파깨비의 철학자료실:설명의 논리에 대한 연구(Studies in the Logic of Explanation)

설명의 논리에 대한 연구(Studies in the Logic of Explanation)

-Carl G. Hempel.

<머릿말>

경험과학의 가장 중요한 목적: 경험세계에서의 현상을 설명하는 것.

과학에 대한 철학적 일치와 이견들

○ 일치 : “무엇인가?”라는 질문에 대답하기보다는 “왜 그런가?”라는 질문에 대답하는 것이 더 중요하다.

○ 견해 차 : 과학적 설명의 기능과 본질적 특성(essential characteristics)에 대해서.

이 논문의 목적 : (1) 과학적 설명의 기본 유형(형태)에 관한 기초적 연구

(2) 법칙(law) 개념과 설명적 논증의 논리구조에 관한 심도 있는 분석

→ 이를 통하여 이러한 문제에 어떤 시사점을 주고자 함.

I. 과학적 설명에 관한 기초 연구

1. 몇가지 예들

(1) 수은 온도계를 뜨거운 물에 갑자기 담그면 수은 기둥의 일시적인 하락이 발생하고 곧 이어 재빠른 상승이 이어진다. 이 현상을 어떻게 설명할 수 있을까?

설명 : 온도의 증가는 우선 온도계의 유리 튜브에만 영향을 미친다. 그리하여 유리튜브는 팽창하고 그 속의 소은에 대해 더 넓은 공간을 제공한다. 그래서 수은의 표면은 하락한다. 그러나 열전도에 의하여 온도의 증가가 수은에 미치면 수은은 팽창하고 또한 수은의 열팽창 계수가 유리보다 훨씬 크기 때문에 수은주는 상승한다.

이러한 설명은 두 종류의 진술로써 구성된다.

1> 선행조건(antecedent conditions): 설명되는 현상과 동시에 발생하거나 혹은 그 전에 실현되는 어떤 조건들을 가리킨다.

- 예에서의 선행조건: 온도계가 수은으로 채워진 유리튜브로 이루어짐. 그것이 뜨거운 물 속에 담겨짐.

2> 일반 법칙들(general laws):

- 예에서는 수은과 유리의 열팽창에 관한 법칙과 유리의 작은 열전도성에 관한 진술.

결론: 이러한 두 종류의 진술들이 적절하고 완벽하게 정식화된다면, 그것들은 논의중인 현상을 설명한다. 즉 논의중인 사건(현상)은 그것을 일반적 법칙들 속에 포섭시킴으로써, 즉 그 사건이 어떤 특정한 선행조건들의 실현을 통하여 일반 법칙에 따라서 발생했다는 것을 보임.

(2) 물 속에 들어가 있는 노(oar)의 굴절현상

(3) 우리는, 특정한 시간과 장소에서 발생하는 특정한 사건에 대한 설명 뿐 아니라 일반적 법칙에 대해서도 설명을 할 수 있다. 즉 “왜 빛의 전파(propagation)는 굴절의 법칙에 일치하는가?”라는 물음에 대하여 대답을 할 수 있다.

고전 물리학은 빛의 파동설로써, 즉 빛의 전파는 어떤 일반적 종류의 파동 현상익, 그러한 종류의 모든 파동 현상은 굴절법칙을 만족한다고 말함으로써 대답한다.

따라서 이러한 설명은 일반적 규칙을 또 다른 더 포괄적인 규칙 또는 더 일반적인 법칙에 포섭시킴으로써 이루어진다.

(또 다른 예: 물체의 자유낙하에 대한 갈릴레오의 법칙과 뉴튼의 운동과 중력법칙)

2. 과학적 설명의 기본유형(형태)

설명의 두가지 주요 구성요소(constituents): 피설명항(explanandum)과 설명항(explnans).

- 피설명항: 설명되는 현상을 기술하는 문장.(즉 현상 자체가 아니다.)

- 설명항: 현상을 설명하기 위하여 끌어들이게 되는 문장들의 집합.

○ 설명항의 두 가지 부류:

1> 특정한 선행조건들을 표현하는 문장들(C1, C2, …, Ck)

2> 일반 법칙들을 표현하는 문장들(L1, L2, …, Lr)

제시된 설명이 건전(sound)하기 위한 조건은, 그 구성요소가 적절성의 조건(conditions of adequacy)을 만족해야만 한다는 것.

→ 논리적 조건들과 경험적 조건들로 구분될 수 있다.

적절성의 논리적 조건(Logical conditions of adequacey)

이 조건들을 약간 모호한 방식으로 정식화하면,

R1) 피설명항은 설명항의 논리적 귀결이어야 한다. 달리 말하면, 피설명항은 설명항에 포함되어 잇는 정보로부터 논리적으로 연역될 수 있어야 한다.

R2) 설명항은 일반적 법칙들을 포함해야만 한다. 그리고 이 법칙들이 피설명항의 유도(derivation, 추론)를 위해 실제적으로 요구되어져야만 한다. 그러나 설명항이 적어도 법칙이 아닌 하나의 진술을 포함해야만 한다는 것은 건전한 설명을 위한 필요조건이 아니다.

R3) 설명항은 경험적 내용을 가지고 있어야 한다. 즉 설명항에 대하여, 적어도 원칙적으로는 실험이나 관찰에 의한 시험이 가능해야 한다. - 이 조건에는 특별한 언급이 필요하다. 자연과학 또는 사회과학에서의 어떤 논증들은 이 요구를 어기기 때문에.

이상의 내용을 도식화하면 다음과 같다.

논리적 연역

, , …, 선행조건들에 대한 진술들

, , …, 일반 법칙들

설명항

설명되는 경험적 현상들에 대한 기술

피설명항

적절성의 경험적 조건(Empirical condition of adequacy)

(R4) 설명항을 구성하는 문장들은 참(true)이어야 한다. 즉 건전한 설명에서는, 설명항을 구성하는 문장들은 사실적으로 옳아야 한다.

- 문제점: 설명항이 참이어야 한다고 규정하는 것보다는 설명항이 모든 사용가능한 적합한 증거들에 의하여 상당한 정도로 확증되어야 한다고 말하는 것이 더 적당하게 보인다. → 그러나 이 규정은 이상한 귀결을 낳는다.

(예: 과학의 초기 단계에 있어서 사용가능한 증거들에 의하여 잘 지지되었던 설명항에 의하여 어떤 현상이 설명되었으나 그 설명항이 최근의 경험적 발견에 의하여 상당히 불신되는 경우.)

이상의 형식적 분석 : 설명과 더불어 예측(prediction)에도 적용된다.

설명과 예측의 차이 - 실용적인 성질의 것.

설명 : 현상이 먼저 발생하고 우리가 설명항의 문장들이 나중에 제공된다.

예측 : 설명항의 문장들이 먼저 주어지고 피설명항의 문장들이 현상의 발생에 앞서서 도출.

∴ 만약 설명항이 현상 이전에 고려될 때, 사건을 예측하는 기초로서의 기능을 수행하지 못한다면 그 설명은 적절한 것이 아니라고 말할 수 있다.

W.S. Jevons의 이견 : 모든 설명은 사실들의 유사성(resemblance)을 지적하는데 있다고 본다. 그러므로 어떤 경우에는, 법칙에 대한 언급이 필요 없고 단 하나의 동일성(identity)만을 포함하는 설명이 있다고 생각.

- 반론 : 유사성의 관찰은, 그것이 적어도 일반적 법칙에 대한 암묵적인 언급을 포함해야만 설명적 가치를 가진다. 어떤 경우에는, 이러한 불완전한 설명적 논증이 설명항의 어떤 부분을 단순히 “명백한 것”으로서 삭제한다. 또 다른 경우에는 그 논증들이 삭제된 부분들이 명백하지 않지만 불완전한 설명이 적절한 노력에 의해서 피설명항의 엄밀한 연역을 가능하게 할 정도로 보충될 수 있다는 가정을 포함하는 것으로 보인다.

인과적 설명(causal explanation)

헴펠의 설명 유형은 자주 인과적 설명이라고 명명된다. 피설명항이 특정한 사건이라면, 선행조건들에 대한 문장으로 기술되는 것은 그 사건을 함께 (인과적으로) “유발한다”고 말할 수 있다. 이 때 , , …, 에 의하여 지시되는 조건들이 있으면 언제나 로 기술된 그러한 종류의 사건이 항상 발생한다는 것을 함축하는, , , …, 이라는 법칙들에 의하여 표현되는 경험적 규칙성이 있다는 의미에서 “원인(cause)"라는 말을 사용한다.

○ 결정적 법칙(determinate)과 통계적 법칙

- 결정적 법칙: 사건들의 특정 성질들 간의 일반적인, 비예외적인 관계를 주장하는 법칙,

- 통계적 법칙:

3. 비물리적 과학에서의 설명, 동기적 그리고 목적론적 접근.

○ 앞에서 자연과학적 설명에서 추출한 그러한 일반적 성질(규칙들)은 다른 분야에도 적용된다.(물론 똑같은 일반성과 정확성은 가지지 않는다 하더라도.)

예1> 1946년 가을 - 미국 목화시장에서의 가격하락.

예2> ‘벌’에 대한 북부 프랑스에서의 다양한 동의어와 남부 프랑스에서의 하나의 단어.

○ 인과적 설명방식은 물리학이나 화학 이외의 영역에는 부적절하다는 견해에 대해

1> 잘못된 논변 1: 인간행위를 포괄하는 사건은 독특한 유일성(uniqueness)과 비반복성(irrepeatability)을 가지기 때문에 인과적 설명이 불가능하다는 것.

- 이러한 주장은 동시에 심리학과 사회과학에는 실험적 방법을 쓸 수 없다는 주장을 지원하는데도 사용된다.

- 반론 : 이러한 논증은 인과적 설명의 논리적 성격을 오해한 데서 비롯된 것. 물리학에서의 모든 개별적 사건도 심리학과 사회과학에서의 마찬가지로 독특한 것이다. 그럼에도 불구하고 개별적 사건은 일반 법칙에 의하여 설명될 수 있다. 왜냐하면 인과적 법칙이 주장하는 것은, 어떤 특정 종류의 모든 사건이 다른 특정 종류의 모든 사건에 의하여 수반된다는 것 뿐이기 때문이다.

즉 법칙들의 시험가능성(testability)과 적용가능성(applicability)을 위하여 요구되는 것은 개별적 예의 반복이 아니라 특성들의 반복일 뿐이다.

사건(event) : 어떤 개별적 대상에 있어서, 혹은 어떤 시공간적 장소에 있어, 다소간의 복합적 성질들의 출현을 지시.

2> 잘못된 논변 2: 인간행위에 대한 과학적 일반화의 성취들, 주어진 상황에서의 개인의 반응은 상황에만 의존하는 것이 아니라 그 개인의 이전 역사와 관계되기 때문에 불가능하다.

- 반론: 개인의 행위와 그의 과거사에 대한 의존성을 설명할 수 있는 일반화가 이루어질 수 없다는 선험적인 이유는 없다. 즉 불가능한 것은 아니다.

3> 잘못된 논변 3: 목적적 행위를 포괄하는 현상의 설명은 인과적 분석보다는 동기(motivation)와 목적론적 분석의 언급을 요구한다.

- 반론: 욕구나 믿음도 모두 동기적 설명의 선행조건들로 분류할 수 있다. 그러므로 ‘동기적 설명’과 ‘인과적 설명’ 사이에는 아무런 형식적 차이가 없다.

4> 잘못된 논변 4: 동기는 직접적인 관찰을 벗어난다.

- 반론 : 그러나 물리학에서의 전기력을 설명할 때 전자 역시 관찰을 벗어난다. 다만 간접적인 시험에 의해서도 설명적 진술의 경험적 내용을 보장하기에 충분하다.

○ 동기에 의한 설명이 건전하기 위한 필요조건 2가지.

(1) 동기적 가정을 시험할 수 있어야 한다.

(2) 적당한 일반 법칙이 그 가정된 동기에게 설명력을 줄 수 있도록 사용가능해야 한다.

- 위에서 말한 동기적 설명은 일상적 의미에서의 목적론적 설명과 같지 않다. : 그러므로 “목적론적 설명”이란 말은, 일상적 의미와 다르게, 그 행위가 설명될 수 있는 행위자(agent)의 동기가 선행조건을 이루는 인과적 설명을 지시하는 것으로 이해해야 한다.

○ 생물학에서 흔히 사용되는 목적론적 설명은 R3을 만족하지 못하는 경우가 많다. → 그러나 생물적 특성들의 목적은 비목적적 용어로 번역될 수 있다.

- 목적론적 접근은 발견적 장치로서 그 실용성을 갖는다.

- 목적론적 접근이 지속되는 또 다른 이유 : 친근성(familarity).

우리는 설명을 낯선 것으로부터 익숙한 것으로 환원하는 것으로 잘못 이해하고 있다. 그러나 그렇지 않다.(예: 중력, 상대성 이론)

- 친근성은 필요조건도 충분조건도 아니다.

(예: 신물활주의적 시도(neovitalistic attempt) - 생물적 현상을 entelechy와 활력(vital force)으로 설명하려는 것 → 이것은 R2, R3을 어기고 있다. 설명력은 개념 속에 있는 것이 아니라 그 개념이 작동하는 일반 법칙 속에 있다.)

- 감정이입(empathy)은 인간행위에 대한 과학적 설명이나 이해에 필요조건도 충분조건도 아니다.

- 설명항의 친숙성은 설명의 인식적 내용과 예측력(predictive force)과 아무 관련이 없다.

II. 법칙과 설명에 대한 논리적 분석 (Logical Analysis of Law and Explanation)

4. 일반적 법칙의 개념에 관한 문제(Problems of the Concept of General Law)

앞에서 우리가 살펴보았듯이 현상에 대한 설명은 현상을 법칙들이나 이론에 포섭시키는 데에 있다. → 법칙은 무엇이며 이론은 무엇인가?

이번 장: 법칙 개념에 있어서의 기본적 문제들을 서술하고 분석하겠다.

다음 장: 이러한 기초 위에서 형식 언어를 통해 법칙과 설명을 정의.(이 내용 생략)

○ 법칙 개념: 참된 진술들에만 적용될 수 있도록 구성될 것.

○ 법칙의 참(truth)보다 높은 확증을 얻고자하는 대안적 절차: 부적절한 것으로 보임. : 그것은 법칙의 상대화된 개념(a relativized concept of law)을 낳고, 그것은 “문장 S는 증거 E에 대하여 상대적인 법칙이다”라고 표현될 것이다. ← 이것은 과학과 방법론 연구에서 법칙 개념에 일상적으로 부여되는 의미와 부합하지 않는다.

○ 참이라는 성질과는 별도로, 법칙은 수많은 부가조건들을 만족해야만 한다.

- Goodman이 제안한 용어: 문장은 참인지만 모르고 일반적 법칙의 모든 특성들을 가지고 있다면 법칙적(lawlike)이다. 따라서 모든 법칙은 법칙적 문장이다. 역은 성립않음.

∴ 법칙개념을 분석하는 문제 → 법칙적 문장의 개념을 해명하는 문제: 환원

우리는 법칙적 문장들의 집합을 분석적 일반명제와 경험적 내용을 갖는 경험과학의 법칙적 문장들을 포괄한 것으로서 해석하고자 한다.

○ 법칙적 문장의 특성

1> 법칙적 문장은 전칭적(universal)이고 조건적(conditional)이다. - 하지만 모든 조건문장은 비조건 문장으로 변환될 수 있기 때문에 조건성은 본질적인 것으로 다루어지지 않을 것이다. 반면에 전칭성은 필요불가결한 것이다.

○ 하지만 전칭문장이 법칙적 문장을 규정하는데 충분한 것은 아니다.

예) 어떤 주어진 바구니 b가 어떤 특정한 시간 t에 수많은 빨간 사과를 담고 있고 그 외의 것은 아무것도 담고 있지 않다고 가정해 보자. 그러면,

(S1) 시간 t에 바구니 b에 있는 모든 사과는 빨갛다.

라는 문장은 참이고 동시에 전칭문장이다. 그러나 이 문장은 법칙이 될 자격이 별로 없다. : 우리는 바구니로부터 무작위로 선택한 특정한 사과가 빨갛다는 사실을 이 범주에 포섭시킴으로써 설명하려고 하지 않을 것이다.

- S1이 법칙적 문장이 되지 못하게 하는 것: 한정된 영역 + 특정한 대상을 지시함.

(1) 한정된 영역(finite scope): 문장 S1은 실제적으로 유한한 수의 대상에 관해서만 주장하고 있다. 이것은 법칙개념과 양립할 수 없는 것으로 보인다.

- 반례: 케플러의 법칙들은 그것들이 단지 한정된 행성들을 지시한다고 하더라도 법칙적이라고 간주하지 않는가?

→ S1과 케플러의 법칙 간의 본질적 차이: 후자는 영역은 한정되나 그 영역이 제한되지 않은 더 포괄적인 법칙의 귀결이지만, S1은 그렇지 않다.

․ 라이헨바흐(Reichenbach) : 근본법칙(fundamental laws)과 파생법칙(derivative laws) 구분 - 어떤 문장이 전칭적이고 어떤 근본 법칙들로부터 나온다면 그것은 파생법칙이다.

그렇다면, 근본 법칙의 개념은 더 엄밀하게 명료화되어야 한다. (일단은 근본법칙들은 영역의 비제한이라는 어떤 조건을 만족해야만 한다는 것을 언급.)

실제적으로 한정적 대상들에 관해서만 어떤 주장을 하는 모든 진술들이 근본법칙이 아니라고 말하는 것은 과도할지 모른다. 왜냐하면 그것은 “모든 유럽 울새의 알들은 초록빛을 띤 푸른색이다”와 같은 문장도 배제할 것이기 때문이다. (유럽 울새의 알들의 집합은 한정적이기 때문) 그러나 다시, 이 문장과 S1간에는 본질적 차이가 있다. 이 문장은 유럽 울새의 알들의 한정성을 확립하기 위해 경험적 지식을 필요로 하나 S1이, 자신을 비법칙적인 것으로 만드는 방식에 의하여 해석될 때, ‘바구니b'와 '사과’라는 표현은 시간 t에 바구니 속에 있는 사과들의 집합의 유한성(한정성)을 함축하는 것으로서 이해된다. 말하자면, 문장 S1의 구성요소 용어의 의미만으로 - 부가적으로 사실적 정보 없이 - S1이 유한한 영역을 가진다는 것을 귀결시킨다.

(2) 특정한 대상에 대한 지시(reference to a specified object)

문장 S1은 특정한 대상, 즉 바구니 b에 대한 지시를 함. 이것은 역시 법칙의 전칭성을 어기는 것. 이러한 조건은 역시 보편법칙 문장들에만 적용되어야 한다. (파생법칙에는 적용되면 안된다. 예를 들어 달에서의 물리적 물체의 자유낙하에 대한 참된 일반 문장은 여전히 법칙적.)

∴ 근본법칙적 문장은 전칭 형식이어야 하고, 특정한 대상에 대한 제거할 수 없는 어떠한 본질적 지시도 없어야 한다. 그러나 이것으로는 불충분하다.

⇒ 근본법칙적 문장이 되기 위해선 그 문장의 술어들(predicates)에 어떤 제한을 가해야 함.

○ 술어에 대한 제한 내용

근본법칙적 문장에서 허용되는 술어는 순수히 전칭적(purely universal)이거나 순수히 질적(purely qualitative)이어야 한다. 순수히 질적이라는 것은 그 술어를 포함하는 문장의 진술이 어떠한 특정한 대상이나 시공간적 위치에 대한 지시도 요구하지 않는다는 것이다. (예: ‘부드러운’, ‘녹색’ 등.)

- 순수히 질적인 술어들만을 사용하는 근본법칙적 문장은 또한 동시에 ‘비제한적 영역의 조건’을 만족한다.

- ‘순수히 질적인 술어들’의 개념의 모호함: 이로부터 이상의 규정에 대한 어려움이 생김.

→ 이러한 어려움은 영어와 같은 자연언어보다는 형식언어를 통하여 극복될 수 있을 것이다. 따라서 모형언어 L에 대하여 법칙에 대한 개념을 정의하는 것이 합리적.

(모형언어 L: 잘 체계화된 논리적 규칙들에 의하여 제어되고, 그 속의 모든 용어는 원초적인 것으로 규정되거나 원초적인 것을 이용한 명확한 정의에 의하여 도입됨.)

- 이상의 작업으로도 충분하지는 않다.

왜냐하면 정의하는 항이 어떤 개체적 이름에 대한 본질적 언급을 포함하는, L에서의 정의된 술어들은 모두 ‘순수히 질적이지 않은 것’으로 규정되는 동안에는 우리의 문제가 원초적인 것에 대해 해결되지 않고 있기 때문.

또 이 원초적 의미론적 해석에 관해서는 우리는 속성들을 수단으로 하려고 하므로 그것은 바로 순수히 질적인 첨가자(purely qualitative attribute)를 정의하는 문제로 된다. 이것은 바로 원초적인 것의 의미론적 해석을 규정하기 위하여 사용되는 메타 형식언어(meta-L)의 개념을 정의하는 문제.

(여기서 우리는 이 의미론적 메타 형식 언어에 대한 형식화를 가정함으로써, 즉 meta-meta-L을 가정함으로써 어려움에 직면하는 것을 연기할 수 있을지 모른다. 그러나 결국에는 형식화되지 않은 meta-L을 만나게 된다. 그리고 그에 대한 순수히 질적인 술어들을 규정하는 것이 필요하고 또한 이것은 우리가 거기에서 시작한 비형식화된 언어(영어)에서와 똑같은 문제를 던진다.)

<철학, 지식이 아닌 지혜>

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