기능적 고착
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1. 개요
기능적 고착은 어떤 대상의 고유한 기능에 갇혀 다른 용도로 활용하지 못하는 인지적 편향을 의미한다. 이 현상은 다양한 연구 사례를 통해 확인되었으며, 특히 양초 문제와 두 밧줄 문제와 같은 실험에서 잘 나타난다. 기능적 고착은 문화적 배경에 따라 다르게 나타날 수 있으며, 교육, 기업 문화, 정책 등 다양한 분야에 영향을 미친다. 유추 전이, 탈고정화, 원형 극복, 포괄적 부분 기법 등을 통해 기능적 고착을 극복하려는 노력이 이루어지고 있다.
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기능적 고착 | |
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개요 | |
정의 | 어떤 문제에 대한 해결책을 생각할 때, 물건의 일반적인 용도만 고려하고 다른 가능성은 생각하지 못하는 인지적 편향 |
특징 | 기존의 경험과 지식에 의해 사고가 제한됨 창의적인 문제 해결을 방해 문제 해결 과정에서 경직성을 유발 |
심리학 | |
유형 | 대상의 기능적 고정: 물건의 일반적인 용도 외에는 생각하지 못함 대상 부분의 기능적 고정: 물건의 특정 부분의 기능에만 집중하여 다른 가능성을 간과함 |
실험 | 초: 초를 세우기 위해 상자, 성냥, 압정을 제공 두 줄 문제: 두 줄을 연결하기 위해 펜치 사용 |
원인 | 과거 경험의 영향 정보 과부하 스트레스 |
극복 방법 | 다양한 관점에서 문제 바라보기 브레인스토밍 경험으로부터의 탈피 기능 목록 작성 |
사회적 영향 | |
마케팅 | 소비자의 구매 행동에 영향 새로운 제품 개발에 대한 아이디어 제한 광고 전략 수립에 어려움 초래 |
교육 | 학생들의 창의적 사고 능력 저하 문제 해결 능력 제한 새로운 학습 방법 적용에 대한 거부감 유발 |
디자인 | 혁신적인 디자인 개발에 대한 제한 사용자 중심 디자인에 대한 고려 부족 새로운 기술 도입에 대한 저항 |
2. 연구 사례
기능적 고착에 대한 연구는 피험자가 익숙하지 않은 상황에서 이미 알고 있는 물건을 사용해야 하는 새로운 문제 해결 과제를 제시하는 방식으로 진행된다. 이때 물건은 피험자가 과거 경험이나 실험 내 이전 과제를 통해 이미 익숙해진 것일 수 있다.[1]
칼 던커의 양초 문제 실험(1945년)에서, 참가자들은 양초가 테이블에 떨어지지 않도록 벽에 고정해야 했다. 참가자들은 압정으로 양초를 벽에 고정하거나 녹여서 붙이려고 했지만, 소수만이 압정 상자를 촛대로 활용하는 창의적인 해결책을 떠올렸다. 던커는 참가자들이 상자의 일반적인 기능에 "고착"되어 문제를 해결하지 못했다고 설명했다.[1] 빈 상자를 받은 참가자들이 문제를 더 잘 해결한 것은 이러한 기능적 고착 현상을 뒷받침한다.[3]
프랭크와 람스카(2003년)는 "상자"라는 단어에 대한 유연한 표현이 기능적 고착 극복에 중요함을 보여주었다.[4] 애덤슨(1952년)은 물건을 전통적인 방식으로 제시하면 기능적 고착이 심화된다는 것을 확인했다.[3]
Birch와 Rabinowitz(1951년)는 노먼 메이어의 두 줄 문제(1930, 1931)를 사용하여 기능적 고착을 연구했다.[5] 참가자들은 줄을 연결하기 위해 물체를 추로 사용해야 했는데, 이전 경험에 따라 특정 물체를 선택하는 경향을 보였다. 이는 기능적 고착이 물체의 다른 용도를 보지 못하게 함을 보여준다.
알렉산더 칼란드라의 기압계 문제(1911–2006)는 기능적 고착을 보여주는 잘못 설계된 시험 문제의 예시이다.[6] 학생들은 기압계를 사용하여 건물의 높이를 측정하는 다양한 방법을 제시했는데, 이는 기능적 고착이 창의적 문제 해결을 방해할 수 있음을 시사한다.
2. 1. 양초 문제

기능적 고착을 보여주는 고전 실험에서, 던커(1945)[28]는 참가자들에게 양초 1개, 압정 상자 1갑, 종이 성냥 1갑을 주고, 양초를 벽에 붙여서 테이블 위로 떨어지지 않도록 요청하였다. 던커는 참가자들이 압정으로 양초를 벽에 고정하거나 양초를 녹여 벽에 붙이려 하는 것을 발견하였다. 극소수만이 상자 안 부분을 촛대로 사용하여 벽에 걸려고 하였다. 던커는 참가자들이 압정을 담아두는 압정 상자 본래 기능에만 고착된 나머지 문제 해결을 가능케 하는 방식으로 압정 상자를 재개념화하지 못하였다고 본다. 예를 들어, 빈 압정 상자를 받은 참가자들이 압정이 담긴 압정 상자를 받은 이들보다 문제 해결 가능성이 2배 높았다.[30]
2003년, 프랭크(Michael C. Frank)와 램스카(Michael Ramscar)의 연구[31]에서, 이들은 스탠포드 대학교 학부생들에게 종이에 기록된 양초 문제(candle problem)를 주었다. 던커의 실험에서와 같은 지시가 학생들에게 주어졌을 때, 23%의 학생들만이 문제를 해결하였다. 그러나 다른 학생 그룹에겐 '종이 성냥(box of matches)'이라는 명사구에 밑줄을 쳐주고, 또 다른 그룹에겐 '상자(box)'와 같은 명사들에 밑줄을 쳐 줬다. 이 두 집단에서는 각각 55%와 47%의 학생들이 문제를 해결할 수 있었다. 한 후속 연구에서는 '상자'를 제외한 모든 명사에 밑줄을 그어 주었고, 비슷한 결과가 도출되었다. 결론은 학생들의 성적은 지시상의 조처보다는 '상자'라는 어휘의 표현 방식에 따라 바뀌었다는 것이다. 기능적 고착을 극복할 수 있었던 능력은 양초를 벽에 부착할 때 상자를 사용해도 된다고 하는 것을 암시하는 '상자'라는 단어의 표현 방식의 변형에 따라 달랐던 것이다.
1952년 애덤슨(Adamson)의 연구[30]는 던커의 상자 실험을 모방하였다. 애덤슨은 참가자를 선행활용군(preutilization group)과 비선행활용군(no preutilization group)으로 나눴다. 실험에서, 상자에 무언가를 담아서 상자를 용기로 사용하는 등, 참가자들에게 기존 방식대로 물건을 사용하여 제공하는 선행활용(preutilization)의 경우, 참가자들은 상자를 다른 용도로 잘 활용하지 못하였지만, 상자를 비워서 제공하는 등 비선행활용의 경우, 참가자들은 상자의 다른 용도를 생각해 낼 가능성이 높았다.
2. 2. 두 밧줄 문제
버치(H.G. Birch)와 라비노비츠(H.S. Rabinowitz)의 1951년 연구[32]에서는 노먼 마이어의 1930년과 1931년 연구에서 사용된 두 밧줄 문제를 채택하였다. 피실험자들은 천장에 고정된 두 개의 밧줄과 두 개의 무거운 물체가 있는 방에 들어간다. 피실험자들은 두 밧줄을 연결해야 하지만, 밧줄들은 서로 멀리 떨어져 있어 쉽게 연결하기 어렵다. 해결책은 무거운 물체 하나를 밧줄 하나에 묶어 추를 만든 후, 진자처럼 밧줄을 흔들어 한 손으로 잡고 다른 손으로 다른 밧줄을 잡아 두 밧줄을 묶는 것이다. 참가자들은 세 그룹으로 나뉘었다. R그룹은 계전기를 이용하여 전기회로를 잇는 선행작업을 완수하였고, S그룹은 스위치로 회로를 이었다. C그룹은 선행작업이 없는 대조군이다. R그룹은 스위치를 추로 사용하는 경향이 더 높았으며, S그룹은 계전기를 사용하는 경향이 높았다. 이전 경험이 특정 방식으로 물건을 사용하게 하였기에 두 그룹은 그렇게 하였다. 기능적 고착은 물체를 다른 목적으로 사용하지 못하게 하였다.[5]2. 3. 기압계 문제
기압계 문제는 시험관에게 도덕적 딜레마를 불러일으키는, 기능적 고착을 보이는 부정확하게 설계된 시험 문제의 한 예시이다. 미국 테스트 설계자 알렉산더 캘런드러(1911–2006) 교수를 통해 유명해진 이 문제의 고전적 형태는, 학생들에게 '기압계를 이용하여 큰 빌딩의 높이를 잴 수 있는 방식을 제시할 것'을 요구한다.[33] 시험관은 단 하나의 정답만이 있다고 확신했지만, 학생들은 시험관의 기대와 달리 완전히 다른 답들을 내놓았다. 이 답들은 모두 정답이었지만, 검증된 학술 분야에서는 이 답들 중 어느 것도 학생의 유능함을 증명하지 못했다.캘런드라는 스푸트니크 위기 상황 동안 현실에서 직접 체험한 경험으로 이 사건을 제시하였다.[34] 캘런드러의 수필 '어느 핀 하나 위의 천사들(Angels on a Pin)'은 1959년 미국 대학 홍보 연합(American College Public Relations Association)의 잡지 『프라이드(Pride)』에 게재되었고, 1964년 『최신과학(Current Science)』에 다시 게재되었다.[35][36] 1968년에는 『Saturday Review』에 재인쇄되었으며,[37] 1969년에는 캘런드러의 『기초과학과 수학 교수법(The Teaching of Elementary Science and Mathematics)』에도 포함되었다.[38] 1969년, 캘런드러의 수필은 학술 논쟁 주제가 되었고,[39] 이후 자주 인용되었다.[40] 이 수필은 교수법,[41] 작문법,[42] 직장 상담,[43] 부동산 투자[44]에서부터 화학 산업,[45] 컴퓨터 프로그래밍,[46] 집적 회로 디자인[47]에 이르기까지 여러 주제에 관한 책에 포함되었다.
3. 기능적 고착의 보편성
연구자들은 기능적 고착이 문화에 영향을 받는지 조사해 왔다.[48]
최근 한 연구에서 기능적 고착 보편성을 지지하는 예비 징후가 발견되었다. 이 연구는 비산업화 사회, 특히 첨단기술에 노출되는 경우가 적은 사람들이 기능적 고착을 보이는지 검증하는 것을 목표로 하였다. 에콰도르 아마존 지역의 슈아르족을 대상으로 산업화 사회와 비교하는 연구가 진행되었다. 슈아르족은 마체테, 도끼, 솥, 못, 산탄총, 낚시바늘 등 제한적인 산업화 물품에만 노출되었다.[48] 비산업화 사회 출신 참가자들은 설계 기능을 설명받았을 때보다 사전 지식 없이 물건을 사용할 때 더 빠르게 과제를 수행했다. 이는 참가자들이 산업화된 물품에 덜 노출되었고, 사용하는 소수의 물품도 디자인과 관계없이 다양하게 사용되었기 때문이다.[48]
다른 연구에서는 디자인 문제에 대한 지시와 함께 부적절한 예시가 포함된 경우, 디자인 경험이 없는 학생들에게 기능적 고착이 발생하는지 확인하기 위해 두 가지 실험을 수행하였다.[49] 실험은 표준 지시, 고착 지시(문제적 디자인 포함), 비고착 지시(유용한 방식과 함께 문제적 디자인 포함)의 세 가지 조건에서 비전문가 참가자들을 대상으로 진행되었다. 연구 결과, 문제적 디자인 사례는 유의미한 고착 효과를 유발했으며, 비고착화 지시를 통해 이러한 효과를 제거할 수 있었다.
1991년 잰슨(Janson)과 스미스(Smith)의 "일회용 흘림 방지 커피컵 문제" 연구에서는 참가자들에게 저렴한 일회용 흘림 방지 커피컵 디자인을 만들도록 요청했다. 표준 조건 참가자들은 지시사항만 받았고, 고착 조건 참가자들은 지시사항, 디자인 예시, 문제점을 함께 받았다. 비고착 조건 참가자들은 추가로 사용해서는 안 될 디자인 요소를 제안받았다. 이외에도 자전거 고정대 제작, 크림치즈 용기 디자인 과제가 있었다.
3. 1. 문화 간 비교 연구
연구자들은 기능적 고착이 문화의 영향을 받는지 여부를 조사했다.최근 연구에서 기능적 고착의 보편성을 지지하는 예비 증거가 발견되었다.[48][21] 이 연구의 목적은 비산업화 사회, 특히 "첨단 기술" 인공물에 대한 노출이 적은 개인도 기능적 고착을 보이는지 시험하는 것이었다. 이 연구는 에콰도르 아마존 지역의 수렵-원예 사회인 슈아르족을 시험하고 이를 산업 사회의 대조군과 비교했다.
슈아르족 공동체는 마체테, 도끼, 냄비, 못, 엽총, 낚시 바늘과 같은 제한적인 산업화 인공물에만 노출되었으며, 이들은 모두 "저기술"로 간주되었다. 연구를 위해 참가자들에게 두 가지 과제가 평가되었다.
- 상자 과제: 가상의 이야기 속 등장인물이 다른 등장인물에게 도달하도록 돕기 위해 제한된 다양한 재료를 사용하여 탑을 쌓는 것이었다.
- 숟가락 과제: 참가자들에게 강을 건너야 하는 토끼에 대한 가상의 이야기를 바탕으로 문제를 해결하도록 하는 것이었고, 숟가락을 포함한 다양한 재료가 제공되었다.
상자 과제에서 참가자들은 대조군보다 재료를 선택하는 데 더 오랜 시간이 걸렸지만, 문제를 해결하는 데 걸리는 시간은 차이가 없었다. 숟가락 과제에서 참가자들은 재료 선택과 과제 완료 모두에서 더 느렸다. 결과에 따르면 비산업("기술적으로 희소한 문화") 출신의 개인은 기능적 고착에 취약했다. 그들은 디자인 기능이 설명되었을 때보다 프라이밍 없이 인공물을 더 빠르게 사용했다. 이는 참가자들이 산업화된 인공물에 덜 노출되었고, 현재 사용하는 몇 안 되는 인공물이 디자인에 관계없이 여러 가지 방식으로 사용되었음에도 발생했다.[48][21]
4. 기능적 고착 극복 방법
기능적 고착을 극복하기 위한 방법으로는 유추 전이, 탈고정화, 원형 극복, 포괄적 부분 기법 등이 제안된다.
- 유추 전이: 유추 전이를 활용하여 문제 해결에 긍정적인 영향을 줄 수 있다. 특히, 문제 형식과 유추 제시의 구조적 유형이 잘 조직되었을 때 효과적이다.[23]
- 탈고정화 (Uncommitting): 기능적으로 고착된 디자인의 요소를 유지하면서 디자인 결정을 통해 문제 해결 방식을 이해하도록 돕는다.[24]
- 원형 극복 (Overcoming Prototypes): 사물의 원래 용도를 넘어 다양한 가능성을 고려하는 능력, 즉 원형을 극복하는 것이 중요하다. 카를 둔커의 양초 문제 실험에서 참가자들은 압정 상자의 본래 기능에 고착되어 문제 해결에 어려움을 겪었지만, 빈 상자를 제공받거나 '상자'라는 단어에 주목한 경우 문제 해결률이 높아졌다.[28][30]
- 포괄적 부분 기법 (Generic Parts Technique): 사물의 형태와 기능을 분리하고, 각 부분을 더 세분화하여 일반적인 설명을 만드는 과정을 통해 새로운 용도를 발견할 수 있다.[26] 예를 들어, 양초를 심지와 왁스로 나누고, '심지'를 '꼬아 만든 섬유 가닥'으로 재정의하면 햄스터 가발 제작과 같은 새로운 용도를 떠올릴 수 있다.[27]
4. 1. 유추 전이
학생들은 기능적 고착을 보인다는 전제하에, 과학교실에서 발생하는 유추 전이에 관한 한 연구는 기능적 고착 극복 기법을 제공할 수 있는 유의미한 데이터에 주목하였다. 연구를 통해 학생들은 특정 구조와 포맷과 유사한 것들을 제공받은 후에 문제 해결에 있어 긍정적인 전이(수행)을 보인다는 사실이 입증되었다.[50][23] 현재 연구는 던커의 1945년 연구를 확장하여, 학생들이 스토리 내러티브가 아닌 하나의 문제로 구성된 유사체를 제공받으면 문제해결 과제에 집중하여 긍정적 전이를 사용하게 된다는 것을 보이고자 하였다.[50][23]고등학교 1학년 과학반 266명이 연구에 참여하였다. 실험은 2x2 디자인으로, "과제 환경(task contexts)" (유형과 포맷) 대 "선행 지식(prior knowledge)" (특정 대 일반) 조건이 증명되었다. 학생들은 5개의 다른 그룹들로 분류되었으며, 이중 4 그룹은 선행 과학지식(특정에서 일반에 이르기까지)을 따르고, 한 그룹은 대조군(유사한 사례 제시analog presentation 없음)이었다. 네 그룹은 유사한 유형(anaolg type)과 유사한 포맷(analog format) 조건, 구조적 혹은 표면적 유형, 문제적 혹은 표면적 포맷으로 분류되었다.
결론을 내진 못하였지만 증거를 통해 선행 지식을 기반으로 할 경우 긍정적인 유추전이가 있음이 발견되었다. 그러나 각 그룹들은 다양성을 보였다. 유사적 제시(analog presentation)의 문제 포맷과 구조적 유형은 문제해결의 가장 높은 긍정적 전이를 보였다. 연구자들은 포맷과 형식과 관련되어 있고, 문제 해결 과제 완수에 있어 유추할 수 있게 하는 것들이 제대로 고안되고 짜여진 경우 학생들의 기능적 고착 극복에 도움줄 수 있다고 하였다. 이 연구는 인간 정신 작용에 관한 새로운 지식은 물론, 교사들이 교수 계획에 도움되는 데에 적용할 수 있으며 교육 목적과 변화에 필요한 도구를 제공한다.[50][23]
4. 2. 탈고정화 (Uncommitting)
한 연구에 따르면, 기능적 고착 디자인으로부터 디자인 결정을 함으로써 기능적 고착을 방지할 수 있으며, 이를 통해 디자인의 필수 요소가 유지된다고 하였다.[51] 이는 기능적 고착 디자인을 가지고 있는 피실험자가 특정 문제에 고정된 해결책을 사용하는 것보다는 이런 유형의 일반 문제를 해결하는 방식을 이해하는 데 도움을 준다. 라투르는 이 문제를 연구하는데 있어 소프트웨어 엔지니어들에게 표준 비트 코드인 퀵 정렬 알고리즘을 분석하고 분할 기능(partitioning function)을 창출하는데 이를 사용하도록 하는 실험을 수행하였다. 퀵 정렬 알고리즘 일부는 목록을 부분집합들로 분할하여 종류별로 분할될 수 있게 하였다. 연구자들은 단지 분할만을 하기 위한 알고리즘 내에서부터 코드를 사용하길 원하였다. 이를 위해 이들은 기능 내 각 코드 블록을 추출하고 그것의 목적을 분별하여 알고리즘 분할에 필요한지를 결정하였다. 이런 추출 작업은 퀵 정렬 알고리즘에서 코드를 재사용하여 스크래치(scratch)로부터 디자인할 필요 없이 작업 분할 알고리즘을 창출할 수 있게 한다.[51]4. 3. 원형 극복 (Overcoming Prototypes)
카를 둔커는 기능적 고착을 보여주는 고전 실험(1945)에서 참가자들에게 양초, 압정 상자, 종이 성냥을 주고 양초를 벽에 붙여 테이블에 떨어지지 않도록 하는 과제를 제시했다.[28] 참가자들은 압정으로 양초를 고정하거나 녹여서 붙이려는 시도를 했다. 극소수만이 압정 상자를 촛대로 사용하여 벽에 걸었다. 둔커는 참가자들이 압정 상자의 본래 기능에 고착되어 문제 해결을 위한 재개념화를 하지 못했다고 보았다. 빈 압정 상자를 받은 참가자들이 압정이 담긴 상자를 받은 이들보다 문제 해결 가능성이 두 배 높았다.[30]2003년 프랭크와 램스카의 연구에서는 스탠포드 대학교 학부생들에게 종이에 기록된 양초 문제를 제시했다. 23%의 학생들만이 문제를 해결했다. 그러나 다른 그룹에게는 '종이 성냥(box of matches)' 명사구에 밑줄을 쳐주고, 또 다른 그룹에게는 '상자(box)'와 같은 명사에 밑줄을 쳐주는 방식으로 실험을 진행했다. 그 결과, 각각 55%와 47%의 학생들이 문제를 해결했다. 이후 '상자'를 제외한 모든 명사에 밑줄을 그어 주는 후속 연구를 진행했고, 앞선 연구와 비슷한 결과가 나왔다. 연구진은 '상자'라는 단어 표현 방식이 기능적 고착 극복에 영향을 주었다고 결론 내렸다.
1952년 애덤슨은 둔커의 실험을 모방한 연구를 진행했다.[30] 그는 참가자들을 선행활용군과 비선행활용군으로 나누었다. 상자에 물건을 담아 용기로 사용하는, 즉 기존 방식대로 물건을 사용하는 선행활용의 경우, 참가자들은 상자를 다른 용도로 활용하는 데 어려움을 겪었다. 반면, 상자를 비워서 제공하는 비선행활용의 경우, 참가자들은 상자의 다른 용도를 생각해 낼 가능성이 더 높았다.
기능적 고착에 관한 여러 고전적 연구들을 종합하면, '원형 극복'이라는 주요 주제가 나타난다. 과제를 성공적으로 완료한 사람들은 물건의 원형이나 원래 사용 목적 너머를 볼 수 있는 능력을 갖추고 있었다. 반면, 과제 해결에 실패한 사람들은 물건의 원래 용도를 뛰어넘지 못했다. 기능적 고착을 피하기 위해서는 원형을 극복해야 한다. 카네발레(1998)는 사물을 분석하고 구성 요소로 분해하는 방법을 제안했다.[52] 그는 이 과정을 통해 각 부분의 가능한 기능을 찾고, 기존 아이템을 새롭게 사용하는 방식에 적응하면 기능적 고착 문제를 성공적으로 해결할 수 있다고 보았다.
4. 4. 포괄적 부분 기법 (Generic Parts Technique)
각 사물마다 그 형태와 기능을 분리해 볼 필요가 있다. 맥카프리(T. McCaffrey)의 2012년 연구[53]는 이에 대한 효과적인 기법을 제안한다. 사물을 부분으로 나눌 때, 자신에게 다음과 같은 두 가지 질문을 던질 수 있다. "현재 부분을 하위로 더 나눌 수 있는가?" 만약 그렇다면 그렇게 하면 된다. "나의 현재 설명이 쓸모를 갖고 있는가?" 만약 그렇다면, 외형과 재질에 관하여 더욱 포괄적인 설명을 만들어야 한다. 예를 들어 처음에는 양초를 심지와 왁스 두 부분으로 나눈다고 하자. '심지(wick)'라는 단어는 빛을 내고자 타는 것이라는 쓸모를 갖고 있다. 그리하여 심지를 노끈(string)으로 더욱 포괄적이고 일반적으로 설명한다. 노끈은 쓸모를 갖고 있기에 보다 포괄적으로 설명하여 꼬아 만든 섬유 가닥(interwoven fibrous strands)으로 말할 수 있다. 이는 심지를 이용해 햄스터의 가발을 만들 수 있다는 생각을 떠오르게 한다. 꼬인 섬유 가닥은 쓸모를 갖고 있지 않기에, 이제는 심지가 아닌 왁스에 대해 생각해 볼 수 있다. 이런 방식으로 훈련된 사람들은 대조군에 비하여 기능적 고착에 빠진 문제의 67%를 해소할 수 있었다. 이 기법은 한 물체와 그 부분들로부터 관련된 용도들을 하나하나 벗겨낸다.[54]5. 한국 사회와 기능적 고착
한국 사회는 빠르게 변화하는 사회이지만, 여전히 기능적 고착이 나타나는 경우가 있다. 예를 들어, 교육 분야에서는 주입식 교육 방식이 오랫동안 유지되면서 창의적인 인재 양성에 어려움을 겪고 있다는 비판이 제기되기도 한다. 또한, 기업 문화에서는 연공서열 중심의 문화가 여전히 남아있어 수평적인 의사소통과 혁신을 저해한다는 지적도 있다. 이러한 기능적 고착은 사회 전반의 효율성을 떨어뜨리고, 새로운 변화에 대한 적응력을 약화시킬 수 있다.
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