관측
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1. 개요
관측은 자연 현상을 관찰하고 측정하는 행위를 의미하며, 과학, 사회 과학, 군사, 천문학, 기상학 등 다양한 분야에서 활용된다. 과학적 방법에서 관찰은 가설 설정 및 검증의 중요한 단계이며, 재현성을 위해 측정을 통해 객관성을 확보한다. 그러나 관찰은 관찰자 효과, 가로등 효과, 확증 편향, 처리 편향 등과 같은 다양한 편향의 영향을 받을 수 있다. 철학에서는 감각, 마음, 경험, 자아의 변화하는 관계를 탐구하는 과정철학에서 중요한 개념으로 다루어진다.
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- 관측 - 관객
관객은 연극, 영화, 스포츠 경기 등 다양한 공연이나 행사에서 감상에 참여하는 사람들을 의미하며, 직접 대면하거나 매체를 통해 참여하는 등 다양한 유형으로 나뉘고, 공연의 분위기를 고조시키거나 공연자와 소통하는 다양한 역할을 수행한다. - 관측 - 발견
발견은 과학, 교육, 탐험 등 다양한 분야에서 새로운 사실이나 지식을 얻는 행위를 의미하며, 대상에 따라 그 의미와 인정 기준이 달라진다. - 가정 (논리학) - 불확실성
불확실성이란 현재나 미래를 정확히 예측할 수 없는 상태를 말하며, 확률을 알 수 없는 근본적인 불확실성도 존재하고, 바람직하지 않은 결과를 초래할 수 있는 위험과는 구별되며, 과학, 경제, 철학 등 다양한 분야에서 다뤄지는 중요한 개념이다. - 가정 (논리학) - 마음
마음은 의식, 사고, 지각, 감정, 동기, 행동, 기억, 학습 등을 포괄하는 심리적 현상과 능력의 총체이며, 다양한 분야에서 연구되고 인간 삶의 중추적인 역할을 한다. - 인지 - 이해
이해는 지식에 기반하여 대상이나 현상의 의미와 관계를 파악하는 능력으로, 비유나 분석을 통해 이루어지며 인지심리학과 인공지능 분야에서 연구되는 개념이다. - 인지 - 불확실성
불확실성이란 현재나 미래를 정확히 예측할 수 없는 상태를 말하며, 확률을 알 수 없는 근본적인 불확실성도 존재하고, 바람직하지 않은 결과를 초래할 수 있는 위험과는 구별되며, 과학, 경제, 철학 등 다양한 분야에서 다뤄지는 중요한 개념이다.
| 관측 | |
|---|---|
| 지도 | |
| 정의 | |
| 의미 | 특정 현상이나 사물의 속성을 알아내기 위해 주의 깊게 살펴보는 행위 |
| 목적 | 데이터를 수집하고 분석하여 과학적 지식을 얻음 |
| 과학적 관측 | |
| 특징 | 객관적이고 체계적임 증거를 기반으로 함 가설 검증에 사용됨 |
| 유형 | 실험 관측 자연 관측 |
| 방법 | 도구 사용 (망원경, 현미경 등) 측정 및 기록 데이터 분석 |
| 철학적 관점 | |
| 인식론 | 지식 획득의 한 형태 |
| 형이상학 | 현실의 본질을 이해하는 데 중요한 역할 |
| 과학 철학 | 과학적 방법론의 핵심 요소 |
| 기타 관측 | |
| 천문학 | 천체의 위치, 운동, 물리적 특성을 연구 |
| 기상학 | 대기의 상태를 측정 |
| 사회 과학 | 인간 행동을 연구 |
| 일상생활 | 주변 환경을 인지하고 이해하는 데 활용 |
2. 과학에서의 관측
과학적 방법에서 관측은 중요한 역할을 한다. 과학적 방법은 자연 현상을 관찰하고, 가설을 세우고, 실험을 통해 검증하는 과정을 거친다.[3] 관측은 이 과정에서 두 번째와 다섯 번째 단계에 해당한다.[4][5]
모든 형태의 관찰(인간 또는 기계적)은 증폭을 포함하며, 따라서 열역학적으로 비가역 과정이며 엔트로피를 증가시킨다.
2. 1. 과학적 방법의 단계
과학적 방법은 자연 현상을 관찰하여 가설을 공식화하고 검증하는 것을 필요로 한다.[3] 다음 단계로 구성된다.[4][5]# 자연 현상에 대한 질문을 한다.
# 현상을 관찰한다.
# 질문에 잠정적으로 답하는 가설을 세운다.
# 아직 조사되지 않은 가설의 논리적이고 관찰 가능한 결과를 예측한다.
# 실험, 관찰 연구, 현장 연구, 또는 시뮬레이션을 통해 가설의 예측을 검증한다.
# 실험에서 수집된 데이터에서 결론을 도출하거나 가설을 수정하거나 새로운 가설을 세우고 과정을 반복한다.
# 관찰 방법과 도출된 결과 또는 결론에 대한 기술적 방법을 작성한다.
# 동일한 현상을 연구하는 경험이 있는 동료들에게 평가를 받는다.
2. 2. 측정
과학적 방법에서 재현성을 확보하려면 서로 다른 관찰자들이 관찰 결과를 비교할 수 있어야 한다. 그러나 인간의 감각은 주관적이고 정성적이어서 기록하고 비교하기 어렵다. 따라서 서로 다른 시간과 장소에서, 서로 다른 사람들이 관찰 결과를 기록하고 비교할 수 있도록 측정이 개발되었다.[3]측정은 관찰되는 현상을 표준 단위와 비교하는 것을 포함한다. 표준 단위는 모든 관찰자가 복제하거나 공유할 수 있는 인공물, 과정 또는 정의가 될 수 있다. 측정은 관찰과 같은 표준 단위의 수를 세는 것이며, 관찰을 기록할 수 있는 숫자로 줄여준다. 같은 숫자를 산출하는 두 관찰은 과정의 분해능 내에서 같다.[3]
인간의 감각은 제한적이며 착시와 같은 지각 오류의 영향을 받는다. 과학 기구는 저울, 시계, 망원경, 현미경, 온도계, 카메라, 테이프 레코더와 같이 인간의 관찰 능력을 돕고, 지시약 염료, 전압계, 분광계, 적외선 카메라, 오실로스코프, 간섭계, 가이거 계수기, 라디오 수신기와 같이 감각으로는 관찰할 수 없는 사건을 감지 가능한 형태로 변환하기 위해 개발되었다.[3]
2. 3. 관찰자 효과
과학 분야에서는 관찰 행위 자체가 관찰 대상에 영향을 줄 수 있다는 점을 고려해야 한다. 이를 '관찰자 효과'라고 한다.[3] 예를 들어, 자동차 타이어의 공기압을 확인하는 것은 일반적으로 공기를 일부 빼내어 압력을 변경하지 않고는 불가능하다. 그러나 대부분의 과학 분야에서는 더 나은 기기를 사용하여 관찰의 영향을 무시할 수 있을 정도로 줄일 수 있다.2. 4. 양자 역학에서의 관측
양자 역학에서 관측은 계를 변경하지 않고서는 수행할 수 없으며, "관찰자"는 관찰되는 계의 일부로 간주되어야 한다. 고립된 양자 물체는 종종 여러 양자 상태의 중첩 또는 혼합 상태로 존재하는 파동 함수로 표현된다. 그러나 물체의 실제 위치나 상태를 결정하기 위해 관측을 수행하면, 물체가 항상 "혼합" 상태가 아닌 단일 상태에 있는 것을 발견하게 된다. 이 관측 과정의 상호작용은 파동 함수를 단일 상태로 "붕괴"시키는 것으로 보인다. 따라서 이러한 파동 함수 붕괴를 초래하는, 고립된 파동 함수와 외부 세계 간의 모든 상호 작용은 의도적인 관측 과정의 일부인지 여부와 관계없이 '관측' 또는 '측정'이라고 한다. 양자 역학에서 관측은 중요한 의미를 가지며, 이는 관측 이론 및 관측 문제와 관련이 있다.3. 사회 과학에서의 관측
사회과학 분야에서도 관측이라는 용어가 사용된다. 사회 현상을 관찰하고 측정하는 것이다.
4. 군사 분야에서의 관측
군사 분야에서는 적의 동향을 파악하거나, 포탄의 탄착 지점을 확인하는 등 다양한 목적으로 관측이 활용된다.[12] 예를 들어 일본 제국 해군에서는 포탄이 떨어진 위치를 관측하는 소형 항공기를 수상 관측기라고 불렀으며, 기종 기호 "F"를 부여했다. 영어 기종 기호로는 Observation의 "O"이다.[12]
5. 천문학 및 기상학에서의 관측
천문학과 기상학에서 "관측"이란 자연현상의 변화와 변동을 관찰하고 측정하는 것이다. 일반적으로 사람이 자신의 눈으로 자세히 세부까지 보고, 사물의 양적인 측면에 주목하여 숫자화하는 것을 말한다. 사람들은 종종 측정 기기류도 사용하며, 최근에는 관측의 자동화도 진행되고 있다.
천체관측은 천문현상을, 기상관측은 기상 현상을 관측하는 것을 말한다.[12] 이 외에도 "해양 관측", "오로라 관측", "지진 관측" 등 다양한 유형의 관측이 있다. 관측을 수행하기 위한 장소·시설을 "관측소", 관측에 사용하는 장치를 "관측 장비"라고 한다.
5. 1. 천체 관측
천문현상의 관측은 천체관측이라고 한다.[12]5. 2. 기상 관측
기상학에서 기상 현상의 관측은 기상 관측이라고 한다.기상청이 실시하고 있는 기상 관측 업무는 크게 "지상 기상관측", "고층 기상관측", "레이더 기상관측", "위성 기상관측"으로 나뉜다.[12]
6. 측량 분야에서의 관측
측량 분야에서도 지도 제작이나 공사 등을 위해 지형, 지물 등을 정확하게 측정하기 위해 관측이라는 용어를 사용한다. 방향 관측법 등이 그 예이다.
7. 예측으로서의 관측
관측은 상황을 살펴보고 앞으로 일어날 일을 추측하는 것이다.[11] 사물을 주의 깊게 관찰하여 변화와 결과를 예측하는 것이다.[13] "세계 정세를 관측하다", "낙관적 예측" 등과 같이 사용된다.
8. 관측의 편향
과학적 방법에서 관찰은 중요한 역할을 하지만, 인간의 감각은 착시와 같은 지각 오류에 영향을 받기 때문에 주관적이고 편향될 수 있다.[3] 이러한 문제를 해결하기 위해 측정이 개발되었으며, 측정은 관찰을 표준 단위와 비교하여 객관적인 숫자로 기록한다.
저울, 시계, 망원경, 현미경 등의 과학 기구는 인간의 관찰 능력을 돕고, 지시약 염료, 전압계, 분광계 등은 감각으로 관찰할 수 없는 현상을 감지 가능한 형태로 변환한다. 그러나 관찰이 관찰 대상에 영향을 미치는 관찰자 효과가 발생할 수 있으며, 이는 더 나은 기기를 사용하여 최소화할 수 있다.
상대성 이론에 따르면, 서로 다른 관찰자는 물체의 속도에 따라 길이, 시간, 질량 등에 대해 서로 다른 값을 관찰할 수 있다. 양자 역학에서는 관찰이 파동 함수 붕괴를 일으켜 양자 상태를 변화시킨다.
인간의 심리는 관찰에 영향을 줄 수 있다. 예를 들어, 두 사람이 같은 사건을 보고도 서로 다른 인식을 가질 수 있으며, 이는 목격자 증언의 신뢰성을 떨어뜨린다.[6]
8. 1. 가로등 효과 (Streetlight effect)
인간의 감각은 모든 관찰을 편견 없이 기록하는 비디오캠코더처럼 작동하지 않는다.[6] 인간의 지각은 특정 세부 사항이 주목받고 기억되며 나머지는 잊혀지는 복잡하고 무의식적인 추상화 과정을 통해 발생한다. 무엇을 유지하고 무엇을 버릴지는 심리학자들이 스키마라고 부르는, 우리의 삶 전체에 걸쳐 구축된 세계에 대한 내부 모델 또는 표상에 따라 달라진다. 데이터는 이 스키마에 맞춰진다. 나중에 사건을 기억할 때, 기억의 공백은 마음이 모델에 맞추기 위해 만들어낸 "그럴듯한" 데이터로 채워질 수도 있다. 이것을 재구성 기억이라고 한다. 다양한 지각된 데이터에 얼마나 많은 주의를 기울이는지는 개인에게 얼마나 중요한지 판단하는 내부 가치 시스템에 따라 달라진다. 따라서 두 사람이 같은 사건을 보고도 전혀 다른 인식을 갖게 되고, 단순한 사실에 대해서도 의견이 일치하지 않을 수 있다. 이것이 바로 목격자 증언의 신뢰성이 떨어지는 이유이다.8. 2. 확증 편향 (Confirmation bias)
인간의 관찰은 관찰자의 의식적, 무의식적 기대와 세계관을 확인하는 쪽으로 편향되는 경향이 있다. 심리학에서는 이를 '''확증 편향'''이라고 부른다.[7] 우리는 "''보고 싶은 것만 본다''"는 것이다.[7]과학 연구의 목표는 새로운 현상의 발견인데, 이러한 확증 편향은 새로운 발견이 간과되는 원인이 될 수 있으며, 실제로 그러한 사례가 있었다. X선의 발견이 그 예이다. 반면에, 이는 20세기 초의 과학적 인종주의에서 볼 수 있듯이 널리 퍼진 문화적 신화에 대한 잘못된 과학적 지지를 초래할 수도 있다.[8]
올바른 과학적 기법은 관찰 결과를 주의 깊게 기록하고, 실험 관찰과 그로부터 도출된 결론을 분리하며, 맹검 실험 또는 이중 맹검 실험과 같은 기법을 사용하여 관찰 편향을 최소화하는 것을 강조한다.
8. 3. 처리 편향 (Processing bias)
현대 과학 기기는 관측 결과를 사람의 감각에 제시하기 전에 광범위하게 처리할 수 있다. 특히 컴퓨터 기반 기기의 경우 데이터 처리 과정에서 '관측'이 끝나고 '결론 도출'이 시작되는 지점이 모호한 경우가 있다.[3] 최근 논문의 학술지에 실험 데이터로 게재된 디지털로 향상된 영상에서 이 문제가 제기되었다.[4][5] 연구자가 강조하고자 하는 특징을 부각하기 위해 영상을 향상하지만, 이는 연구자의 결론을 뒷받침하는 효과도 가지고 있다. 이는 정량화하기 어려운 일종의 편향이다. 일부 학술지에서는 연구 결과에 허용되는 영상 처리 유형에 대한 자세한 표준을 설정하기 시작했다. 컴퓨터 기기는 종종 처리 전 센서의 "원시 데이터" 사본을 보관하는데, 이는 처리 편향에 대한 최선의 방어책이며, 마찬가지로 과학적 표준은 연구 데이터로 사용되는 영상의 원본, 손상되지 않은 "원시" 버전을 보존할 것을 요구한다.9. 철학에서의 관측
참조
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서적
The Stanford Encyclopedia of Philosophy
Metaphysics Research Lab, Stanford University
2017
[2]
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[4]
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Life: The Science of Biology, 9th Ed.
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Cengage Learning
[6]
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Not all memories happened: What experts wish you knew about false memories
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Nature America, Inc.
2016-08-13
[7]
서적
Why People Believe Weird Things: Pseudoscience, Superstition, and Other Confusions of Our Time
https://books.google[...]
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Fads and Fallacies in the Name of Science
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사전
관측
広辞苑
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気象予報士教科書 気象予報士 完全攻略ガイド 第2版
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大辞泉
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