열린연단(2편)- 과학철학으로 머리 깨우기

조지프 니덤은 그의 저서 『중국의 과학과 문명』을 통해 중국 과학기술의 성과가 누구도 상상하지 못할 정도로 엄청났음을 밝혀냈다. 그는 수학, 천문학, 기상학, 지리학, 지질학, 물리, 화학, 생물학 등 거의 모든 분야에서 중국이 놀랄 만한 과학적 성과를 이뤘다고 주장했다. 니덤에 따르면, 송원 시대의 중국 수학은 방정식 풀이에서 세계 최고 수준이었으며, 르네상스 이전에 중국의 천체 관측은 세계에서 가장 정확하고 지속적이었다. 또한 중국인들의 창의력을 언급하며, 중국에서 먼저 발견되거나 발명되어 서양으로 전해진 기술이 250여 가지가 넘는다고 지적했다. 그는 3세기에서 13세기까지 중국 과학의 수준이 서양이 따라올 수 없을 만큼 높았으며, 15세기까지 중국의 기술적 발견과 발명이 동시대 유럽을 훨씬 능가했다고 보았다. 그러나 니덤은 중국 과학을 중세 과학의 수준으로 이해하였는데, 그는 과학을 원시과학(proto-science), 중세 과학, 근대 과학(modern science)으로 구분했다. 여기서 원시과학은 고대 바빌로니아에서 보이는 수준이며, 중세 과학은 대략 1700년 이전의 중국과 1500년 이전의 유럽에서 나타나는 과학을 의미한다. 근대 과학은 자연에 대한 가설들을 수학화하고 지속적이고 엄격한 실험을 수행하는 것으로 정의된다. 니덤은 근대 과학을 세계 모든 문명에서 흘러들어 온 강물이 모여 이루어진 대양에 비유하여, 그것이 비록 유럽에서 시작되었지만 서양만의 전유물이 아니라고 보았다. 그는 중국 과학이 근대 과학으로 발전하지 못한 이유에 대해 '니덤의 질문'이라 불리는 문제를 제기하였다. 즉, 왜 중국에서는 과학혁명이 발생하지 않았는가라는 의문이다. 니덤은 그 답으로 사회경제적 구조의 차이를 제시했는데, 유럽에서 봉건제가 무너지고 자본주의가 성립되면서 근대 과학이 출현했지만, 중국의 관료적 봉건제는 그러한 변화를 가져오지 못했다고 보았다. 니덤의 질문은 많은 논란과 비판을 불러일으켰는데, 어떤 학자들은 그 질문 자체가 잘못되었다고 지적했다. 그들은 근대 과학이 유럽에서 발생한 특정한 조건이 다른 문화권에서도 필요조건이라고 가정하는 오류를 범하고 있다고 주장했다. 이에 따라 중국인들이 그들만의 방식으로 자연 세계에 대한 지식을 발전시켰다는 점에 주목해야 한다는 견해도 제시되었다. 니덤은 중국 과학이 중국 문명과 긴밀하게 연결되어 있다고 이해하였으며, 과학과 기술을 구분하지 않고 기술적 성과에도 큰 관심을 기울였다. 그의 연구는 과학사 연구가 서양 중심에서 벗어나 다른 문화권의 과학사로 확장되는 데 크게 기여하였다. 그 결과 중국을 비롯한 동아시아 과학사 연구가 활발해졌고, 독자적인 학자 그룹이 형성되었다. 이러한 노력은 과학사를 통해 인류 문명에 대해 더 풍부하고 깊이 있는 이해를 가능하게 하였다.

<선택지>
- 니덤은 『중국의 과학과 문명』에서 중국 과학기술의 성과가 근대 과학 수준에 이미 도달하였음을 주장하였다.
- 그는 중국의 천문학이 르네상스 이후에 비로소 세계적인 수준으로 발전했다고 밝혔다.
- 니덤은 중국의 과학적 발견이 주로 종교적 필요에 의해 이루어졌다고 설명하였다.
- 그는 중국 과학이 유럽과 동등하게 근대 과학으로 발전하였으나, 기록이 부족하여 잘 알려지지 않았다고 주장하였다.
- 니덤은 중국의 기술적 발명이 대부분 외부에서 유입된 것이라고 지적하였다.

<힌트>
- 니덤은 중국 과학기술이 근대 과학으로 발전하지 못했다고 주장하였으므로, 이미 도달했다는 내용은 지문과 반대됨.
- 지문에 따르면 송원 시대의 천문학이 르네상스 이전에 세계 최고 수준이었으며, 르네상스 이후의 발전에 대해서는 언급하지 않음.
- 지문에서는 과학적 발견이 창의력과 사회경제적 구조와 관련 있다고 설명하였지만, 종교적 필요에 의한 것이라는 언급은 없음.
- 니덤은 중국 과학이 근대 과학으로 발전하지 못했다고 보았으므로, 유럽과 동등하게 발전하였다는 주장은 틀림.
- 지문에서는 중국에서 먼저 발견되거나 발명된 기술이 서양으로 전해졌다고 했으며, 외부에서 유입된 것이라는 내용은 언급되지 않았음.

<선택지>
- 니덤은 중국 과학기술의 성과가 르네상스 이전까지 세계 최고 수준이었다고 주장했으나, 그의 연구는 서양 중심주의적 관점에서 벗어나지 못했다.
- 니덤의 질문은 중국에서 과학혁명이 일어나지 않은 이유를 탐구하면서, 동시에 중국 고유의 과학 발전 방식을 인정하고 그 가치를 평가하는 계기가 되었다.
- 니덤은 중국 과학을 원시과학으로 분류하였으며, 이는 고대 바빌로니아 수준의 과학을 의미하는데 이러한 분류는 중국 과학의 실제 수준을 과소평가한 것이다.
- 니덤의 연구는 중국 과학기술의 우수성을 입증했지만, 그의 '근대 과학' 정의로 인해 중국의 독자적인 과학 발전 경로를 간과하는 결과를 초래했다.
- 니덤은 중국 과학이 근대 과학으로 발전하지 못한 이유로 사회경제적 구조의 차이를 제시했는데, 이는 유럽의 발전 모델을 보편적 기준으로 삼는 오류를 범한 것이다.
<힌트>
- 니덤의 연구는 오히려 서양 중심주의에서 벗어나 다른 문화권의 과학사 연구 확장에 기여했다는 점에서 이 선택지는 부당하다.
- 니덤의 질문은 중국에서 과학혁명이 일어나지 않은 이유를 탐구했지만, 중국 고유의 과학 발전 방식을 인정하거나 그 가치를 평가하는 계기가 되었다는 내용은 지문에서 직접적으로 언급되지 않았다.
- 니덤은 중국 과학을 중세 과학의 수준으로 이해했으며, 원시과학은 고대 바빌로니아 수준을 의미한다고 설명했다. 따라서 이 선택지는 니덤의 분류를 잘못 해석한 것이다.
- 니덤의 '근대 과학' 정의가 중국의 독자적인 과학 발전 경로를 간과하게 했다는 주장은 지문의 내용을 넘어선 해석이다. 오히려 니덤은 근대 과학이 세계 모든 문명의 기여로 이루어졌다고 보았다.
- 니덤의 설명이 유럽의 발전 모델을 보편적 기준으로 삼았다는 비판은 지문에서 언급된 다른 학자들의 견해와 유사하지만, 니덤 자신의 입장은 아니다.

<선택지>
- 니덤은 중국에서 근대 과학이 발전하지 못한 이유를 18세기 이후 유럽에서 시작된 산업 혁명의 영향을 받지 못했기 때문이라고 보았다.
- 니덤은 중국 과학의 우수성을 인정했지만, 동시에 중국 과학이 서양 과학보다 열등하다고 평가했다.
- 니덤은 15세기까지 중국의 과학기술 수준이 동시대 유럽보다 훨씬 뒤떨어졌다고 주장하며, 이를 뒷받침하기 위해 중국에서 발명된 기술이 서양으로 전파된 사례가 거의 없다는 점을 지적했다.
- 니덤의 연구 이후, 중국 과학의 독창성에 대한 논쟁은 종결되었으며, 학계에서는 중국 과학이 서양 과학의 영향 아래 발전했다는 데 의견을 모았다.
- 니덤은 중국 과학이 실험과 수학적 증명을 중시하는 근대 과학의 범주에는 속하지만, 독창적인 이론 체계를 구축하지 못했다는 점에서 한계를 드러냈다고 평가했다.

<힌트>
- 니덤은  중국에서 근대 과학이 발전하지 못한 이유를 '사회경제적 구조의 차이' 때문이라고 설명했다. 즉, 유럽에서는 봉건제 붕괴와 자본주의 성립이 근대 과학 출현으로 이어졌지만, 중국의 관료적 봉건제는 그러한 변화를 이끌어내지 못했다고 보았다. 산업 혁명은  18세기 이후에 시작되었으므로 니덤의 주장과 직접적인 관련이 없다.
- 니덤은 중국 과학의 우수성을 강조했고, 서양 과학과 비교하여 열등하다고 평가하지 않았다. 그는 중국 과학이 서양과는 다른 독자적인 방식으로 발전했다고 보았다.
- 니덤은 15세기까지 중국의 기술적 발견과 발명이 동시대 유럽을 훨씬 능가했다고 보았다. 또한, 중국에서 먼저 발견되거나 발명되어 서양으로 전해진 기술이 250여 가지가 넘는다고 지적했다.
- 니덤의 연구 이후, 중국 과학의 독창성에 대한 논쟁은 더욱 활발해졌다. 그의 연구는 과학사 연구가 서양 중심에서 벗어나 다른 문화권의 과학사로 확장되는 데 크게 기여했고, 중국을 비롯한 동아시아 과학사 연구가 활발해지고, 독자적인 학자 그룹이 형성되었다.
- 니덤은 중국 과학을 중세 과학의 수준으로 이해했으며, 중세 과학은 근대 과학과는 달리 자연에 대한 가설들을 수학화하고 지속적이고 엄격한 실험을 수행하는 것을 특징으로 하지 않는다. 즉, 니덤은 중국 과학이 근대 과학의 범주에 속한다고 보지 않았다.

<이 글에서 얻어갈 개념 3가지>

- "니덤의 질문"은 중국에서 과학혁명이 발생하지 않은 이유를 묻는 역사적 의문으로, 과학의 발전과 사회경제적 구조의 관계를 탐구하는 계기가 되었다.

- "근대 과학"은 자연에 대한 가설을 수학화하고 지속적이고 엄격한 실험을 수행하는 방법론으로, 니덤은 이를 세계 모든 문명의 지식이 모여 형성된 '대양'에 비유했다.

- "원시과학, 중세 과학, 근대 과학의 구분"은 니덤이 제시한 과학의 발전 단계로, 각각 고대 바빌로니아, 1700년 이전 중국과 1500년 이전 유럽, 그 이후의 과학적 방법론을 대표한다.

현대 과학의 발전에서 아인슈타인과 맥스웰은 핵심적인 역할을 수행한 인물들로서, 그들의 업적은 물리학의 패러다임을 혁신적으로 전환시켰다. 맥스웰은 전기와 자기 현상을 통합하는 맥스웰 방정식을 정립하여 전자기 이론의 토대를 마련하였는데, 이는 전기 유전율(ε)과 자기 투과율(μ)이라는 상수를 포함하고 있다. 이 두 상수를 활용하여 계산한 값은 빛의 속도(c)와 일치하는데, 이는 빛이 전자기파임을 시사한다. 빛의 속도가 물리 법칙에 절대적인 상수로 등장한다는 사실은 당시 과학자들에게 큰 충격을 주었으며, 이는 공간과 시간이 절대적이라는 뉴턴 역학의 관점을 뒤흔들었다. 이러한 배경에서 아인슈타인은 특수 상대성 이론을 제시하였고, 이는 빛의 속도가 모든 관성계에서 일정하다는 원리를 중심으로 한다. 이로써 시간과 공간은 절대적 개념이 아닌 상대적인 개념으로 이해되었으며, 에테르라는 가상 매질의 존재는 부정되었다. 마이컬슨-몰리 실험은 빛의 속도가 관측자의 운동 상태와 무관하게 일정함을 입증하여 에테르 이론을 반박하는 중요한 증거가 되었다. 특수 상대성 이론에 따르면, 빛의 속도는 우주에서 가장 빠른 속도로, 어떤 물질이나 정보도 이를 초과할 수 없다. 이는 질량과 에너지의 등가성을 나타내는 E=mc² 공식으로도 표현되며, 이는 우주의 근본적인 에너지 보존 원리와 연결된다. 한편, 우주의 나이가 유한하고 빛의 속도가 한정되어 있다는 사실은 우리가 밤하늘에서 관측하는 별빛이 과거의 것임을 의미한다. 올버스의 역설은 밤하늘이 어두운 이유에 대한 질문으로, 우주의 나이가 유한하기 때문에 무한한 별빛이 지구에 도달하지 않는다는 해답을 얻는다. 우주 배경 복사는 빅뱅 이후 남겨진 잔재로서, 우주의 초기 상태를 직접 관측할 수 있는 근거를 제공한다. 이는 전자기 복사파의 형태로 우주 전역에 퍼져 있으며, 그 온도는 약 3켈빈에 해당한다. 이러한 관측은 절대적인 빛의 속도가 시간의 흐름을 거슬러 우주의 과거를 탐구할 수 있게 함을 보여준다. 최근 코비(COBE), WMAP, 플랑크(Planck) 등 우주관측위성의 데이터는 우주론에 대한 정량적 연구를 가능하게 하였으며, 우주의 팽창과 구조에 대한 새로운 이해를 이끌어냈다. 빛의 속도가 갖는 보편성과 절대성은 우주론뿐만 아니라 현대 물리학 전반에 걸쳐 근본적인 원리로 작용하고 있다. 또한, 중력의 전달 속도 역시 빛의 속도와 동일함이 일반 상대성 이론에 의해 예견되었으며, 이는 중력파의 존재로 확인되었다. 중력파의 직접 관측은 아인슈타인의 예측이 옳았음을 증명하는 중요한 성과로 평가된다. 결국, 맥스웰의 전자기 이론과 아인슈타인의 상대성 이론은 빛의 본질과 우주의 구조에 대한 깊은 통찰을 제공하였으며, 이는 현대 과학과 기술 문명의 기반이 되었다.

<선택지>
- 마이컬슨-몰리 실험은 에테르의 존재를 확인함으로써 특수 상대성 이론을 보강하는 역할을 했다.
- 특수 상대성 이론에 따르면, 중력파는 빛의 속도보다 빠른 속도로 우주를 통해 전달된다.
- 우주 배경 복사는 빅뱅 이후 우주의 온도가 지속적으로 상승하고 있음을 나타내는 증거로 활용된다.
- 맥스웰의 방정식에 따르면, 빛의 속도는 전기 유전율과 자기 투과율의 곱으로 결정되며 절대적인 상수가 아니다.
- 특수 상대성 이론은 에테르의 개념을 유지하면서도 공간과 시간의 절대성을 주장한다.

<힌트>
- 마이컬슨-몰리 실험은 에테르의 존재를 반박했으며, 특수 상대성 이론을 보강했다고 볼 근거가 없다.
- 특수 상대성 이론은 중력파 전달 속도가 빛의 속도와 동일함을 주장한다.
- 우주 배경 복사는 빅뱅 이후 우주의 온도가 감소하고 있음을 보여주는 증거다.
- 맥스웰의 방정식에서는 빛의 속도가 전기 유전율과 자기 투과율의 비율로 결정되며, 절대적 상수이다.
- 특수 상대성 이론은 에테르의 개념을 부정하고, 공간과 시간의 상대성을 주장한다.

<선택지>
- 맥스웰의 전자기 이론은 빛의 속도를 계산하는 데 사용되었지만, 아인슈타인의 상대성 이론과는 달리 에테르의 존재를 긍정하는 결과를 가져왔다.
- 특수 상대성 이론에 따르면, 빛의 속도는 절대적이지만 시간과 공간은 상대적이며, 이는 우주의 나이가 무한하다는 것을 의미한다.
- 올버스의 역설은 무한한 우주에서 밤하늘이 밝아야 한다고 주장하지만, 실제로 밤하늘이 어두운 이유는 우주의 팽창으로 인한 적색편이 때문이다.
- 우주 배경 복사의 발견은 빅뱅 이론을 지지하는 증거이지만, 이는 우주의 나이가 유한하다는 주장과 모순되며 우주의 무한성을 암시한다.
- 중력파의 관측은 일반 상대성 이론을 지지하는 증거이지만, 이는 빛의 속도보다 빠른 정보 전달의 가능성을 시사하여 특수 상대성 이론과 충돌한다.
<힌트>
- 맥스웰의 전자기 이론은 오히려 에테르의 존재를 부정하는 데 기여했으며, 아인슈타인의 상대성 이론과 함께 에테르 개념을 불필요하게 만들었다.
- 특수 상대성 이론은 빛의 속도가 절대적이고 시간과 공간이 상대적임을 주장하지만, 이는 우주의 나이가 무한하다는 것을 의미하지 않는다. 오히려 우주의 나이가 유한함을 시사한다.
- 올버스의 역설에 대한 해답은 우주의 나이가 유한하기 때문이며, 우주의 팽창으로 인한 적색편이는 별개의 현상이다.
- 우주 배경 복사의 발견은 빅뱅 이론과 우주의 유한한 나이를 지지하는 증거이며, 우주의 무한성을 암시하지 않는다.
- 중력파의 관측은 일반 상대성 이론을 지지하며, 중력파의 속도가 빛의 속도와 같다는 것을 확인했다. 이는 특수 상대성 이론과 충돌하지 않으며, 빛보다 빠른 정보 전달의 가능성을 시사하지 않는다.

<선택지>
- 맥스웰 방정식은 전기력과 자기력을 통합하여 설명하며, 이는 전기 유전율과 자기 투과율이라는 변수를 통해 빛의 속도가 일정하지 않을 수 있음을 시사한다.
- 아인슈타인의 특수 상대성 이론에 따르면, 빛보다 빠른 속도로 이동하는 물질은 존재할 수 있으며, 이는 시간 여행의 가능성을 열어준다.
- 마이컬슨-몰리 실험은 에테르 이론을 뒷받침하는 결과를 도출했으며, 이는 빛의 속도가 관측자의 운동 상태에 따라 변화할 수 있음을 의미한다.
- 올버스의 역설은 우주의 나이가 무한하다면 밤하늘이 밝아야 한다는 주장으로, 이는 우주 배경 복사의 존재와 모순된다.
- 우주 배경 복사는 우주의 팽창과 함께 그 온도가 증가하고 있으며, 이는 빅뱅 이론을 부정하는 증거로 해석된다.

<힌트>
- 맥스웰 방정식은 빛의 속도가 일정함을 보여주며, 전기 유전율과 자기 투과율은 상수이지 변수가 아니다.
- 특수 상대성 이론에 따르면 빛의 속도는 넘을 수 없는 절대적인 상한선이며, 시간 여행은 이론적으로 가능할 수 있지만 빛보다 빠른 속도로 이동하는 것을 의미하지는 않는다.
- 마이컬슨-몰리 실험은 에테르 이론을 반박하는 결과를 가져왔으며, 이는 빛의 속도가 관측자의 운동 상태와 무관하게 일정함을 증명한다.
- 올버스의 역설은 우주의 나이가 유한하기 때문에 밤하늘이 어둡다는 것을 설명하며, 우주 배경 복사는 빅뱅 이후 우주가 팽창하면서 온도가 감소한 결과 남겨진 잔재이다.
- 우주 배경 복사는 우주의 팽창과 함께 그 온도가 감소하고 있으며, 이는 빅뱅 이론을 뒷받침하는 중요한 증거 중 하나이다.

<이 글에서 얻어갈 개념 3가지>

- "전기 유전율(ε)과 자기 투과율(μ)"은 맥스웰 방정식에 포함된 두 상수로, 이들을 이용해 계산한 값이 빛의 속도와 일치함으로써 빛이 전자기파임을 시사하는 중요한 물리량이다.

- "마이컬슨-몰리 실험"은 빛의 속도가 관측자의 운동 상태와 무관하게 일정함을 입증하여 에테르 이론을 반박하고 특수 상대성 이론을 지지하는 결정적인 실험으로, 물리학의 패러다임 전환에 기여했다.

- "우주 배경 복사"는 빅뱅 이후 남겨진 잔재로, 약 3켈빈의 온도를 가진 전자기 복사파 형태로 우주 전역에 퍼져 있어 우주의 초기 상태를 직접 관측할 수 있는 근거를 제공하며, 현대 우주론 연구의 핵심적인 관측 증거이다.