과학 독서 토론 모임 : 휘어진 시대(1)

과학사를 통해 과학의 개념 찾기

1. 서론 : 고2 학생들과 함께 과학사를 읽고 토론을 하기로 했다. 한 명은 과학을 좋아하는 이과생, 한 명은 역사를 좋아하는 문과생이라 함께 할 수 있는 책을 찾다 보니 흥미로운 과학사을 찾게 되었다. 나 역시 학교에서 진로과목인 과학사 수업을 하기 때문에 평소 관심이 있었던 터라 즐겁게 모임을 시작할 수 있게 되었다.

2. 본론

 a. 책 이름 : 휘어진 시대

이 책은 원자시대의 시작부터 상대적 이론의 탄생까지 다루는 책이다. 하지만 저자인 교수님을 학교 행사 때 초청하여 강의를 들었기 때문에 흥미롭게 읽을 수 있겠다는 생각이 들었다.

 b. 책 내용

과학자들의 업적과 일대기를 나열순으로 정리하지 않고 과학자들의 네트워크에 주목하여 씨줄날줄로 얽힌 그들 간의 관계성 중심으로 이야기를 풀어간다. 왜냐하면 그 당시 과학적 업적은 서로에게 영향을 주고 협업하며 만들어진 산물이기 때문이다. 현대 과학의 내용이 어렵기는 하지만 과학자들이 함께 영향을 주고받으면서 실제적인 과학이론이 어떻게 정립되고 갈등하고 조율하는 지를 아는 것은 과학을 공부하는 모든 사람들에게 이해의 폭을 넓히는 것 같다.

19세기말 - 20세기 전반에 프랑스에는 퀴리 부부의 방사능 연구, 영국에서는 톰슨과 러더퍼드의 원자 연구, 독일에서는 플랑크와 아인슈타인의 연구 등이 엄청난 약진을 이뤄냈다. 1895년 뢴트겐이 엑스선을 발견, 톰슨이 전자를 발견, 퀴리 부부가 방사능을 내뿜는 라듑을 발견하였고 이를 통해 원자 내부 구조에 대한 연구가 시작되었다. 원래 원자는 더 이상 쪼개지지 않는 물질이라는 개념으로 확립되었는데 전자, 방사선 등의 발견으로 이 개념이 무너지고 원자 내부에 대한 구조로 더욱 연구되기 시작했다. 이런 구조를 설명하는 과정에서 우리가 피하고 싶은 양자 역학이 만들어지게 되었다. 이런 분석틀이 입자(원자)물리학, 양자역학이다. 그리고 고전역학과 전자기학 사이의 모순을 해결하려는 노력 속에 상대성 이론이 만들어졌다. 광속불변의 원칙이 전제하자 시간과 공간에 대한 이해가 근본적으로 바꾸어야 한다는 사실이 드러났다. 이는 인식론과 존재론에 대한 철학적 사유에 근본적인 성찰을 제기하게 되었다. 이에 뉴턴이 정립한 고전물리학에서 새로운 현대물리학이 정립되었는데 크게 입자물리학, 상대성 이론, 양자역학이 되었다.

 c. 독서 토론 내용(각자 책을 읽고 느낀 점 나누기)

 - 교사 : 우선 과학사의 흐름과 과학의 개념을 먼저 설명하도록 할께^^ 과학사를 세계사적 흐름 속에서 바라보는 관점과 과학적 원리 자체로 바라보는 관점이 있어 첫째, 고대 그리스 철학 - 중세 - 르네상스 - 과학혁명기 - 현대 과학으로 이어지는 흐름 속에서 설명하는 것이 보통 진로과목으로 배우는 과학사의 내용이야  두 번째는  우주의 탄생(빅뱅) - 별의 탄생 - 지구의 탄생 - 생명의 탄생과 진화 등으로 하나의 큰 스토리로 바라보는 관점을 빅히스토리라고 불러 고1 때 배우는 통합과학 교과서 내용이 빅히스토리적 관점으로 배우는 내용이라고 생각하면 될 것 같고 고3 진로과목으로 배우는 과학사는 세계사적 흐름 속에서 과학의 역사를 배우는 흐름이라고 볼 수 있지

 - 학생 A : 평소 과학에 흥미가 없는데 과학사가 재미있었다. 퀴리 부인도, 아인슈타인도 평범한 일화도 있었지만 여러 세계사적 변화와 맞물러 같이 가는 것 같아 역사를 좋아하는 사람으로 과학자의 일생이 흥미로웠다.

- 학생 B : 한 번에 잘 읽히는 것 같다. 100페이지는 금방 읽은 것 같다. 작년에 배운 고1 통합과학 내용과 연결되어서 이과생으로써 흥미롭게 재미있었다.

- 교사 : 이과생이든, 문과생이든 이 책을 흥미롭게 읽을 수 있게 되어서 반갑다. 그런 먼저 던져야 할 질문이 있다. 과학이란 무엇인가? 라는 주제이다. 너희들은 과학이 어떤 이미지로 떠오르니?

- 학생 A : 나는 크게 관심은 없지만 세상에서 진리처럼 통용되는 부분이 있는 것 같다. 그리고 과학적 증거라는 것으로 사람들이 받아들이고 설득할 수 있는 것 같다.

 - 학생 B : 나는 철학의 일종이라고 생각한다. 학문들의 기원은 모두 자연철학에서 분화되어 나오는 것인데 과학 역시 그런 기원을 가지고 있다고 생각한다.

- 교사 : 둘 다 좋은 의견이다. 과학을 바라보는 관점은 다양한데 그 중 크게 세 가지를 생각해 볼 수 있다. 1)쿤의 패러다임 이론, 2) 포퍼의 반증주의, 3) 사회구성주의 등이다. 첫 번째, 쿤의 패러다임 이론은 과학혁명의 구조라는 책에서 잘 나오는 이론인데 정상과학에서 반례들이 모이는 충돌 하다가 정상과학이 단번에 대체되는 과정을 겪는 것이 과학의 특성이라는 것이다. 즉 과학이론은 불변하고 고정된 것이 아니라 변화하며 가는 것임을 보여준다. 두 번째, 반증주의는 과학이론은 항상 반증 가능한 것만으로 제한하는 것이다. 정-반-합의 원리처럼 이런 과정으로 과학 이론은 발전한다는 것이다. 이런 과정을 수용하는 것이 과학이다. 세 번째 과학의 발전은 연구비를 통해 이뤄지는데 그 연구비는 국가지원도 있지만 기업 등의 지원을 통해 그들이 원하는 연구 주제로 논문을 만들고 과학이론이 정비된다는 것이다. 즉 사회의 요구에 맞게 과학 이론이 영향을 받는다는 것이다. 결국 과학의 이미지인 불변, 고정된 것, 객관적인 것이 아니고 결국 사람들이 과학 이론을 수용하고 신뢰하는 것에 따라 달라짐을 보게 된다.   

- 학생 A : 과학이 계속 급변한다. 과학도 급변하는데 세상 역사도 급변하는 것 같다 이런 과정이 흥미로웠다

중간 중간 과학적 원리, 실험은 좀 어려웠다. 뢴트켄 실험에서 X선을 발견했고 아내의 손을 X선을 찍었다. 아인슈타인의 딸에 대한 일화도 흥미로웠다. 독일 - 스위스 - 미국 등으로 국적이 바뀌는 생활인임을 보게 된다.

퀴리부인이 폴란드 여성이라 노벨상 받기에 힘들었던 것도 좀 그 당시에 불합리한 것 같다.

- 학생 B : 아인슈타인이 인복이 많다 친구가 취업시켜 주고 그 이론을 받아준 막스 플랑크도 멋있었다 학교에서 만났다면 그냥 놀기 좋아하는 학생이라는 생각했었다 인복, 아내, 교사, 시대적 타이밍도 좋은 것 같다.  

3. 결론

- 교사 : 그래 다들 흥미롭게 읽고 나눠서 좋은 것 같다. 오늘은 과학사의 흐름, 과학의 개념 그리고 책 내용 일부를 나눴는데 다음에는 더욱 다양한 내용에 대해 생각해보고 정리해보자