이상화 (과학철학)
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1. 개요
이상화는 과학철학에서 현실을 단순화하여 이해를 돕는 방법으로, 갈릴레오의 자유 낙하 법칙 연구에서 처음 사용되었다. 수학, 과학, 사회 과학 등 다양한 분야에서 활용되며, 완벽한 원이나 구, 마찰이 없는 뉴턴 역학, 경제 모델에서의 합리적 개인 가정 등이 그 예시이다. 이상화는 과학 교육에서 과학적 사고 방식을 배우는 데 기여하지만, 정신 현상에 대한 적용 거부, 현실과의 괴리, 예측의 한계 등의 논쟁을 불러일으키기도 한다.
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이상화 (과학철학) | |
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이상화 (과학철학) | |
유형 | 과학 철학의 한 분야 |
설명 | 현실 세계의 특정 측면을 단순화하거나 변경하는 과정 |
관련 개념 | |
관련 개념 | 모델 (과학) 추상화 단순화 가정 (과학) 이상적인 유형 (사회과학) 페어뱅크스의 이상화 모델 |
목표 | |
목표 | 복잡성 감소 분석 용이성 일반화 예측 능력 향상 이론 개발 |
예시 | |
물리학 | 이상 기체 마찰 없는 표면 점질성이 없는 유체 질량 없는 끈 |
경제학 | 합리적인 인간 (호모 이코노미쿠스) 완전 경쟁 시장 |
생물학 | 모델 생물 |
지도 제작 | 평면 지도 (지도 투영법) |
비판 | |
비판 | 현실과의 괴리 오해의 가능성 잘못된 예측 윤리적 문제 (특히 사회과학에서) |
2. 초기 개념
갈릴레오는 자유 낙하 법칙을 공식화하기 위해 이상화 개념을 활용했다. 그는 움직이는 물체에 대한 연구에서 마찰이 없는 표면과 완전한 구면을 가정한 실험을 설정했다. 평범한 물체의 울퉁불퉁함은 수학적 본질을 흐리게 할 가능성이 있으며, 이상화는 이러한 경향에 맞서 싸우는 데 사용된다.
2. 1. 갈릴레오의 운동 분석
갈릴레오는 자유 낙하 법칙을 공식화하기 위해 이상화 개념을 활용했다. 그는 움직이는 물체에 대한 연구에서 마찰이 없는 표면과 완전한 구면을 가정한 실험을 설정했다. 평범한 물체의 울퉁불퉁함은 수학적 본질을 흐리게 할 가능성이 있으며, 이상화는 이러한 경향에 맞서 싸우는 데 사용된다.갈릴레오의 실험에서 이상화의 가장 잘 알려진 예는 그의 운동 분석이다. 갈릴레오는 완벽하게 둥글고 부드러운 공이 완벽하게 부드러운 수평면을 따라 굴러간다면, 공이 멈출 이유가 전혀 없다고 예측했다(사실 굴러가기 위해서는 마찰을 필요로 하므로 굴러간다기보다 미끄러진다고 봐야 한다.). 이 가설은 공기 저항이 없다는 가정하에 구성되었다.
3. 다양한 분야에서의 이상화
기하학은 이상적인 실체, 형태 및 도형을 연구하기 때문에 이상화 과정을 포함한다. 완벽한 원, 구, 직선 및 각은 우리가 세상을 생각하고 탐구하는 데 도움이 되는 추상 개념이다.
물리학에서 이상화의 예로는 보일의 기체 법칙이 있다.
''임의의 x와 임의의 y가 주어졌을 때, y 내의 모든 분자가 완벽하게 탄성이 있고 구형이며, 질량과 부피가 동일하고, 크기가 무시할 만하며, 충돌을 제외하고 서로에게 힘을 가하지 않는다면, x가 기체이고 y가 가변 크기의 용기에 갇힌 x의 주어진 질량이며 y의 온도가 일정하게 유지될 때, y의 부피가 감소하면 y의 압력이 비례하여 증가하고, 그 반대도 마찬가지이다.''[1]
물리학에서는 마찰이 없는 뉴턴 시스템을 다루기도 한다. 실제 시스템에는 마찰이 존재하지만, 마찰이 없는 모델을 통해 힘의 마찰이 무시할 만한 실제 시스템의 동작에 대한 통찰력을 얻을 수 있다.[1]
심리학에서 이상화는 다른 사람을 실제보다 더 좋게(또는 더 바람직한 속성을 갖도록) 인식하는 방어 기제를 의미한다. 이는 자녀 양육권 분쟁에서 종종 발생하는데, 편부모의 자녀는 흔히 부재 중인 부모를 완벽한 부모의 특징을 가진 것으로 상상하기도 한다. 그러나 아이는 상상이 현실보다 낫다고 생각할 수 있으며, 부모를 만났을 때 잠시 행복할 수 있지만, 부모가 실제로 이전 양육자처럼 양육, 지원, 보호하지 않는다는 것을 알게 되면 나중에 실망할 수 있다.[15]
경제 모델에서는 개인이 최대한 합리적인 선택을 한다고 가정한다.[15] 이는 실제 상황과 다를 수 있지만, 인간 집단의 행동에 대한 통찰력을 제공하기도 한다.
3. 1. 수학
기하학은 이상적인 객체와 모양에 대한 연구이기 때문에 이상화 과정을 포함한다. 완벽한 원, 구, 직선과 각도는 우리가 세계를 생각하고 조사하는 데 도움을 주는 추상적인 개념이다.[1]3. 2. 과학
갈릴레오는 자유 낙하 법칙을 공식화하기 위해 이상화 개념을 활용했다. 그는 움직이는 물체에 대한 연구에서 마찰이 없는 표면과 완전한 구면을 가정한 실험을 설정했다. 평범한 물체의 울퉁불퉁함은 수학적 본질을 흐리게 할 가능성이 있으며, 이상화는 이러한 경향에 맞서 싸우는 데 사용된다.[1]갈릴레오 실험에서 이상화의 가장 잘 알려진 예는 그의 운동 분석에 있다. 그는 완벽하게 둥글고 매끄러운 공이 완벽하게 매끄러운 수평면을 따라 굴러간다면, 공이 멈출 이유가 전혀 없다고 예측했다 (사실 굴러가기 위해서는 마찰력을 필요로 하므로 굴러간다기보다도 미끄러진다고 봐야 한다). 이 가설은 공기 저항이 없다는 가정을 전제로 한다.[1]
물리학에서 이상화를 사용하는 대표적인 예로 보일의 법칙이 있다. ''임의의 x 및 임의의 y가 주어지면 y의 모든 분자가 완벽하게 탄성이 있고 구형이고 동일한 질량과 부피를 가지며 무시할 수 있는 크기를 가지며 하나에 힘을 가하지 않는다. 충돌 중을 제외하고 x가 기체이고 y가 다양한 크기의 용기에 갇힌 x의 주어진 질량이고 y의 온도가 일정하게 유지되는 경우 y의 부피가 감소하면 y의 압력이 증가한다. 그 반대도 마찬가지다.''[1]
3. 2. 1. 뉴턴 역학
물리학에서 사람들은 종종 마찰이 없는 뉴턴역학을 다룬다. 우리는 마찰력이 실제 세계에 존재하고 있음을 알고 있음에도, 마찰이 없는 뉴턴역학은 실제 세계에서 마찰력을 무시할 수 있는 상황에 대한 직관을 준다.[1]실제 시스템에 마찰이 존재한다는 것을 알고 있지만, 마찰이 없는 모델을 해결하면 힘의 마찰이 무시할 만한 실제 시스템의 동작에 대한 통찰력을 얻을 수 있다.[2]
3. 3. 사회 과학
사회 과학에서의 이상화는 심리학과 경제학 분야에서 주로 논의된다.심리학에서 이상화는 다른 사람을 실제 모습보다 더 낫거나 더 바람직한 속성을 가진 것으로 인식하는 방어 기제를 의미한다.[15] 이는 자녀 양육권 분쟁에서 종종 나타난다. 편부모의 자녀는 양육권을 빼앗기거나 포기한 부모를 완벽한 부모의 모습을 가진 것으로 묘사(이상화)하는 경우가 있다. 아이는 부재했던 부모를 만나면 잠시 행복할 수 있지만, 그 부모가 실제로 이전의 다른 부모보다 양육, 지원, 보호에 소홀하다는 사실을 알게 되면 실망하게 된다.
경제 모델에서 개인은 최대한 합리적인 선택을 한다고 가정한다.[15] 이 가정은 실제 상황과는 맞지 않지만, 인간 집단의 행동에 대한 통찰력을 제공하기도 한다.
콰메 앤서니 아피아는 예측 이외의 목적을 위해서도 "~ 처럼"이라는 이상화가 유용하다고 주장하며, 심지어 잘못된 주장을 포함하더라도 현상에 대한 이해를 도울 수 있다고 보았다.[27]
3. 3. 1. 경제 모델
"포즈난 학파"(폴란드)는 카를 마르크스가 사회 과학에서 이상화를 사용했다고 주장했다(레셰크 노바크의 저서 참조).[14] 마찬가지로, 경제 모형에서는 개인은 최대한 합리적인 선택을 하는 것으로 가정한다.[15] 이러한 가정은 실제 인간에 의해 위반되는 것으로 알려져 있지만, 종종 인간 집단의 행동에 대한 통찰력을 얻을 수 있다.자연 과학과 사회 과학 모두에서 이상화의 저명한 지지자는 경제학자 밀턴 프리드먼이었다. 그의 견해에 따르면, 우리가 경험적 이론을 평가해야 하는 기준은 그 이론이 제시하는 예측의 정확성이다. 이는 사회 과학을 포함한 과학에 대한 도구주의적 개념과 같다. 그는 또한 이론의 가정이 현실에 대한 불완전한 묘사라는 의미에서 현실적이지 않다는 것을 발견하면 경험적 이론을 거부해야 한다는 비판에 반대한다. 프리드먼은 이러한 비판이 잘못되었다고 주장하는데, 이는 어떤 경험적 이론의 가정이라도 이론이 설명하고자 하는 현상의 각 사례의 특정 세부 사항에서 추상화해야 하기 때문에 필연적으로 비현실적이기 때문이다. 이는 그를 "진정으로 중요하고 의미있는 가설은 현실에 대한 묘사가 터무니없이 부정확한 '가정'을 갖는다는 것을 알게 될 것이며, 일반적으로 이론이 더 중요할수록 가정이 더 비현실적이다(이런 의미에서)."[16]라는 결론으로 이끈다. 이에 일관되게, 그는 고전적 긍정 경제학의 가정이 자연 과학에서 사용되는 이상화와 크게 다르지 않다는 주장을 하며, 떨어지는 물체를 진공 상태에서 떨어지는 것처럼 취급하는 것과 기업을 예상 수익을 극대화하려는 합리적 행위자로 보는 것을 비교했다.[17]
경험적 이론을 예측 성공에 따라 판단하는 이러한 도구주의적 개념에 반하여, 사회 이론가 존 엘스터는 사회 과학의 설명이 ‘블랙 박스를 연다’ 즉, 설명이 독립 변수에서 종속 변수로 이어지는 일련의 사건을 구체화할 때 더 설득력이 있다고 주장했다. 엘스터는 이 연쇄가 더 자세할수록, 그 연쇄를 구체화하는 설명이 독립 변수와 종속 변수 모두를 설명할 수 있는 숨겨진 변수를 간과할 가능성이 낮다고 주장한다.[18] 이와 관련하여, 그는 또한 사회 과학적 설명이 "일반적으로 알려지지 않은 조건이나 불확실한 결과 하에서 발생하는 빈번하고 쉽게 인식할 수 있는 인과적 패턴"으로 정의되는 인과적 메커니즘의 관점에서 공식화되어야 한다고 주장한다.[19] 이 모든 것은 엘스터가 합리적 선택 이론 일반과 특히 프리드먼과의 불일치에 영향을 미친다. 엘스터의 분석에 따르면, 프리드먼은 경험적 이론의 가정이 비현실적이라는 비판이 잘못되었다고 주장하는 것이 옳지만, 이러한 근거로 사회 과학(특히 경제학)에서 합리적 선택 이론의 가치를 옹호하는 것은 잘못되었다. 엘스터는 그 이유에 대해 두 가지를 제시한다. 첫째, 합리적 선택 이론이 "초합리적 행위자가 의도적으로 계산할 수 있는 것과 동일한 결과를 비의도적으로 가져오는 메커니즘", 즉 "합리성을 시뮬레이션하는" 메커니즘을 밝히지 못하기 때문이고, 둘째, 합리적 선택 설명이 양자 역학과 같은 정확한 예측을 제공하지 않기 때문이다. 엘스터는 이론이 그렇게 정확하게 결과를 예측할 수 있을 때, 우리는 그 이론이 사실이라고 믿을 이유가 있다고 주장한다.[20] 따라서 엘스터는 합리적 선택 이론의 as-if 가정이 사회적 또는 정치적 현상을 설명하는 데 도움이 되는지 의문을 제기한다.[20]
3. 3. 2. 심리학
심리학에서 이상화는 다른 사람을 실제 모습보다 더 낫거나 더 바람직한 속성을 가진 것으로 인식하는 방어 기제를 의미한다.[15] 이는 자녀 양육권 분쟁에서 종종 나타난다. 편부모의 자녀는 양육권을 빼앗기거나 포기한 부모를 완벽한 부모의 모습을 가진 것으로 묘사(이상화)하는 경우가 있다. 따라서 아이는 부재했던 부모를 만나면 잠시 행복할 수 있지만, 그 부모가 실제로 이전의 다른 부모보다 양육, 지원, 보호에 소홀하다는 사실을 알게 되면 실망하게 된다.[15]4. 이상화에 대한 논쟁
밀턴 프리드먼은 자연 과학과 사회 과학 모두에서 이상화 개념을 지지했다. 그는 이론의 가정이 현실을 불완전하게 묘사한다는 이유로 이론을 거부하는 것에 반대했다. 모든 이론은 현실의 세부 사항에서 추상화되므로 필연적으로 비현실적일 수밖에 없다고 주장하며, 중요한 것은 이론이 제시하는 예측의 정확성이라고 보았다.[16] 그는 기업을 기대 수익을 극대화하려는 합리적인 행위자로 취급하는 것을 진공 속에서 물체가 떨어지는 것으로 취급하는 것과 동일시하며, 경제학의 가정이 자연 과학의 이상화와 다르지 않다고 보았다.[17]
존 엘스터는 프리드먼의 주장에 반대하며, 사회 과학에서의 설명은 독립 변수에서 종속 변수로 이어지는 일련의 사건들을 지정할 때, 즉 '블랙박스를 열 때' 더욱 확실하다고 주장했다.[18] 그는 사회과학적 설명이 인과적 메커니즘에 의해 공식화되어야 한다고 주장했다.[19] 엘스터는 합리적 선택 이론이 정확한 예측을 제공하지 못한다고 비판하며, "~ 처럼"에 대한 가정이 사회 현상을 설명하는 데 도움이 되는지 의문을 제기했다.[20]
과학 교육에서 이상화는 학생들이 과학의 실천에 참여하고 과학적 사고방식을 기르는 데 도움을 준다.[8] 현대 과학은 매우 복잡하고, 여러 과학자 그룹에 의해 수행되지만,[9] 내용을 단순화함으로써 학생들은 과학 작업의 모든 측면에 참여할 수 있다. 또한, 이상화된 과학은 과학이 단일한 방법을 따르지 않고, 반복적이며 비판에 의존하고, 사회적 측면을 가진다는 것을 보여준다.[10]
4. 1. 밀턴 프리드먼과 존 엘스터의 논쟁
밀턴 프리드먼은 자연 과학과 사회 과학 모두에서 이상화 개념을 지지한 대표적인 경제학자였다. 그는 경험적 이론을 평가하는 기준은 이론이 제시하는 예측의 정확성에 있다고 보았다. 이는 사회 과학을 포함한 과학에 대한 도구주의적 관점과 연결된다. 프리드먼은 이론의 가정이 현실을 불완전하게 묘사한다는 이유로 경험적 이론을 거부해야 한다는 비판에 반대했다. 그는 어떤 경험적 이론의 가정이든 이론이 설명하고자 하는 현상의 각 사례의 특정 세부 사항에서 추상화해야 하기 때문에 필연적으로 비현실적일 수밖에 없다고 주장했다. 이러한 주장은 "진정으로 중요하고 의미있는 가설은 현실에 대한 묘사가 터무니없이 부정확한 '가정'을 갖는다는 것을 알게 될 것이며, 일반적으로 이론이 더 중요할수록 가정이 더 비현실적이다(이런 의미에서)."[16]라는 결론으로 이어진다. 그는 신고전파적 실증경제학의 가정이 자연 과학에서 적용했던 이상화와 크게 다르지 않다고 보며, 떨어지는 물체를 진공 속에서 떨어지는 것처럼 취급하는 행위와 기업을 기대 수익을 극대화하려는 합리적인 행위자로 취급하는 행위를 동일시했다.[17]사회 이론가 존 엘스터는 경험적 이론을 예측 성공 여부에 따라 판단하는 프리드먼의 도구주의적 개념에 반대했다. 그는 사회 과학에서의 설명은 '블랙박스를 열 때', 즉 설명이 독립 변수에서 종속 변수로 이어지는 일련의 사건들을 지정할 때 더욱 확실하다고 주장했다. 엘스터는 이 사슬이 더 상세할수록 사슬에 대한 설명이 독립 변수와 종속 변수를 모두 설명하는 숨겨진 변수를 빠트릴 가능성이 적어진다고 주장한다.[18] 그는 또한 사회과학적 설명이 인과적 메커니즘에 의해 공식화되어야 한다고 주장했는데, 이를 "일반적으로 알려지지 않은 조건이나 불확실한 결과로 유발되는 자주 발생하고 쉽게 인식할 수 있는 인과적 패턴"으로 정의한다.[19]
엘스터는 합리적 선택 이론, 특히 프리드먼과의 불일치를 보였다. 그는 프리드먼이 경험적 이론의 가정을 비현실적이라고 비판하는 것은 잘못된 것이라는 주장은 타당하지만, 이를 근거로 사회과학, 특히 경제학에서 합리적 선택 이론의 가치를 옹호하는 것은 잘못이라고 주장했다. 엘스터는 두 가지 이유를 제시했다. 첫째, 합리적 선택 이론은 “초합리적 행위자가 의도적으로 계산할 수 있었던 것과 동일한 결과를 비의도적으로 초래하는 메커니즘”, 즉 “합리성을 시뮬레이션하는 메커니즘”을 설명하지 않는다. 둘째, 합리적 선택 이론을 기반으로 한 설명은 정확한 예측을 제공하지 않기 때문에, 특정 경우(엘스터에 따르면, 예시로 양자역학이 있다.)는 부정확한 예측을 하는 이론을 두고 사실일 가능성이 있다고 확신시키기에 충분하다.[20] 따라서 엘스터는 합리적 선택 이론의 "~ 처럼"에 대한 가정이 어떤 사회적 또는 정치적 현상을 설명하는 데 도움이 되는지 의문을 제기한다.[20]
4. 2. 과학 교육에서의 이상화
이상화된 과학은 학생들이 과학의 실천에 참여하고 이를 진정성 있게 수행하는 것으로 생각할 수 있는데, 이는 전문적인 과학과 그 난해한 내용의 복잡성에 몰입할 필요 없이 과학적 작업의 혼란스러움을 허용하는 것을 의미한다.[8] 이는 학생들이 과학자의 사고방식과 습관, 성향을 기르는 데 도움이 된다. 이상화된 과학은 특히 과학 학습에 중요한데, 현대 과학의 인지적, 물질적으로 분산된 특성 때문이다. 현대 과학은 대부분 더 큰 과학자 그룹에 의해 수행된다. 한 예로 2016년 중력파 논문에는 천 명 이상의 저자와 백 개 이상의 과학 기관이 등재되어 있다.[9] 내용을 단순화함으로써 학생들은 전체 프로젝트의 작은 부분만 추가하는 것이 아니라 과학적 작업의 모든 측면에 참여할 수 있다. 이상화된 과학은 또한 과학이 단일한 일련의 과학적 방법을 따른다는 생각을 불식시키는 데 도움이 된다.[10] 대신, 이상화된 과학은 과학적 작업의 반복적인 특성, 비판에 대한 의존, 그리고 작업을 지속적으로 안내하는 사회적 측면에 대한 프레임워크를 제공한다.5. 이상화의 한계
이상화는 특정 과학 분야에서는 널리 사용되지만, 에드문트 후설처럼 정신 현상은 이상화에 적합하지 않다고 보아 정신 연구에 이상화를 적용하는 것을 반대한 경우와 같이 다른 분야에서는 거부되기도 한다.[31][32]
갈릴레오의 이상화 방법이 현실 세계에서 개인이나 사물의 행동을 설명하는 데 어떻게 도움이 되는지에 대한 철학적 논의도 지속되고 있다. 이상기체 법칙과 같이 이상화를 통해 만들어진 법칙은 이상적인 물체의 거동만을 설명하기 때문에, 실제 물체의 거동을 예측하기 위해서는 차폐 조건 등에 의해 제거되거나 무시된 요인들을 고려해야 한다. 그러나 이러한 요소를 설명하는 법칙은 더 복잡하고, 어떤 경우에는 아직 개발되지 않았다.
5. 1. 과학 철학에서의 논쟁
이상화는 현대 과학의 필수 요소 중 하나로 간주되지만, 과학철학 문헌에서는 끊임없는 논쟁의 원천이다.[31] 특정 과학 분야에서는 널리 사용되지만, 다른 분야에서는 거부되기도 한다.[31]예를 들어, 에드문트 후설은 이상화의 중요성을 인정했지만, 정신 현상은 이상화에 적합하지 않다고 주장하며 정신 연구에 대한 적용을 반대했다.[32]
낸시 카트라이트는 갈릴레이의 이상화가 자연의 경향이나 능력을 전제하며, 이는 이상적인 경우를 넘어 일반화를 가능하게 한다고 주장했다.[33]
갈릴레오의 이상화 방법이 현실 세계에서 개인 또는 객체의 행동을 설명하는 데 어떻게 기여하는지에 대한 지속적인 철학적 우려가 존재한다. 이상 기체 법칙과 같이 이상화를 통해 만들어진 법칙은 이상적인 물체의 행동만을 설명하기 때문에, 이러한 법칙은 상당수의 요인이 물리적으로 제거되거나 (예: 차폐 조건을 통해) 무시될 때만 실제 물체의 행동을 예측하는 데 사용될 수 있다. 이러한 요인을 설명하는 법칙은 대개 더 복잡하며, 경우에 따라 아직 개발되지 않았다.
참조
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