"과학이란 무엇인가?"라는 질문에 흔히들 "논리적인 학문", "실험을 하는 학문", 혹은 "수학을 사용하는 학문"이라고 대답한다. 틀린 말은 아니지만 좋은 대답은 아니다. 논리나 수학, 실험은 진리에 도달하기 위한 '도구'일 뿐, 과학만이 가진 고유한 정체성을 설명해주지 못하기 때문이다. 좋은 정의란 그 대답을 들었을 때 오직 '과학'만을 떠올릴 수 있어야 한다. 그렇다면 과학이 다른 학문과 구별되는 결정적인 지점은 어디일까?
이를 답하기 위해 과학이 다른 학문들과 어떤 차이가 있는지 살펴보자. 먼저 인문학과 사회과학은 다음과 같은 질문을 둔다.
철학·예술: 행복이란 무엇인가? 영화 속 색채가 감정에 어떤 영향을 미치는가?
역사·정치·사회: 조선의 신분제는 왜 유지되었는가? 정치는 왜 대립이 심하며 빈부격차는 왜 발생하는가?
경제·언어·심리: 물가는 왜 오르는가? 언어는 시간이 지나면 왜 변하는가? 광고는 소비자의 행동을 어떻게 바꾸는가?
이 질문들에는 공통점이 있다. 바로 '인간'을 중심에 둔다는 것이다. 기본적으로 인간을 특별한 존재로 보며 행복의 의미, 신분제의 역사, 경제 시스템의 효율성 등 인간이 만든 문명과 가치를 탐구한다.
반면 과학의 질문은 다음과 같다.
- 낮의 하늘은 왜 파란색이고 해 질 녘 노을은 왜 붉은 색인가?
- 달은 왜 지구에 떨어지지 않는가?
- 부모의 형질은 어떻게 자녀에 전달되며, 왜 형제끼리도 생김새가 다른가?
- 불이 타기 위해 산소는 왜 필요한가?
- 백신을 맞으면 우리 몸의 면역 세포는 어떻게 바이러스를 기억하는가?
이 질문들에는 당연히 인간이 있지만 인간이 특별한 존재라서 질문 속에 포함된건 아니다. 과학의 관점에서 인간은 그저 '빛의 산란을 관측하는 유기체'이거나 '유전 법칙에 따라 형질을 물려받는 생명체'일 뿐이다. 또한 어떤 가치판단의 목적보다는 원리 또는 규칙 탐구가 목적이다.
이러한 차이는 의학과 비교할 때 더욱 선명해진다. 의학 역시 과학과 밀접한 관련이 있고 인간의 신체를 다루지만, 그 지향점은 명확하다. 의학은 '인간의 생명을 지키고 질병을 치료한다'는 구체적인 목적을 가진다. 인간이 아닌 다른 생명체를 연구할 때조차 그것은 인간의 생존을 돕기 위한 수단으로서의 성격이 강하다.
다음으로 공학과 비교해보자 공학의 질문들은 다음과 같은데 앞선 학문들과 다른 점이 있다면 공학은 과학과 마찬가지로 다루는 대상이 인간에 한정되어 있지 않다.
- 나노물질을 어떻게 대량으로 생산하고 가공할까?
- 건물, 항공기 등은 어떻게 개발해 성능과 에너지를 최적화할 수 있을까?
- 의료기기는 어떤 방식으로 설계·검증해야 환자에게 안전하게 적용할 수 있을까?
- 차량 엔진이나 터빈에서 연료 효율과 공해 배출을 모두 줄이려면 어떤 열역학적 사이클과 소재 기술을 적용해야 할까?
과학과 공학은 무엇이 다를까? 의학과 비슷하게 공학은 인간에 편리성과 유용성을 가져다주기 위해 위와 같은 질문을 한다. 그러나 과학은 질문 자체가 목적이지 질문을 답해서 뭘 하겠다가 목적이 아니다. 즉, 다루는 대상이 겹치지만 다루는 목적이 다르다.
마지막으로 수학과 비교해보자 수학에서 다루는 질문을 다음과 같다.
- 1+1=2라고 할 수 있는 논리적 근거는 무엇인가?
- 2차 방정식의 해는 몇개인가?
- 무한대는 어떻게 연산하는가?
- 소수는 무한히 존재하는가?
이를 보면 수학과 과학 둘 다 인간을 중심으로 다루지 않으며 인간에 이롭다는 목적을 가지고 질문하지 않는 것처럼 보인다. 그러면 수학과 과학은 비슷한 것일까? 그렇지는 않다. 질문들을 잘 보면 수학이 다루는 대상은 현실세계에 없어도 되지만 과학이 다루는 대상은 반드시 현실세계에 있어야 하며 현실과 일치해야 한다. 이런 측면에서 수학을 '순수'학문 또는 순도성이 높은 학문이라고 한다. 진리 그 자체가 목적인 학문이기 때문이다.
아무리 논리적으로 완벽한 가설이라도 실험과 관측을 통해 현실 세계에서 증명되지 않는다면 과학의 영토 안에 머무를 수 없다. 결국 과학이란, 인간 중심적 가치와 실용적 목적을 걷어낸 채, 자연현상의 보편적 규칙을 탐구하는 학문이다.