| <colbgcolor=#000> 과학 연구 · 실험 Scientific Research · Experiment | ||||
| {{{#!wiki style="margin: 0 -10px -5px" {{{#!folding [ 펼치기 · 접기 ] {{{#!wiki style="margin: -6px -1px -11px" | <colbgcolor=#000><colcolor=#fff><rowcolor=#000,#fff> 배경 | 과학적 방법 | ||
| 기반 | 수학(미적분학 · 선형대수학 · 미분방정식) · 통계학(수리통계학 · 추론통계학 · 기술통계학) | |||
| 연구·탐구 | 논증(귀납법 · 연역법 · 유추(내삽법 · 외삽법)) · 이론(법칙 · 공리 · 증명 · 정의 · 근거이론 · 이론적 조망) · 가설 · 복잡계(창발) · 모형화(수학적 모형화) · 관측 · 자료 수집 · 교차검증 · 오컴의 면도날 · 일반화 | |||
| 연구방법론 | 합리주의 · 경험주의 · 환원주의 · 복잡계 연구방법론 · 재현성(연구노트) | |||
| 통계적 방법 | 혼동행렬 · 회귀 분석 · 메타 분석 · 주성분 분석 · 추론통계학(모형(구조방정식) · 통계적 검정 · 인과관계와 상관관계 · 통계의 함정 · 신뢰도와 타당도) | |||
| 측정·물리량 | 물리량(물리 상수 · 무차원량) · 차원(차원분석) · 측도 · 단위(단위계(SI 단위계 · 자연 단위계) · 단위 변환) · 계측기구 · 오차(불확도 · 유효숫자 · 과학적 기수법) | |||
| 실험 | 실험설계 · 정성실험과 정량실험 · 실험군과 대조군 · 변인(독립 변인 · 조작 변인 · 종속 변인 · 변인 통제) · 모의 실험(수치해석) · 맹검법 · 사고실험 · 인체실험 · 임상시험 · 실험 기구 | |||
| 연구윤리 | 뉘른베르크 강령 · 헬싱키 선언 · 연구투명성 · 연구 동의서 · 연구부정행위 · 표절(표절검사서비스) · 편향 · 문헌오염 · 자기교정성 · 연구윤리위원회 | |||
| 논문·과학 공동체 | 소논문 · 리포트 · 논문제출자격시험 · 연구계획서 · 형식(초록 · 인용(양식 · 참고문헌) · 감사의 글) · 저자 · 학회 · 세미나 · 학술대회 · 동료평가 · 지표 · 학술 데이터베이스 · 게재 철회 · 학제간 연구 | |||
| 철학 관련 정보 · 연구방법론 관련 정보 · 수학 관련 정보 · 자연과학 관련 정보 · 물리학 관련 정보 · 통계 관련 정보 · 사회과학 조사연구방법론 | }}}}}}}}} | |||
法則 / Law
1. 과학에서의 법칙
과학 활동에서 핵심적인 개념 중 하나. 가우스 법칙, 뉴턴의 운동법칙, 하디-바인베르크의 법칙 등이 그 대표적인 예시다. 종종 "자연 법칙(Laws of nature)"이라고 불리기도 한다.경우에 따라선 "원리(principle)"와 혼용되기도 한다.[1] 원리는 사실과 직접적으로 관련이 없고, 법칙은 효과(effect)[2] 등 관찰된 현상에 대한 규칙성을 일반화 한 것이라서 사실과 직접적으로 관련이 있다. 예를 들면 '물체의 무게를 물에서 측정하면 더 적다'가 법칙이고, '어떤 물체를 유체에 넣었을 때 받는 부력의 크기가, 물체가 유체에 잠긴 부피만큼의 유체에 작용하는 중력의 크기와 같다'는 원리이다.
"법칙"이란 말은 다종다양하게 쓰이나, "법칙" 개념에 대한 과학철학적 작업에서는 대개 다음과 같은 특징들이 언급된다 (이들 요소는 반드시 상호배치적인 특징은 아니다).
- 법칙은 보편적 일반화(universal generalization)다: 즉 "모든 F인 x는 G다 ()"라는 논리적 형태를 띠는 명제다. 특수한 사례들에만 적용되는 것은 법칙이 아니다. 수백 수천만의 사례가 있어도 단 하나의 반례가 발견되는 순간 법칙이 아니게 된다.
- 법칙은 과학 이론의 주요 구성요소다: 논리 경험주의 이론관에 따르면 과학 이론은 법칙과 보조 가설 등으로 구성된 명제 집합이다.
- 법칙은 객관적인 실재다: 법칙은 자연 세계에 실재하는 요소들 간의 객관적 규칙성을 나타낸다. 즉 인위적/주관적으로 부여한 패턴이 아니다. 곧 법칙은 사소하게 참이기도 하다.
- 법칙은 경험적이다: 법칙은 경험적 데이터를 바탕으로 한 귀납추론을 통해 입증된다. 그러므로 동어반복적 명제, 수학적 참 등은 법칙이 아니다.
- 법칙은 우연적이지 않다: "어떤 우라늄 구체도 반지름이 1마일을 넘지 않는다"는 참이며 법칙적이다. 그런 우라늄 덩어리는 임계질량을 아득히 초과할 것이기 때문이다. 반면 "어떤 금 구체도 반지름이 1마일을 넘지 않는다"는 (아마도) 참일테지만 법칙적이지는 않다. 왜냐면 있지 못하리라는 법이 없기 때문이다. 그러므로 자연법칙은 (논리적 필연성엔 미치지 못할지라도) 법칙적(nomological) 필연성을 띤다고 여겨진다.
- 법칙은 인과관계를 지지한다.
덧붙여 과학 활동에서 법칙의 역할이 과장되었다는 견해도 있다. 이를테면 생물학에서는 물리학 등에 비해 법칙의 역할이 상대적으로 적다는 점이 지적되고는 한다. 관련하여 낸시 카트라이트는 〈진리는 많이 설명하지 못한다 The truth doesn't explain much〉(1983)에서 법칙이 참이 아니더라도 연역-법칙적 설명 모형에서 설명이 이루어진다고 주장한 바 있다.
참고로 상대성 이론과 양자역학 등 현대물리로 넘어갈수록 법칙의 갯수가 고전역학보다 많이 부족하다. 그만큼 실험적으로 증명하기 어려운 이론이 대두되기 때문이며 시간이 지나면서 사람들이 새로운 이론에 법칙이라는 용어를 붙이는데 점점 높은 기준을 두었기 때문이다.
1.1. 여러 종류의 법칙들
1.1.1. 보편법칙(Universal Law) vs. 확률법칙(Probabilistic Law)
보편법칙(Universal Law, Categorical Law)은 어떤 사건이 일어날 확률이 100%라고 주장한다. 예를 들어, 중력의 법칙은 보편법칙이다. 질량을 가진 두 물체에 중력이 있을 확률은 100%이다. 열역학 법칙도 보편법칙이다. 폐쇄된 체계 안에서 에너지의 총량이 보존될 확률은 100%이다. 이에 반해 어떤 사건이 발생할 확률이 100～0% 사이라고 주장하는 법칙은 확률법칙(Probabilistic Law, Statistical Law)이다. 예를 들어, 하루에 담배 10갑을 10년간 피우는 것은 폐암을 유발하는 경향을 가지고 있다는 진술은 확률법칙이다. 왜냐하면 담배 10갑을 10년간 피우면 100% 폐암에 걸린다고 주장하는 것은 아니기 때문이다. 라돈 원자가 3.82일 안에 붕괴될 확률은 50%이라는 진술도 확률법칙이다. 왜냐하면 라돈 원자가 3.82일 안에 붕괴될 확률이 100%라고 주장하는 것은 아니기 때문이다. 확률법칙도 법칙이다. 따라서 필연적 진술이다. 하루에 담배 10갑을 10년간 피는 것은 “반드시” 폐암을 유발하는 경향을 가지고 있고, 라돈 원자가 3.82일 안에 붕괴될 확률은 “반드시” 50%이다. 확률을 정확히 어떻게 이해해야할지는 과학철학에서 너무 큰 주제이므로 여기서 논할 수는 없다.1.1.2. 관찰법칙(Observational Law) vs. 이론법칙(Theoretical Law)
관찰법칙은 관찰대상(Observational Entity)들 간에 성립하는 법칙이다. 관찰대상이란 의자, 사과, 사람과 같이 육안으로 관찰 가능한 대상을 가리킨다. 모든 얼음은 물에 뜬다는 법칙은 관찰법칙이다. 왜냐하면 얼음과 물은 육안으로 관찰할 수 있는 대상이기 때문이다. 이에 반해 이론법칙은 이론대상(Theoretical Entity)들 간에 성립하는 법칙을 말한다. 이론대상이란 전자, 중성자, 중성미자, 블랙홀과 같이 육안으로 관찰할 수 없는 대상을 말한다. 이론대상은 육안으로 관찰할 수 없고 그들이 존재함으로써 발생하는 결과를 눈으로 확인하거나 도구를 사용하여 확인할 수 있을 뿐이다. 그래서 E=mc2는 이론법칙이다. 왜냐하면 우리는 에너지를 관찰할 수도 없고 빛의 속도도 관찰할 수 없기 때문이다. 옴의 법칙도 이론법칙이다. 육안으로는 전기를 직접 관찰할 수 없기 때문. 그들이 존재함으로써 발생하는 결과만 눈으로 확인할 수 있을 뿐이다.이론법칙을 관측법칙으로 만들기 위해 노력하기도 한다. 그 새로운 도구나 방법을 찾아내는 것. 최근에 이론법칙이었던 블랙홀을 관측한 것도 같은 맥락.
1.2. 법칙을 무시하는 이론의 예시
예로 뉴턴의 운동법칙 중 하나인 [math(\ F = ma)]에 대하여 알베르트 아인슈타인의 일반 상대성 이론 및 특수 상대성 이론의 경우로는, '물체가 빛의 속도에 근접하거나, 물체의 무게가 아주 무거워지거나 물체가 매우매우 작아지면 이 법칙을 위배할 수도 있다'는 내용이 내포되어 있다.1.3. 관련 문서
- 교환법칙
- 그레샴의 법칙
- 뉴턴의 운동법칙
- 두음 법칙
- 뒤베르제의 법칙
- 란체스터 법칙
- 머피의 법칙
- 무어의 법칙
- 베르그만의 법칙
- 베버의 법칙
- 이상 기체 법칙
- 일정 성분비의 법칙
- 자이안의 법칙
- 질량 보존의 법칙
- 질량 작용의 법칙
- 큰 수의 법칙
- 티티우스-보데 법칙
- 파레토 법칙
- 하디-바인베르크의 법칙
- 한계효용체감의 법칙
- 하인리히 법칙
- 6단계 법칙
- 험프리의 법칙
내려갈 팀은 내려간다원판 불변의 법칙
2. 철학과 법학에서의 법칙, 자연법
Lex Naturalisνόμος φύσεως(nomos physeos)
Laws of Nature
서양 철학과 법학의 개념으로 자연에 존재하는 것으로 생각되는 법 또는 법칙이다. 서양에서는 동일 단어임에도 불구하고 한국각 학문들이 각자 입맛대로 번역해서 쓰는 바람에 자연법, 자연법칙, 법칙 등의 여러 번역어가 쓰이고 있다. 반의어는 세속(secular)의 법 또는 인간의 법이다.
위 한국 과학계에서는 원칙(Principles)도 '법칙'으로 번역하는 습관이 있지만 둘은 서양에서 엄연히 다른 개념이다. 법칙은 우주적인 보편적 절대적 신적인 지배원리 뜻하고, 원칙은 특정 분야나 특수한 상황에서만 통하는 것을 말한다. 가령 물리법칙(Principles of Physics) 이라 번역되는 것은 다른 학문과 비교할 때 물리학 학문에서 통용되는 원칙들을 말한다. 뉴턴의 법칙(Laws)은 당대에 우주적이고 신적인 법칙으로 믿어졌는데, 그게 전통으로 남아서 여전히 서양에서는 '법칙'이라고 부른다. 엄밀히 말하면 '이론'이었음에 불구하고 말이다.
2.1. 역사
고대 그리스 로마시대 부터 존재한 개념으로 자연에는 자연자체의 법이 존재한다고 생각되었다. 서양에서 약육강식의 의미를 가진 "강자는 약자를 먹이 삼는다."다는 격언이나 "인간은 본래 자유롭다."는 것도 자연법으로 생각되었다. 다만 고대로마 시대에는 자연법을 인간의 법이 거슬러도 아무런 상관이 없었다. 대표적인게 로마법 노예제로, 로마인들은 비록 자연에서 인간은 자유로워도, 인간의 법으로 노예를 만들 수있다 여겼다.자연법은 중세에 들어서면서 자연법칙으로 번역되는 개념으로 바뀌는데, 기존의 로마법과는 달리 자연법칙은 인간이 거스르면 안되는 것으로 생각된다. 그 이유는 중세 신학에서 자연은 신의 언어로 만들어졌기 때문에(창세기) 자연법을 거스르는 것은 신의 뜻을 거스르는 것으로 생각되었기 때문이다. 때문에 "비자연적"이라는 표현은 신의 뜻에 거스르며 비기독교적이라는 의미도 포함했다.
자연법이 현대적인 의미를 가지게 된것은 프랑스 혁명이다. 계몽주의자들은 기독교를 배제하고, 정당성을 찾을 방법으로써 자연법을 사용하기 시작했다. 모든것은 가장 자연스러운 자연상태가 존재한다고 여기고, 만약에 여기서 벗어나면 진자가 정지상태를 향해가듯이 결국은 자연상태를 향해 간다는 것이다. 이는 서양 철학에서 아리스토텔레스의 '목적자'의 개념의 맥락에서 생겨난것이다. 따라서 인간은 앙시앵 레짐에 의해 비자연적인 부자유로운 상태에 있었지만, 결국은 자유로운 상태를 향해 나아간다고 생각했다.
하지만 자연법이라는 개념이 중세 기독교스럽다는 비판이 현대에 들어오면서 나타난다. 서양 철학에서는 이 무렵 자연법은 사장되는 길로 들어섰다. 다만 형태만 바뀌었을 뿐, 인간에게 본래 이런저런 이상적인 상태가 존재한다는 주장은 여전히 꾸준히 제기되었다. 가령 공산주의나 실존주의 같은 사상은 여전히 자유로운 인간을 이상과 목적지로 산정한다. 단지 자연과 신이 설명에서 탈락했을 뿐이다.
한편 법학에서도 서양철학의 실증주의를 받아들여서 법실증주의란 것을 조류로 만들며 자연법을 배제하고 법학을 설명할 방법을 찾으려 했다. 하지만 이것은 법률가들 스스로를 속박하면서 삼권분립의 한축인 사법부를 행정부와 의회를 전혀 견제못하는 집단으로 몰락시킨다. 그리고 그 결과가 가장 처절하게 나타난 것이 독일 바이마르 공화국이다. 공화국의 몰락과 나치의 등장을 독일 법학자와 법률가들은 방조했는데, 나치에 찬동하는 자들도 있었지만, 상당수가 법실증주의를 자신의 법철학적 신념으로 삼았기 때문에 개입을 안한 것이다. 이는 대륙법의 자존심인 독일 법학계의 뼈아픈 실수로 기억되게 된다.
2차세계대전 종전 이후로 자연법은 화려하게 부활한다. 법실증주의로는 나치를 처벌 할 수가 없었기 때문에, 연합국 법률가들은 다시 계몽학자들이 사용했던 자연법을 활용해서, 인간이 거스르면 안되는 자연법이 존재한다는 논리로 전범자들을 처벌했다. 그리고 이 자연법은 UN에서 인권선언문에 반영이 되면서 현대에도 당당히 세상을 지배하는 원리로 생각되고 있다.
3. 클리셰
4. 기타
[1] 예를 들면, 에너지 보존의 원리를 에너지 보존 법칙이라고 부르는 것과 같다. 두 용어가 엄격하게 구분되지는 않지만, 일반적으로 원리를 적용할 수 있는 범위가 법칙을 적용할 수 있는 범위보다 넓고 다양한 편이다. 보통 원리는 논리적 관계, 연산 기호, 수학적 공식으로 서술되지만, 법칙은 구체적인 상황이나 특정한 체계 안에서 진술되는 것을 일컫는 경우가 많다(조희형, 2003). 따라서 법칙은 잠정적이기는 하지만, 특별히 잘 확립되어 있고, 널리 수용된 과학적 원리를 지칭한다. 즉 법칙은 일반적으로 원리보다 더 엄격한 경험적 검증을 거쳐 확립된 결과로 인정된다. 그리고 이러한 원리나 법칙은 좀 더 나아가 이론이나 모형과의 관계 속에서 그 정당성이 파악된다.[2] 광전효과, 표피효과 등.