events or phenomena that have not yet been observed.영어|한국어= "이론"이라는 용어의 보다 공식적인 과학적 정의는 일상생활에서 사용되는 의미와 크게 다르다. 이론은 방대한 증거에 뒷받침되는, 자연 현상에 대한 포괄적인 설명이다. 많은 과학 이론들은 이미 충분히 확립되어 있으며, 이러한 이론들을 크게 뒤엎는 증거가 등장할 가능성은 낮다. 예를 들어, 지동설을 부정하는 태양이 지구 주위를 공전하지 않는다는 증거, 세포설을 부정하는 생물의 몸이 세포로 구성되어 있지 않다는 증거, 판구조론을 부정하는 지구 표면이 지구과학적 시간 척도에서 이동하는 고체 판으로 덮여 있지 않다는 증거, 그리고 원자가 물질을 구성하지 않는다는 증거 등은 거의 나타나지 않을 것이다. 이론의 가장 유용한 점은 아직 관측되지 않은 자연 현상이나 사건을 예측하는 데 사용할 수 있다는 것이다.}}[74]

미국과학진흥협회는 다음과 같은 정의를 제시하고 있다.

A scientific theory is a well-substantiated explanation of some aspect of the natural world, based on a body of facts that have been repeatedly confirmed through observation and experiment. Such fact-supported theories are not "guesses" but reliable accounts of the real world. The theory of biological evolution is more than "just a theory." It is as factual an explanation of the universe as the atomic theory of matter or the germ theory of disease. Our understanding of gravity is still a work in progress. But the phenomenon of gravity, like evolution, is an accepted fact.영어|한국어= 과학 이론이란 관찰과 실험을 통해 반복적으로 확인된 사실에 근거하여 자연계의 어떤 측면을 충분히 입증한 설명이다. 이러한 사실에 기반한 이론은 "추론"이 아니라 현실 세계에 대한 신뢰할 수 있는 설명이다. 특히 생물 진화론은 "단순한 이론"을 넘어선 위치에 있으며, 물질의 원자론이나 질병의 세균설 등과 마찬가지로 확립되어 있다. 중력에 대한 우리의 이해는 현재에도 아직 발전 단계에 있지만, 그럼에도 불구하고 중력이라는 현상은 진화론과 마찬가지로 받아들여지는 사실이다.}}[75]

즉, "이론"이라는 단어는 검증되지 않았지만 복잡한 가설이나 과학 모델에 적용되어서는 안 되는 용어이다.

3. 2. 기타 특징

대부분의 학계에서 어떤 이론이 받아들여지려면 일반적으로 하나의 간단한 기준이 있다. 필수적인 기준은 그 이론이 관찰 가능하고 반복 가능해야 한다는 것이다. 앞서 언급한 기준은 사기 행위를 방지하고 과학 자체를 발전시키는 데 필수적이다.[10]

이론을 포함한 모든 과학적 지식의 특징적인 요소는 반증 가능성이 있거나 검증 가능한 예측력을 갖는 능력이다.[10] 이러한 예측의 관련성과 구체성은 이론이 얼마나 유용할 수 있는지 결정한다. 관찰 가능한 예측을 하지 않는 이론은 과학 이론이라고 할 수 없다. 충분히 구체적이지 않아 검증할 수 없는 예측도 마찬가지로 유용하지 않다. 두 경우 모두 "이론"이라는 용어는 적용되지 않는다.

지식에 대한 설명의 집합은 다음 기준을 충족하는 경우 이론이라고 부를 수 있다.

  • 반증 가능성이 있는 예측을 과학적 탐구의 광범위한 영역(예: 역학)에서 일관되게 정확하게 한다.
  • 단일 기반보다는 많은 독립적인 증거에 의해 잘 뒷받침된다.
  • 기존의 실험 결과와 일치하며, 기존 이론만큼 또는 그 이상으로 예측이 정확하다.


이러한 특성은 특수 상대성 이론, 일반 상대성 이론, 양자 역학, 판구조론, 현대 진화 종합설 등과 같은 확립된 이론에 분명히 해당된다.

또한, 대부분의 과학자들은 다음과 같은 특성을 갖춘 이론을 선호한다.

  • 새로운 데이터가 발견되어 이론에 완벽하게 들어맞지 않을 경우, 이를 설명하기 위해 약간의 수정을 가할 수 있으며, 이를 통해 시간이 지남에 따라 예측 능력이 향상된다.[11]
  • 오컴의 면도날에 따라, 제안된 개체나 설명 단계의 사용이 경제적인, 즉 가장 간결한 설명 중 하나이다. 어떤 현상에 대한 받아들여지는 설명 하나에 대해, 항상 실패하는 설명에 임시 가설(''ad hoc'' hypotheses)을 추가하여 반증을 막을 수 있기 때문에, 매우 많고 심지어 이해할 수 없을 정도로 많은 가능하고 더 복잡한 대안이 있을 수 있다. 따라서, 더 간단한 이론이 더 복잡한 이론보다 선호되는데, 그 이유는 더욱 검증 가능하기 때문이다.[12][13][14]

4. 과학 이론의 종류 (아인슈타인의 분류)

알베르트 아인슈타인은 과학 이론을 "구성 이론"과 "원리 이론" 두 가지로 분류했다.[9][68]


  • 구성 이론: 기체 운동론과 같이 현상에 대한 구성 모델을 구축하는 이론이다.
  • 원리 이론: 뉴턴의 운동 법칙처럼 경험적으로 현상을 일반화하는 이론이다.

5. 과학 이론의 형성 과정

과학적 방법은 가설을 세우고 검증하는 과정을 포함한다. 이 과정은 미래 실험 결과에 대한 예측을 가설에서 도출하고, 그 예측이 맞는지 확인하기 위해 실험을 수행하는 것을 포함한다. 이를 통해 가설을 뒷받침하거나 반박하는 증거가 모인다. 특정 연구 분야에서 충분한 실험 결과가 쌓이면, 과학자들은 가능한 많은 결과를 설명하는 설명 체계를 제안할 수 있다. 이 설명 또한 검증되며, 필요한 기준을 충족하면 이론이 된다. 충분한 증거를 모으는 것은 어렵고 복잡할 수 있으므로, 이 과정에는 많은 시간이 걸릴 수 있다.[16]

모든 기준을 충족하면, 그 이론은 적어도 일부 현상에 대한 최상의 설명으로 과학자들 사이에서 널리 받아들여진다. (과학적 합의 참조) 이 이론은 이전 이론으로 설명할 수 없었거나 정확하게 예측할 수 없었던 현상을 예측했을 것이며, 반복적인 검증 과정을 거쳤을 것이다. 증거의 강도는 과학계에서 평가되며, 가장 중요한 실험은 여러 독립적인 그룹에 의해 재현되었을 것이다.[16]

이론은 과학적으로 유용하기 위해 완벽하게 정확할 필요는 없다. 예를 들어, 고전 역학에 의해 이루어진 예측은 상대론적 영역에서는 부정확한 것으로 알려져 있지만, 일반적인 인간 경험의 비교적 낮은 속도에서는 거의 정확하다.[17] 화학에서는 산-염기 이론이 여러 가지 존재하는데, 이들은 산성 및 염기성 화합물의 근본적인 특성에 대한 매우 다른 설명을 제공하지만, 화학 반응에서의 행동을 예측하는 데 매우 유용하다.[18] 과학의 모든 지식과 마찬가지로, 미래의 실험이 이론의 예측과 상충할 가능성이 있으므로 어떤 이론도 완전히 확실할 수 없다.[19] 그러나 과학적 합의에 의해 뒷받침되는 이론은 모든 과학적 지식 중 가장 높은 수준의 확실성을 가지고 있다. 예를 들어, 모든 물체는 중력의 영향을 받는다는 것 또는 지구상의 생명체가 공통 조상으로부터 진화했다는 것이다.[20]

이론이 이미 충분히 강력한 증거에 의해 뒷받침되는 경우, 모든 주요 예측이 검증될 필요는 없다. 예를 들어, 특정 검증은 실현 불가능하거나 기술적으로 어려울 수 있다. 결과적으로, 이론은 아직 확인되거나 틀렸다고 증명되지 않은 예측을 할 수 있다. 이 경우 예측된 결과는 비공식적으로 "이론적"이라는 용어로 설명될 수 있다. 이러한 예측은 나중에 검증될 수 있으며, 만약 틀렸다면 이는 이론의 수정이나 기각으로 이어질 수 있다. 리처드 파인만의 말처럼, 아무리 아름다운 이론이라도, 아무리 똑똑하더라도, 실험과 일치하지 않으면 틀린 것이다.[21]

6. 과학 이론과 관련된 개념

과학 이론은 관찰되는 현상을 설명하기 위해 사용되는 이론이다. 예를 들어, 세포에 관한 현상을 설명하는 세포 이론, 진화 현상을 연구하는 진화 이론 등이 있다.

가설이 과학계에서 검증을 거쳐 증명되고, 여러 분야에서 증명 가능하여 포괄성을 가지게 되면 이론이 된다. 이론은 가설과 달리 높은 신뢰성을 가지며, 과학 법칙과 동등하거나 더 높은 신뢰성을 가진다. 일상에서 사용되는 의미와는 달리, 과학 이론은 증명되고 포괄성을 가진 것을 의미한다.

6. 1. 과학 법칙과의 관계

과학 법칙은 증명된 가설들 중 수식으로 표현 가능한 것을 말하며, 이론보다 포괄성이 떨어진다. 과학 법칙과 과학 이론은 모두 가설 형성과 검증이라는 과학적 방법을 통해 만들어지며, 자연계의 행동을 예측할 수 있다. 둘 다 일반적으로 관찰이나 실험적 증거에 의해 뒷받침된다.[33] 그러나 과학 법칙은 특정 조건에서 자연이 어떻게 행동할지에 대한 기술적 설명이다.[34] 과학 이론은 더 넓은 범위를 가지며, 자연이 어떻게 작동하고 왜 특정 특성을 나타내는지에 대한 포괄적인 설명을 제공한다. 이론은 여러 출처의 증거로 뒷받침되며, 하나 또는 여러 법칙을 포함할 수 있다.[35]

흔히 과학 이론이 충분한 데이터와 증거가 쌓이면 과학 법칙으로 발전하는 기본적인 아이디어라고 오해한다. 그러나 이론은 새롭거나 더 나은 증거가 쌓여도 과학 법칙으로 변하지 않는다. 이론은 항상 이론으로, 법칙은 항상 법칙으로 남는다.[33][36][37] 이론과 법칙 모두 반대되는 증거에 의해 반증될 수 있다.[38]

이론과 법칙은 가설과 다르다. 가설과 달리 이론과 법칙은 단순히 과학적 사실로 언급될 수 있다.[39][40] 그러나 과학에서 이론은 잘 뒷받침되더라도 사실과 다르다.[41] 예를 들어, 진화는 이론이자 사실이다.[6]

6. 2. 가설과의 관계

가설이 과학계에서 검증을 통과하고 증명되었을 때, 이것이 포괄성을 지닌 여러 다른 분야에서 증명이 가능하면 이론이 된다. 이론은 가설과는 달리 높은 신뢰성을 가지고 있으며, 과학 법칙과 동등하거나 더 높은 신뢰성을 가진 것으로 받아들여진다. 일상에서의 사용과는 달리 과학이론은 가설과 같지 않으며, 증명되고 포괄성이 있는 것들을 이야기한다.

과학 이론과 과학 법칙은 모두 가설을 세우고 그것을 검증하는 과학적 방법을 통해 탄생했고, 자연 현상에 대해 예측할 수 있다는 점에서 공통점이 있다. 또한, 둘 다 관측이나 실험에 의한 증거로 뒷받침된다는 점에서도 같다.[89] 그러나 과학 법칙은 특정 조건 하에서의 자연 현상의 행동을 기술하는 데 그치는 반면, 과학 이론은 범위가 넓어 자연 현상이 어떻게 발생하고 왜 그 특정 조건 하에서 그러한 행동을 하는지에 대한 이유까지 포괄적으로 설명할 수 있다. 과학 이론은 많은 다른 정보원의 증거에 의해 뒷받침되기 때문에 하나 이상의 과학 법칙을 포함한다.[90]

흔히 과학 이론은 초보적인 아이디어에 불과하며, 충분한 데이터와 증거가 축적되면 결국 과학 법칙이 된다고 오해하는 경우가 많다. 하지만 정확히는, 새롭고 더 나은 증거가 모여도 이론이 법칙으로 바뀌는 것이 아니라, 이론은 이론으로, 법칙은 법칙으로 남는다.[89][91][92] 이론과 법칙 모두 상반되는 증거에 의해 수정될 수 있다.[93]

이론과 법칙은 가설과도 다르다. 가설과는 달리, 이론과 법칙은 단순히 과학적 사실이라고 불리기도 한다.[94] 하지만 정확히는 과학에서는, 아무리 그 이론이 충분히 뒷받침된다고 해도, 그 이론은 사실과 다르다.[95] 예를 들어, 진화론은 이론이면서 동시에 사실이기도 하지만, 이론이 사실과 같은 취급을 받는 것은 아니다.[66]

7. 과학 이론의 수정과 개선

실험 결과가 이론의 예측과 다를 경우, 과학자들은 먼저 실험 설계가 적절했는지 평가하고, 재현을 통해 결과를 확인한다. 그런 다음 이론을 개선하기 위한 노력이 시작된다. 해결책은 이론에 대한 사소한 변경 또는 주요 변경을 필요로 할 수도 있고, 이론의 기존 틀 내에서 만족스러운 설명이 발견되면 전혀 필요하지 않을 수도 있다.[22] 시간이 지남에 따라 연속적인 수정이 서로 쌓이면서 이론은 지속적으로 개선되고 예측 정확도가 향상된다. 이론의 각각의 새로운 버전(또는 완전히 새로운 이론)은 이전 버전보다 더 큰 예측력과 설명력을 가져야 하므로 과학적 지식은 시간이 지남에 따라 지속적으로 정확해진다.

이론의 수정이나 다른 설명이 새로운 결과를 설명하기에 불충분해 보이는 경우, 새로운 이론이 필요할 수 있다. 과학적 지식은 일반적으로 오래 지속되기 때문에 이러한 일은 수정보다 훨씬 드물게 발생한다.[19] 또한, 그러한 이론이 제안되고 받아들여질 때까지 이전 이론은 유지된다. 이는 다른 맥락에서의 예측력으로 확인된 바와 같이 여전히 다른 많은 현상에 대한 최상의 설명이기 때문이다. 예를 들어, 1859년 이후로 관측된 수성의 근일점 이동이 뉴턴 역학을 위반한다는 사실이 알려져 왔지만,[23] 상대성 이론이 충분한 증거에 의해 뒷받침될 때까지 이 이론은 최상의 설명으로 남아 있었다. 또한 새로운 이론은 한 사람이나 여러 사람에 의해 제안될 수 있지만, 수정의 순환은 결국 많은 과학자들의 기여를 통합한다.[24]

변경 후, 받아들여진 이론은 더 많은 현상을 설명하고 더 큰 예측력을 갖게 된다(그렇지 않다면 변경 사항이 채택되지 않을 것이다). 이 새로운 설명은 그 후 추가적인 대체 또는 수정의 대상이 된다. 반복적인 검증에도 불구하고 이론의 수정이 필요하지 않다면, 이는 그 이론이 매우 정확하다는 것을 의미한다. 이것은 또한 받아들여진 이론이 시간이 지남에 따라 증거가 축적된다는 것을 의미하며, 이론(또는 그 원리 중 어느 하나)이 받아들여지는 기간은 종종 그것을 뒷받침하는 증거의 강도를 나타낸다.

8. 이론의 통합

어떤 경우에는 두 가지 이상의 이론이 이전 이론들을 근사치 또는 특수한 경우로 설명하는 단일 이론으로 대체될 수 있는데, 이는 이론이 많은 확인된 가설에 대한 통합적인 설명인 방식과 유사하며, 이것을 이론의 '통합'이라고 한다.[25] 예를 들어, 전기와 자기는 이제 전자기학이라고 하는 동일한 현상의 두 가지 측면으로 알려져 있다.[26]

다른 이론의 예측이 서로 모순되는 것처럼 보일 때도 추가적인 증거 또는 통합을 통해 해결된다. 예를 들어, 19세기의 물리적 이론은 태양이 특정 지질학적 변화와 생명의 진화를 허용할 만큼 오랫동안 타오르고 있을 수 없다는 것을 암시했다. 이것은 태양의 주요 에너지원인 핵융합의 발견으로 해결되었다.[27] 모순은 또한 이론이 더 근본적인(모순되지 않는) 현상을 근사하는 결과로 설명될 수 있다. 예를 들어, 원자론은 양자역학의 근사치이다. 현재 이론은 다른 모든 이론이 근사치인 세 가지 별개의 기본 현상을 설명한다.[28] 이러한 현상들의 잠재적인 통합을 때때로 만물의 이론이라고 한다.[25]

9. 과학 이론의 예시

10. 비판과 논쟁

칼 포퍼는 과학 이론의 특징으로 반증 가능성을 강조했다. 그는 거의 모든 이론이 쉽게 확인될 수 있지만, 진정한 검증은 이론을 반증하려는 시도에서 비롯된다고 주장했다.[110] 즉, 예측과 일치하지 않는 관측 결과를 통해 이론을 반증할 수 있어야 한다는 것이다. 포퍼는 "반증 가능성, 또는 반증 가능성, 또는 검증 가능성"이 과학 이론의 핵심 기준이라고 결론지었다.[110]

스티븐 호킹은 뛰어난 이론이란 "매우 적은 요소만 포함하는 기본적인 모델을 기반으로 많은 관측 결과를 설명할 수 있고, 미래의 관측 결과에 대해 명확한 예측을 할 수 있을 때"라고 주장했다. 그는 또한 이론이 "반증 가능하지만 증명 불가능한" 성질을 가지며, "이론의 예측과 일치하지 않는 관측 결과를 하나라도 찾을 수 있다면, 그 이론을 반증할 수 있다"고 말했다.[111]

그러나 일부 과학철학자와 과학사학자는 포퍼의 반증주의적 정의가 잘못되었다고 지적한다.[112] 필립 키처는 1781년 천왕성 발견이 뉴턴 역학을 반증한 것이 아니라, 오히려 미지의 행성( 1846년 발견된 해왕성)의 영향을 고려하게 만들었다는 예를 들었다.[113] 키처는 포퍼의 "과학은 실패 가능할 때만 성공이 있다"는 생각에는 동의하면서도, 과학 이론에는 반증 불가능한 내용도 포함되며, 뛰어난 이론은 창의적이어야 한다고 주장했다.[113]

키처는 뛰어난 이론의 기준으로 다음 세 가지 요소를 제시했다.[113]

기준설명
통일성광범위한 문제에 대처할 수 있는 하나 또는 여러 가지 문제 해결 전략을 포함해야 한다.
다산성새로운 분야를 개척하고 새로운 의문을 제기하며, 새로운 연구를 시작하게 해야 한다.
독립적으로 검증 가능한 보조 가설해결하려는 특정 문제나 보존하려는 이론과 무관하게 검증 가능해야 한다. (예: 해왕성 존재 증거는 천왕성 궤도 변화와 무관)



키처는 이론에 관측 결과를 포함하는 내용이 필요하다는 점을 명확히 했다. 그는 천왕성 궤도 변화의 관측처럼, 반증은 관측 결과 중 하나일 뿐이며, 새로운 가설 탄생 역시 중요한 가능성이라고 주장했다.

참조

[1] 서적 Science and Creationism: A View from the National Academy of Sciences https://archive.org/[...] National Academies Press
[2] 백과사전 The Structure of Scientific Theories http://plato.stanfor[...] Metaphysics Research Lab, Stanford University
[3] 웹사이트 What Is a Scientific Theory? https://www.livescie[...] Live Science 2017-07-01
[4] 논문 Evolution as fact and theory https://www.inf.fu-b[...]
[5] 문서 The formal scientific definition of theory
[6] 웹사이트 Is Evolution a Theory or a Fact? http://nationalacade[...] National Academy of Sciences
[7] 백과사전 Scientific Method http://plato.stanfor[...]
[8] 서적 Research Methods in Psychology
[9] 백과사전 The Stanford Encyclopedia of Philosophy https://plato.stanfo[...] Metaphysics Research Lab, Stanford University 2018-06-23
[10] 서적 Research Methods https://www.worldcat[...] Cengage
[11] 웹사이트 Even theories change https://undsci.berke[...] 2021-02-12
[12] 서적 Stanford Encyclopedia of Philosophy Stanford University
[13] 학술지 Comments Regarding "On the Nature Of Science"
[14] 서적 Explanation and Its Limits Cambridge University Press
[15] 서적 Science, Evolution, and Creationism http://www.nap.edu/o[...] National Academy of Sciences
[16] 서적 Micrographia http://digicoll.libr[...]
[17] 서적 Gravitation W. H. Freeman and Company
[18] 문서 Acid–base reaction
[19] 웹사이트 Chapter 1: The Nature of Science http://www.project20[...]
[20] 문서 Common descent and Evidence for common descent
[21] 웹사이트 Feynman: It doesn't matter how beautiful your theory is, it doesn't matter how smart you are.. https://www.youtube.[...] 2023-03-16
[22] 문서 discovery of Neptune
[23] 논문 Lettre de M. Le Verrier à M. Faye sur la théorie de Mercure et sur le mouvement du périhélie de cette planète https://archive.org/[...]
[24] 문서 modern evolutionary synthesis
[25] 서적 Dreams of a Final Theory: The Scientist's Search for the Ultimate Laws of Nature
[26] 서적 A treatise on electricity and magnetism https://archive.org/[...] Clarendon Press
[27] 웹사이트 How the Sun Shines https://www.nobelpri[...]
[28] 문서 strong force, electroweak force, gravity, electromagnetism, weak force
[29] 논문 Zur Elektrodynamik bewegter Körper http://www.pro-physi[...]
[30] 학술지 Recent developments in superstring theory 1998-03-01
[31] 문서 Tests of special relativity
[32] 서적 The Philosophy of Physics https://books.google[...] Cambridge University Press
[33] 웹사이트 Scientific Laws and Theories http://science.kenne[...]
[34] 문서 Physical law
[35] 웹사이트 Definitions of Fact, Theory, and Law in Scientific Work http://ncse.com/evol[...] 2016-03-16
[36] 웹사이트 mbdojo Resources and Information. http://ww16.evolutio[...] 2003-10-06
[37] 서적 The Language of Science Education: An Expanded Glossary of Key Terms and Concepts in Science Teaching and Learning https://books.google[...] Springer Science & Business Media 2013-12-30
[38] 웹사이트 What's the Difference Between a Scientific Hypothesis, Theory and Law? http://chemistry.abo[...] 2014-02-19
[39] 논문 Evolution as Fact and Theory http://www.stephenja[...] 1981-05-01
[40] 웹사이트 Is Evolution a Theory or a Fact? http://nationalacade[...]
[41] 웹사이트 Essay http://ncse.com/evol[...] 2015-03-25
[42] 논문 Understanding Scientific Theories: An Assessment of Developments, 1969–1998 https://www.princeto[...] 2013-02-14
[43] 논문 What Scientific Theories Could Not Be https://www.princeto[...] 2013-02-14
[44] 논문 Scientific Representation and the Semantic View of Theories http://philsci-archi[...] 2013-02-14
[45] 서적 Representing and Intervening. Introductory Topics in the Philosophy of Natural Science Cambridge University Press
[46] 서적 Empirical Model-Building and Response Surfaces Wiley
[47] 논문 On the possibility of measuring the solar oblateness and some relativistic effects from planetary ranging
[48] 문서 Jet Propulsion Laboratory
[49] 문서 Modeling human behavior
[50] 서적 Understanding Physics
[51] 서적 Conjectures and Refutations Routledge and Kegan Paul
[52] 서적 A Brief History of Time https://archive.org/[...] Bantam Books
[53] 서적 Aspects of Scientific Explanation, From a Logical Point of View
[54] 서적 Abusing Science: The Case Against Creationism The MIT Press
[55] 서적 Fundamentals of Concept Formation in Empirical Science University of Chicago Press
[56] 서적 Personal Knowledge. Towards a Post-Critical Philosophy. Routledge & Kegan Paul
[57] 서적 Discoveries and Opinions of Galileo
[58] 서적 Representing and Intervening Cambridge University Press
[59] 논문 Radiation reaction effects in ultrahigh irradiance laser pulse interactions with multiple electrons http://epsppd.epfl.c[...]
[60] 웹사이트 https://web.archive.[...] 2016-05-28
[61] 논문 The Carbon Dioxide Theory of Climatic Change
[62] 서적 Science and Creationism: A View from the National Academy of Sciences https://archive.org/[...] National Academies Press
[63] 백과사전 The Structure of Scientific Theories http://plato.stanfor[...] Metaphysics Research Lab, Stanford University
[64] 웹사이트 An Introduction to Science http://www.geo.sunys[...] 2023-03-13
[65] 웹사이트 What Is a Scientific Theory? https://www.livescie[...] Live Science 2023-03-13
[66] 웹사이트 Is Evolution a Theory or a Fact? http://nationalacade[...] National Academies 2023-03-13
[67] 백과사전 Scientific Method http://plato.stanfor[...]
[68] 백과사전 The Stanford Encyclopedia of Philosophy https://plato.stanfo[...] Metaphysics Research Lab, Stanford University 2018-06-23
[69] 서적 Research Methods https://www.worldcat[...] Cengage 2012
[70] 웹사이트 Even theories change https://undsci.berke[...] 2021-02-12
[71] 서적 Stanford Encyclopedia of Philosophy Stanford University
[72] 학술지 Comments Regarding "On the Nature Of Science"
[73] 서적 Let's Razor Occam's Razor Cambridge University Press
[74] 간행물 Science, Evolution, and Creationism http://www.nap.edu/o[...] National Academy of Sciences
[75] 웹사이트 What is the AAAS mission? http://www.aaas.org/
[76] 서적 Micrographia http://digicoll.libr[...]
[77] 웹사이트 科学と科学的手法 https://sci.kyoto-u.[...] 2023-03-30
[78] 서적 Gravitation W. H. Freeman and Company
[79] 웹사이트 Chapter 1: The Nature of Science http://www.project20[...] 2023-03-13
[80] Youtube Feynman: It doesn't matter how beautiful your theory is, it doesn't matter how smart you are.. https://www.youtube.[...]
[81] 학술지 Lettre de M. Le Verrier à M. Faye sur la théorie de Mercure et sur le mouvement du périhélie de cette planète https://archive.org/[...]
[82] 서적 Dreams of a Final Theory: The Scientist's Search for the Ultimate Laws of Nature
[83] 서적 A treatise on electricity and magnetism https://archive.org/[...] Clarendon Press
[84] 웹사이트 How the Sun Shines https://www.nobelpri[...] 2023-03-13
[85] 학술지 Zur Elektrodynamik bewegter Körper http://www.pro-physi[...]
[86] 학술지 Recent developments in superstring theory 1998-03-01
[87] 학술지 Cosmic Ray and Neutrino Tests of Special Relativity https://arxiv.org/ab[...]
[88] 서적 The Philosophy of Physics https://books.google[...] Cambridge University Press
[89] 웹사이트 Scientific Laws and Theories http://science.kenne[...] 2017-03-13
[90] 웹사이트 Definitions of Fact, Theory, and Law in Scientific Work http://ncse.com/evol[...] 2016-03-16
[91] 웹사이트 Harding (1999). http://www.evolution[...] 2023-03-13
[92] 서적 The Language of Science Education: An Expanded Glossary of Key Terms and Concepts in Science Teaching and Learning https://books.google[...] Springer Science & Business Media 2013-12-30
[93] 웹사이트 What's the Difference Between a Scientific Hypothesis, Theory and Law? http://chemistry/od/[...] 2023-03-13
[94] 학술지 Evolution as Fact and Theory http://www.stephenja[...] 1981-05-01
[95] 웹사이트 Essay http://ncse.com/evol[...] 2015-03-25
[96] 웹사이트 8-2　科学論 https://www.isc.meij[...] 2023-03-30
[97] 웹사이트 大学の変貌と哲学の転回--現代アメリカの場合 https://www.ritsumei[...] 2023-03-30
[98] 학술지 On the possibility of measuring the solar oblateness and some relativistic effects from planetary ranging
[99] 문서 Jet Propulsion Laboratory
[100] 학술지 Understanding Scientific Theories: An Assessment of Developments, 1969–1998 https://www.princeto[...] 2013-02-14
[101] 학술지 What Scientific Theories Could Not Be https://www.princeto[...] 2013-02-14
[102] 학술지 Scientific Representation and the Semantic View of Theories http://philsci-archi[...] 2013-02-14
[103] 서적 Representing and Intervening. Introductory Topics in the Philosophy of Natural Science Cambridge University Press
[104] 서적 Empirical Model-Building and Response Surfaces Wiley
[105] 학술지 物理学におけるモデルの諸相 https://doi.org/10.4[...] 日本科学哲学会
[106] 서적
[107] 논문 教育工学におけるCAI設計論の研究 : 科学論に基づく「見取り図」のもとに https://doi.org/10.1[...] 2023-11-22
[108] 서적 Understanding Physics
[109] 웹사이트 특수상대성원리 https://www.astr.toh[...] 2023-03-31
[110] 서적 Conjectures and Refutations Routledge and Kegan Paul
[111] 서적 A Brief History of Time https://archive.org/[...] Bantam Books
[112] 서적 Aspects of Scientific Explanation, From a Logical Point of View the Free Press, Harvard University Press
[113] 서적 Abusing Science: The Case Against Creationism The MIT Press
[114] 서적 Fundamentals of Concept Formation in Empirical Science University of Chicago Press
[115] 서적 Personal Knowledge. Towards a Post-Critical Philosophy. Routledge & Kegan Paul
[116] 서적 The Assayer
[117] 서적 Representing and Intervening Cambridge University Press
[118] 웹사이트 Radiation reaction effects in ultrahigh irradiance laser pulse interactions with multiple electrons http://epsppd.epfl.c[...]
[119] 웹사이트 Archived copy http://scitation.aip[...]
[120] 간행물 The Carbon Dioxide Theory of Climatic Change


본 사이트는 AI가 위키백과와 뉴스 기사,정부 간행물,학술 논문등을 바탕으로 정보를 가공하여 제공하는 백과사전형 서비스입니다.
모든 문서는 AI에 의해 자동 생성되며, CC BY-SA 4.0 라이선스에 따라 이용할 수 있습니다.
하지만, 위키백과나 뉴스 기사 자체에 오류, 부정확한 정보, 또는 가짜 뉴스가 포함될 수 있으며, AI는 이러한 내용을 완벽하게 걸러내지 못할 수 있습니다.
따라서 제공되는 정보에 일부 오류나 편향이 있을 수 있으므로, 중요한 정보는 반드시 다른 출처를 통해 교차 검증하시기 바랍니다.

문의하기 : help@durumis.com