406 철학논구제 42 집 이기에아주방대한분량으로세세히설명할수도있겠지만이글에서는뒷부분에이루어질철학적고찰에필요한만큼만요약하여설명하고자한다. 그다음장에서는베게너의이론이받아들여지지않은원인을탐색해보는작업을하려고한다. 이를위해먼저당시베게너의이론과경쟁이론이각각가지고있던문제를정리해

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1 베게너의대륙이동설사례에서드러난과학활동에서의이론선택과정연구 김민아 ( 서울대지구환경과학부 ) Ⅰ. 들어가는말 고등학교에서처음지구과학을공부하게되면서가장중요하게배우는것중하나는판구조론이다. 이때학생들은판구조론의모태가된베게너의대륙이동설역시함께배우게된다. 이에대해흔히듣는설명은, 베게너의대륙이동설은당시대륙이동의원동력을제시하지못해받아들여지지못했다 는것이다. 이글은이러한설명에의문을제기하고그에맞는답을스스로찾아나가기위한시도라고할수있다. 대륙이동설에서시작하여 40년후판구조론의성립에이르기까지지질학혁명과정은다른과학혁명만큼은아니지만그래도적지않은수의학자에의해분석되어왔다. 지질학혁명과정에서과학자사회가보여준격렬한적개심과또그에대비되는판구조론의수월한수용은많은과학철학자들과과학사학자들에게흥미로운모습이었으리라짐작한다. 그들이한연구의주된작업은크게두가지로나뉜다. 첫째는지질학혁명이어떠한특성을가지고있는지기존과학철학자들이제시한방법론적틀을적용하여살펴보는것이고, 둘째는이러한과정에서관찰되는과학활동에서의합리성에대해탐구해보는것이다. 나역시지질학혁명과정이과학활동에서이론선택의과정이어떻게이루어지는지를분석하기에좋은사례가될수있으리라판단했다. 글의순서는다음과같다. 먼저지질학혁명과정을소개하는데에서시작할것이다. 지질학혁명이오랜기간동안이루어진과학혁명

2 406 철학논구제 42 집 이기에아주방대한분량으로세세히설명할수도있겠지만이글에서는뒷부분에이루어질철학적고찰에필요한만큼만요약하여설명하고자한다. 그다음장에서는베게너의이론이받아들여지지않은원인을탐색해보는작업을하려고한다. 이를위해먼저당시베게너의이론과경쟁이론이각각가지고있던문제를정리해보고, 이에대하여어떤설명이가능할것인지를하나씩생각해보고자한다. 그리고최종적으로는, 이러한사례연구를통해서경쟁하는두이론을선택하는문제에서어떤요인이개입할수있는지를알아보고자한다. Ⅱ. 지질학혁명개요 1. 당대의지구관 1) 대륙이이동하여지금과같은모습을하게되었을지도모른다는생각을한사람이베게너가처음은아니다. 15세기영국의학자프랜시스베이컨 (Francis Bacon, ) 역시대서양을사이에두고있는남아메리카와아프리카의해안선이서로비슷하다는점을보고그런생각을떠올린사람중하나였다. 그러나여러가지증거들을수집하고정리하여체계적인이론으로발전시킨사람은베게너가최초인것같다. 그가대륙이동설을주창할당시지질학에서지배적인이론은불변설 (permanentism) 과수축설 (contractionism) 이었다. 이절에서는베게너가대륙이동설을내놓았을당시맞서야했던두이론에대하여간략하게소개해보도록하겠다. 불변설은지금우리에게보이는지표가지구역사초기에발생한사건들의흔적이며그사건들이후로지표의모습은지금까지거의변하지않았다는가설이다. 불변설을지지하는사람들에따르면, 대륙은횡적으로이동하지않고사라지지도않는다. 이가설은북미지질학자들 1) 참고 : 최덕근 (2003). 지구의이해, 서울대학교출판부, pp

3 베게너의대륙이동설사례에서드러난과학활동에서의이론선택과정연구 407 에의해서오랫동안주로수용되었으며가장대표적인사람으로는미국예일대학의지질학교수였던제임스 D. 데이나 (James Dwight Dana, ) 였다. 그가당시외친슬로건은 한번대륙이면, 계속해서대륙 ; 한번해양이면, 계속해서해양 (Once a continent, always a continent; once an ocean, always an ocean) 2) 이었다. 수축설은원시지구가뜨겁게녹아있는상태에서출발하여식으면서서서히굳게되었고그과정에서수축하게되었으며현재까지도냉각과수축은진행되고있다는가설이다. 이렇게지구가수축하면서표면에주름이생기게되었고이때높은부분은대륙과산맥을만들고낮은부분은바다를이루었다. 따라서이가설에따르면대륙이위아래로움직일수는있어도횡적으로이동할수는없다. 수축설은주로유럽지질학자들에의해서수용되었는데그중가장대표적인주창자는오스트리아의지질학자쥐스 (Eduard Suess, ) 였다. 그는남아메리카와아프리카, 인도의고생대지층에서같은종류의육상식물과파충류화석이발견되는현상을육교 (landbridge) 와곤드와나 (Gondwana) 의존재를들어설명하고자했다. 그에따르면깊은바다를사이에두고멀리떨어져있는대륙사이에는가늘고긴육교가과거에존재했었다. 그리고이렇게연결된대륙을묶어그는곤드와나라고불렀다. 이육교를통해서과거에는생물들의이동이가능하였지만수축이더욱더진행되면서육교는물속에잠기게되었다. 그러나이들의이론은여러가지문제를안고있었다. 베게너의대륙이동설이가지고있었던문제점과함께이는 3장 1절에서자세히살펴보도록하겠다. 2. 대륙이동설의등장 정확하지는않지만베게너는당시브라질과아프리카사이의육교 2) Le Grand, H. E. (1988). Drifting continents and shifting theories. Cambridge: Cambridge University Press, p.21. ( 한글번역은본인번역 )

4 408 철학논구제 42 집 에대해고생물학적증거들을바탕으로기술한논문들을보고서대륙이동에대해관심을갖게된것으로보인다. 대륙이동을다룬논문은미국의테일러 (Frank B. Taylor, ) 와독일의베게너 (Alfred Lothar Wegener, ) 에의하여거의동시에소개되었다. 이글에서는베게너가이야기한대륙이동설에집중하도록하겠다. 대륙이동설 (continental drift theory) 이란, 고생대말에는지구상의모든대륙이한곳에모여있었으나, 그후대륙이갈라져이동하여현재의모습에이르게되었다고주장하는가설이다. 이렇게고생대말커다란대륙으로모아져있던것을초대륙 (supercontinent) 판게아 (Pangaea) 라고불렀다. 베게너는어떤증거를가지고이런주장을하게된것일까? 여기에는그의배경을살펴볼필요가있다. 그는기상학자이면서고기후학자였다. 그는멀리떨어져있는남아메리카와아프리카의대륙을, 길고가느다란육교로연결시키는것보다는오히려한덩어리였던것이나중에가서갈라진것이라고설명하는편이더낫다고생각했다. 그가대륙이동의증거로제시한것들은다음과같다. 가장독창적인것은고기후 (paleoclimate) 분포를이용한증거이다. 보통어느특정지역의퇴적암을분석하면그지역이가졌던과거의기후를추측할수있다. 예컨대빙하퇴적물은그퇴적암이형성될당시극지방이었다는것을나타내고, 두꺼운석탄층이발견되는지역은해당지역이과거적도지방의울창한수풀을이루었던곳임을추측할수있다. 베게너는이러한고기후분포, 지질학, 고생물학자료등방대한양의과학적자료를모아 1912년 대륙과해양의기원 이라는저서를발간하였다. 베게너에따르면, 지구는다른구성과밀도를가진껍질들 (shells) 로이루어져있고이껍질들은지구중심, 즉핵으로가까이갈수록온도는더욱더높아진다. 대륙지각은시알 (Sial:silica+alumina) 로이루어져있고해양지각은시마 (Sima:silica+magnesia) 로이루어져있다. 시알은가볍고시마는시알보다훨씬무겁다. 마치바다에떠다니는빙하처럼시알은밀도가더큰시마위를표류하고있다. 한때대륙들은초대륙판게아로함께붙어있었는데판게아는중생대백악기때분리

5 베게너의대륙이동설사례에서드러난과학활동에서의이론선택과정연구 409 되기시작했다. 그후로시알은아프리카와남아메리카대륙처럼서로멀어지기도하고, 인도와아시아대륙의충돌때문에생긴히말라야산맥처럼다시충돌하면서산맥을형성하기도한다. 베게너가대륙을이동하게하는힘으로제시한것은두가지이다. 하나는대륙들을극으로부터적도쪽으로이동시키는극으로부터의원심력 (Pohlflucht force) 이고, 다른하나는조석으로인한마찰력이다. 조석마찰력은단단한대륙물질들위에작용하여대륙들을서쪽방향으로이동시키는역할들한다. 또그는정량적인계산을통해현재도대륙이이동하고있다는사실을보여주려고노력했다. 그는그리니치천문대를기점으로그린란드의덴마크관측소 (Kornor) 의위치를정기적으로측정하였다. 그는코르노의위도를그리니치천문대를기점으로측정하였을때 1922년에는서쪽으로 3시간 24분 22.5초였는데, 1927년에는 3시간 24분 23.4초였다고주장했다. 이것은 5년동안 0.9초늦어졌다는것을의미했으며따라서그는두지점이 1년에약 36m씩멀어지고있다고결론지었다. 3. 대륙이동설을둘러싼비판들 처음베게너의저서 대륙과해양의기원 은독일어로쓰였다. 그런데당시가제 1차세계대전중이어서다른나라에서는큰방향을일으키지못하다가 1924년이되어서야영어, 프랑스어, 스페인어등으로번역되면서큰논란을불러일으키게되었다. 당시의과학계는지역적으로조금씩다른반응이있었던것으로보인다. 3) 그들이베게너의이론에대하여비판을가했던지점은주로다음과같다. 첫째, 베게너가빙하퇴적층이라고주장하는지층이빙하에의하여쌓인것이라고단정할수없다. 둘째, 대서양양쪽대륙의해안선은실제로정확하게들어맞지는않는다. 셋째로가장결정적인비판은베게 3) 지역별로드러난학자들의반응에대해서는헨리프랑켈의최근저서에잘연구되어있다. (Henry R. Frankel, 2012)

6 410 철학논구제 42 집 너가제시했던대륙이동의원동력에가해졌다. 베게너가대륙이동의원동력으로제시한힘은지구자전에의한원심력과달과태양의인력에의한조석마찰력이었다. 그러나이는당대의저명한지구물리학자헤럴드제프리 (Harold Jeffreys, ) 에의해완전히거부당했다. 제프리는만약조석마찰력을끌어들인다면, 지구는현재자전을멈춘상태여야하고또지구의겉부분은높고낮음이없는완벽한구형을이루어야한다는것을수학적으로증명하여베게너의주장을반증하였다. 또그가계산한그린란드의이동속도와대륙의분리시기역시틀렸다는것이그들의주장이었다. 이후베게너의대륙이동설을비판하는아주많은논문들이출판되었다. 유럽의일부학자들은알프스산맥의복잡한습곡과단층의생성메커니즘, 또남아메리카와아프리카의지질학적, 고생물학적유사성을설명하려면베게너의대륙이동설을인정할수밖에없다고주장하기도했지만전반적으로과학계에서는대륙의횡적이동이불가능하다는것이지배적인의견이었다. 4. 판구조론의정립 베게너의대륙이동설이다시빛을본것은약 40여년이흐른뒤였다. 제 2차세계대전이끝난뒤, 당시전쟁에사용되었던많은군사장비들이자연스럽게과학연구활동에쓰이게되었다. 특히미국해군에서사용하였던첨단의전자장비들이해양탐사에투입되면서엄청나게많은새로운데이터들을얻게되었다. 이후전쟁때주로잠수함을탐지하는기술로쓰였던음향파를이용하여해저지형의탐사 4) 가이루어지 4) 해저지형의탐사는 1912 년타이타닉 (Titanic) 호가빙산에부딪혀침몰한이후에활발해졌다. 제 2 차세계대전때에주로잠수함을탐지하는기술로쓰였던음향파를이용하여물체의위치를찾는연구가시작되었다. 그리고이기술을이용해서해저지형을탐사하다가해령를발견하게된것이다. 이때해령을따라방출되는지각열류량를측정해보니다른지역보다 5 배나높다는것을발견하게되었고이는해저확장설을설립하는데큰실마리가되었다.

7 베게너의대륙이동설사례에서드러난과학활동에서의이론선택과정연구 411 고, 방사성동위원소를이용하여해양지각의나이 5) 를측정할수있게되었으며 19세기말엽퀴리부인의연구결과를등에업고고지자기연구 6) 가가속화되면서대륙이동에대한실마리가풀리기시작했다. 특히프린스턴대학지질학교수였던헤스 (Harry H. Hess, ) 의공이컸다. 베게너이론의가장큰약점은거대하고무거운대륙이어떻게이동할수있는지를밝히지못했다는점이었다. 이약점은 1962 년헤스의해저확정설에의해비로소풀리게된다. 헤스에따르면지구내부는대류하고있다. 해령은이대류에서상승하는부분으로해령의갈라진골짜기를따라마그마가방출하고뜨거운용암이솟아오르면서새로운해양지각이만들어진다. 이렇게만들어진해양지각이서서히해령의양쪽으로이동하여대륙연변부에서지구내부로다시섭입해들어간다. 이것이바로그가주장하고, 또대륙이동의원동력으로제시된해저확장설이었다. 이처럼판구조론으로통합되기전각분야마다독자적으로연구가이루어졌다. 당대의과학자들은이러한연구결과가서로관련이있다는것을알지못하다가연구가진행이되면될수록이들의현상을통합적으로설명할수있다는생각을갖게되었다. 그렇게계속연구결과를쌓아나가다가후에판구조론으로이론이모두수렴되어통합되었 5) 1960년대에이르러서야방사성동위원소를이용한암석의연력측정이보편화되기시작했다. 그무렵에심해시추계획 (Deep Sea Drilling Project) 의주요목표는해저에서채취한암석의나이를측정하는것이었다. 이러한연구결과들은, 해령에서멀어짐에따라서해양지각의나이가오래되고퇴적층의두께와나이도함께증가한다는것을보여주었다. 6) 19세기말엽프랑스의퀴리 (Pierre Curie) 의연구결과에따르면, 용암이식어서굳을때일정한온도 (580~600 ) 에도달하면어떤광물은자성을띠게된다. 그래서광물이자성을띠기시작하는그온도를퀴리점 (Curie point) 라고부른다. 따라서마그마에서광물이생성될때, 광물알갱이는그때지구의자기장방향에따라배열된다. 마찬가지로자성이있는광물알갱이가퇴적될때그알갱이또한당시의자기장방향에따라배열된다. 이처럼암석에옛날지구의자기가기록되게되는것이다. 이렇게기록된것을고지자기라고한다. 그러므로어떤지역의암석에기록된자기장의내용을알면, 암석생성당시의극위치와그암석이생성된지점의고위도를알아낼수있게된다.

8 412 철학논구제 42 집 다. 현재우리는인공위성을통해실제로판의움직임을관찰하며예측하고그속도를정확하게구할수도있다. 판구조론은현재지구상에서일어나고있는여러가지자연현상을잘설명해줄뿐만아니라지구의과거와미래의모습까지그려볼수있게한다. Ⅲ. 지질학혁명의철학적고찰 지금까지베게너가처음대륙이동설을주창할당시부터그후 40년이라는시간이지나판구조론이지질학분야에서하나의패러다임으로정착하기까지의과정을살펴보았다. 앞서이야기했듯지질학혁명과정이보여주는여러가지면모는몇몇과학철학자와과학사학자들에게흥밋거리를제공하기에충분한것이었다. 지질학혁명과정을분석한기존의연구로는존스튜어트 (Stewart, J. A., 1990), 르그랑 (Le Grand, H. E., 1988), 나오미오레스케스 (Oreskes, N., 1999), 헨리프랑켈 (Frankel H., 2012), 그리고둔자세셀자와데릭웨버 (Dunja Šešelja & Erik Weber, 2012) 의연구들이있다. 국내에서이루어진연구는거의전무하다고할수있었는데필자가참고한논문은신광복 (2001) 의글이유일하다. 지질학혁명과정을검토한대다수의선행연구자들은스튜어트를제외하고는지질학혁명을설명하는데있어서토마스쿤의분석보다는래리라우단의분석이더적합하다고보고있다. 앞서언급한연구자중에서는르그랑과프랑켈이그러하다. 반면스튜어트는토마스쿤의과학혁명개념으로지질학혁명을분석한다. 최근의연구들은대체적으로당시베게너의이론이받아들여지지않은것을합리적인요인으로분석하고있으며, 따라서 년대에베게너의이론이받아들여지지않았던것과, 이후 1960년대에판구조론이수용되었던것모두합리적인것으로보고있다. 둔자세셀자와데릭웨버의최근연구는굉장히흥미롭다. 이들은기존의연구가이론수용의맥락 (the context of acceptance) 에서만이루어졌다는점을지적하며베게너의가설이받아들여지지않은것은수용의맥락에서보면합리적이었지만추구의

9 베게너의대륙이동설사례에서드러난과학활동에서의이론선택과정연구 413 맥락 (the context of pursuit) 에서보면비합리적이었다는점을그들만의판단기준을개발하여보이고있다. 이장에서는베게너의가설이받아들여지지않은이유에대하여철학적으로고찰해보고자한다. 이를위해서먼저대륙이동설을둘러싼논쟁들에있어서주요한쟁점으로떠올랐던것들을지적해보고자한다. 그리고이러한쟁점들중에서어떤것이더중요했는지를살펴보아베게너의대륙이동설이거부되었던것이도대체무엇때문이었는지를알아보고자한다. 먼저존스튜어트의지적한대로, 베게너의대륙이동설이받아들여지지않은이유에사회적요인이결정적이었는가를살펴보겠다. 여기에는토마스쿤의방법론적개념틀을사용할것이다. 그러나나는이설명이불만족스럽다는결론을내리고좀더당대의논쟁을자세히들여다보아당대의주류과학자들이왜베게너의대륙이동설을거부할수밖에없었는가를합리적요인에초점을맞추어탐구해보고자한다. 그리고마지막절에서는라우단의분석을빌려합리적요인으로인하여베게너의대륙이동설이수용되는것을거부되었기는하지만그럼에도불구하고왜더추구할가치가없는이론으로까지전락하였는가를살펴보고자한다. 1. 대륙이동설과경쟁이론간의주요쟁점들 7) 1.1 불변설과수축설이가지고있던문제 (1) 불변설은떨어져있는두대륙간의고생물학적연관을설명하지못한다. 이는화석으로남아있는자료에서보이는연관성뿐만이아니라현재살아있는종들과의연관성에서도마찬가지이다. 만약대륙과바다가고정되어있어움직이지않는다면넓은대양을사이에두고관찰되는종들간의유사성을설명하기어렵다. 대륙 7) 참고 : Dunja Šešelj & Erik Weber (2012). Rationality and irrationality in the history of continental drift:was the hypothesis of continental drift worthy of putsuit?, in Studies in History and Philosophy of Science 43, p. 148.

10 414 철학논구제 42 집 이동설은초대륙을설정함으로써이러한종들간의유사성을설명하고수축설은가라앉은대륙 ( 곤드와나 ) 나가라앉은육교를설정함으로써설명할수있다. (2) 불변설은또대륙간지질학적유사성또한설명못한다. 산맥들과석탄층들은떨어져있는대서양을사이로하여양대륙간의경계에서지질학적유사성을보여주고있다. 대륙이동설은이를쉽게설명할수있는반면수축설역시대서양에가라앉은부분이역시같은지질학적구조를가지고있다고가정해야한다. 이렇게되면수축설은길고가는육교와같이식물이나동물들을위한다리같은것이아니라가라앉은대륙을설정해야하며또그것이양대륙과지질학적으로연결되어있다고설명해야한다. (3) 수축설은당시여러가지측정으로잘받아들여지고있던지각평형설 8) 과모순된다. 대륙지각으로이루어져있을육교는더무거운해양지각을뚫고가라앉을수없다. 가라앉은대륙인곤드와나도마찬가지이다. (4) 수축설은방사성동위원소와의발견이주는함의와도양립불가능한이론이었다. 물리학자들은방사성동위원소들이지구지각에분포하고있다는것을발견했다. 방사성동위원소들은붕괴되면서열을발생시킨다. 따라서이러한방사성동위원소의존재는지구가그내부적으로열을계속해서잃어왔다는수축설의주장과상충한다. 수축설을주장하던과학자들은알프스산맥의형성을설명하기위해 1200 정도가하강하였다고가정했는데이는붕괴된방사성동위원소가내뿜은열과대치되는이야기였다. (5) 수축설은대륙과대양저의열류량을설명하지못한다. 수축론자들의견해에따르면지구의표면은식어서수축하는것이므로대륙보다대양저의열류량이더커야한다. 그런데실제관측결과대륙과대양저에서의열류량은같았다. 8) 지각평형설 (isostasy) 은지각이밀도가큰하부층에떠있으면서고밀도층에의한부력과중력사이의평형을이루고있다는가설이다.

11 베게너의대륙이동설사례에서드러난과학활동에서의이론선택과정연구 대륙이동설이가지고있던문제 (1) 베게너는대륙이동을설명하기위해제안한극으로부터의원심력과조석마찰력은대륙을이동시키기에는너무약한힘이었다. 당시계산에따르면, 이힘의 100만배정도는더강한힘이필요했다. 지구 ( 를이루는땅덩이 ) 가어느정도유체처럼군다는것은정말맞는말이지만아무도해저가액체와같다고하지는않았다. 해저는밀도있는현무암으로이루어져있다. 어떻게이러한해저바닥을산산조각내는것없이대륙이이를거쳐횡적으로이동할수있단말인가? 어떤거대한힘이대륙을움직일뿐만아니라해저바닥을구겨알프스, 로키, 안데스와히말라야산맥을형성시켰단말인가? 베게너가제안한힘은실제존재하는것이긴하나너무약하다. 그힘보다 100 만배는더강한힘이필요하며, 만약그런힘이정말존재했다면물리학자에의해서분명발견되었을것이다. the earth did behave like a fluid in some respects, but no one was proposing that the ocean floors were in fact liquid: they were composed of dense, basaltic rocks. How could the continents move laterally through such floors without crumbling to bits? What enormous force not only moved the continents but had crumpled them up to form the Alps, Rockies, Andes and Himalayas? The forces which Wegener invoked did exist but they were far too weak. A force nearly times stronger was needed. and if it did exist it would surely have been noticed by physicists. 9) (2) 베게너는그린란드를탐험하면서대륙이실제로지금도이동하고있다는것을정량적으로측정하고자했다. 그러나그측정이정확하지않다는점이다른과학자들에의해드러났다. 9) Le Grand, H. E. (1988). pp ( 한글번역은본인번역 )

12 416 철학논구제 42 집 1.3 세이론이모두가지고있던문제세이론이공통적으로가지고있던문제는바로떨어져있는대륙간해안선의모양이서로비슷하다는점을세이론모두정확히설명하지못한다는것이었다. 예컨대아프리카와남아메리카대륙이그러하다. 비록베게너는이러한일치하는해안선의모양이그의가설을지지해준다고주장하였지만수축설과불변설을주장하는학자들은그모양이정확하게일치하지않는다며인정하지않았다. 1.4 무엇이더문제인가? 흔히베게너의대륙이동설이당대의받아들여지지않았던가장큰이유로거론되는것은 (5) 번이다. 그러나불변설과수축설이가지고있었던문제들과비교해보았을때대륙이동의원동력문제는그리치명적인결함으로보이지않는다. (2) 번과 (3) 번문제는불변설과수축설에완전히상충되는것이어서불변설과수축설의성립자체를흔드는것이었다면 (5) 번문제와같은경우에는단지대륙이동설을덜설득력있게만들뿐이었다. 더구나대륙이동설이원동력을정확히설명하지못했기때문에받아들여지지않았다고이야기하는것은그것의원동력이정확히규명되지않았음에도불구하고잘받아들여진많은이론들을볼때정당하지않은처사라할수도있겠다. 중력과빙하기의존재가그러하고또다윈의진화론도그렇다. 또한, 베게너의생존당시대륙의횡방향이동을설명할수있는원동력에해당하는여러가지가설들이이미많이제안되었다. 심지어아서홈즈가제안한대륙표이개념은현재판구조론에서결정적인역할을한헤스의해저확장설과매우유사하기까지하다. 10) 10) 신광복 (2001). 20 세기지질학혁명의철학적재고찰, 서울대학교과학사및과학철학협동과정이학석사학위논문, pp

13 베게너의대륙이동설사례에서드러난과학활동에서의이론선택과정연구 사회적요인에대한분석 그렇다면불변설과수축설에비해모자랄것이없어보이는대륙이동설이당대에받아들여지지않은것은사회적인요인에의해서인가? 실제로대륙이동설을둘러싼논란에대한사회학적분석이이루어져왔다. 그중스튜어트는토마스쿤의과학혁명개념에입각하여지질학혁명과정에서사회적요인이어떻게작용하였는가를정량적으로분석하였다. 그에따르면, 과학자들은자신들의이해관계와가장양립가능한이론을선택한다. 이때의이해관계는과학적요인과사회적요인을모두포함하는것인데이때과학적요인은특정문제를해결하기위해이론을사용하려는욕구를말하고사회적요인은자신의사회적지위를지키고싶은욕망, 자신이주장한이론을지키고싶은욕망등이포함된다. 그는과학자들의이해관계에해당하는여러가지변수들 ( 과학자의전공, 연구지역, 지질학저널에기고한횟수등 ) 을범주화한후상관관계를조사하여정량화한뒤, 탁월한과학자들일수록대륙표이설에저항적이었다는결론을내린다. 이러한관점에서그는과학자가이론선택을할때가장중요하게작용하는요인은바로과학자자신들이처한사회적상황에따른사회적요인들이라고주장하기에이른다. 11) 그러나그의분석에는몇가지문제가있다. 그문제는바로그가정량화한작업들에있다. 언뜻보면수치상으로드러나는결과때문에객관적으로보일수있는분석이지만, 자세히들여다보면그가 탁월한과학자 라로분류하기위해사용하는기준이항상들어맞는척도가아니라는점을발견하게된다. 이는매너드에의해먼저지적된바있다. 그에따르면, 지질학저널에논문을기고한횟수가많을수록반드시탁월한과학자가되는것은아니다. 예컨대, 당시다른분야보다논문의발표가훨씬용이했던고생물학의경우스튜어트의따르면 탁월한과학자 가되기쉬운학문이었다. 12) 11) Stewart, J. A. (1990). Drifting continents and colliding paradigms:perspectives on the geoscience revolution, Bloomington: Indiana University Press. pp

14 418 철학논구제 42 집 둘째로, 대륙이동설이과학자들의이해관계때문에패러다임전환을가져오지못하고실패한이론이라기보기에는수축설과불변설모두대륙이동설과마찬가지로지질학의지배적인이론이되지못했다는점을지적할수있다. 대륙이동설이경쟁이론을대체하기를실패했다기보다는, 오히려세이론모두지질학에서하나의패러다임이되기에는부족한후보들이었다고보는것이옳은것같다. 이처럼스튜어트는지질학혁명을쿤의과학혁명관에입각하여분석하고있는데, 필자는이러한분석이잘들어맞지않는다고본다. 왜냐하면첫째, 수축설과불변설이당대의널리퍼져있는지구관이었던것은맞으나, 지질학의지배적인패러다임으로군림했다고보기에는부족한면이많다. 대륙이동설이기존의패러다임을대신하는새로운패러다임의전환을가져오지못했다고보기보다는, 아예기존의정상과학이라고불릴만한마땅한것이없었다고본다. 둘째로대륙이동설과경쟁이론이논의되는과정을살펴보면그들의이론이 ( 아무리국소적이라할지라도 ) 공약불가능해보이지않다는점에있다. 그리고이러한점은지질학의학문적특성에서기반한것일수있다. 지질학은그특성상물리학, 화학, 생물학등기존의자연과학의업적을등에업고그것을수단으로하여탐구가이루어진다. 따라서물리학이나화학에서의패러다임이그대로유지되는한, 지질학에서의패러다임변화는그보다더작은규모에서이루질수밖에없다. 과거의사건에서언뜻보기에이해되지않은당시의사람들의선택을비합리적이라고판단하는일은반대의경우보다쉬운일인것같다. 사회적요인의개입은합리적요인으로최대한설명하려고하는시도뒤에있어야한다. 그리고대륙이동설이받아들여지지않았던것은합리적인이유로도충분히설명이가능하다고본다. 대륙이동설은판구조론의가장큰차이는바로증거들의질적, 양적차이에있다. 12) W. H. Menard(1971), 신광복 (2001) 에서재인용 (pp )

15 베게너의대륙이동설사례에서드러난과학활동에서의이론선택과정연구 베게너가제시한증거에대한분석 나오미오레스케스는베게너의대륙이동설이받아들여지지않은이유를판구조론을뒷받침했던증거와대륙이동설을뒷받침했던증거의성질에서찾았다. 그에따르면대륙이동설의증거는정성적이고관찰자의존적인것들인데반해, 판구조론을뒷받침하던증거들은기기를이용한측정데이터로, 정량적이며탈개인화된데이터였다. 그리고이러한증거들의본성에있는차이점이대륙이동설은거부당하고판구조론은수용된이유라고말한다. 13) 이에대해신광복은오레스케스의주장을비판하며베게너가제시한증거에는정량적이고관찰자의존적이지않은증거가있으나오히려그랬기때문에베게너에게전혀우호적으로작용하지못했다고말한다. 베게너가제시한그린란드에서의위치측량은육안으로쉽게관찰될수없고오직기기에의한측정에의해서만해석될수있었다. 이때의증거들은기기들이여러번의검증받는과정을거쳐야만측정결과가과학자들에게신뢰를줄수있는데, 베게너가제시한증거는이러한신뢰를줄수없었다는것이신광복의주장이다. 14) 그러나나는신광복의지적보다오레스케스의주장이더타당하다고본다. 베게너가나름대로의정량적증거를제시한것은사실이나, 판구조론의그것과비교해보았을때턱없이적은수였으며이마저도수치상의오류가있었기때문이다. 베게너가제시한정량적증거, 즉그린란드에서의측정이성공하기만했다면분명그것은대륙이동을직접적으로뒷받침할수있는강하고도좋은증거가되었을것이다. 그러나그렇다고하더라도, 그러한증거는베게너가제시한증거들중유일한것이었다. 따라서베게너가제시한증거가정량적이었기때문에오히려그의이론에불리했다는주장은무리가있다. 13) Oreskes, N. (1999). The rejection of continental drift:theory and method in American earth science, New York: Oxford University Press. 14) 신광복 (2001). pp

16 420 철학논구제 42 집 4. 대륙이동설은더추구할가치가없었나? 지금까지베게너의대륙이동설이왜받아들여지지않았는가에대하여여러가지요인들을분석하며살펴보았다. 스튜어트는사회적요인이결정적이었다고말하지만나는비합리적요소를굳이끌어들이지않는다고하더라도충분히설명가능한합리적요인이많다고결론내렸다. 베게너의대륙이동설과판구조론은동일한이론으로놓고비교할수없다. 대륙이횡적으로이동하여지금의모습을하게되었다는기본아이디어는공유하고있지만각각의이론을뒷받침하는증거들은양적으로도질적으로도큰차이를보인다. 그리고이러한증거들의차이가각각의이론이받아들여지고받아들여지지않았는지를설명하는요인으로보인다. 그렇다면이러한이론을심판대위에올려놓고근거를따져가며수용여부를결정한과학자사회는비합리적인것으로볼수없을것이다. 오히려, 전혀불가능할것같던베게너의대륙이동설을여러논의를거치면서비판적으로검토해보았다는점은당시과학자들이사회적이유를떠나합리적으로분석해보았음을드러낸다고본다. 그리고이러한생각은나만의주장이아니라, 많은연구자들에의해서지지되어왔다. 그러나여기서두번째의문이발생한다. 그의문은라우단이지적한구분에서실마리를얻은것이다. 라우단은과학이론을평가하는데있어서추구의맥락 (the context of pursuit) 과수용의맥락 (the context of acceptance) 를구분한다. 그리고이러한구별은지질학혁명과정을검토하는데있어서유용한것이라고생각한다. 지금까지살펴본바는바로수용의맥락이었다. 수용의맥락에서살펴보았을때베게너의대륙이동설이받아들여지지않은것은합리적인결론으로보인다는것이지금까지의이야기이다. 그러나어째서베게너의이론은더추구할가치가없는것으로판단되었을까? 대륙이동설이기존의이론을뒤흔들만큼괜찮은것이었다면당장정상과학으로수용되지는않는다고하더라도더많은인력과물질적지원을투자하

17 베게너의대륙이동설사례에서드러난과학활동에서의이론선택과정연구 421 여연구할가치가있는것으로판단되지는않았을까? 이러한질문아래에서베게너의대륙이동설을다시살펴보면, 스튜어트가주장하는사회적요소에개입이라는것이수용의맥락에서보다는추구의맥락에서훨씬더강력하게영향을미칠수있다는생각이든다. 어떤이론이우선이론평가의심판대위에오르면그건나름대로의합리성을바탕으로하여평가가되는듯보인다. 베게너의대륙이동설이그러했다. 그런데그심판대에오르기까지의과정, 혹은심판대에서버려진후의과정에는아주많은비합리적요소에의해둘러싸여지게되는것으로보인다. 그런판단을내린데에는판구조론으로통합되기전에여러증거들이확보된경유에있다. 판구조론의성립에는해저지형에대한방대한양의자료가결정적인역할을했다. 그리고그러한자료가쌓일수있었던계기가된것은, 바로 2차세계대전이끝난뒤전쟁에쓰였던다양한측정기기들이해저탐사에쓰일수있었기때문이다. 이처럼전쟁과같은군사적, 사회적목적으로과학기술이현격히개발된사례는역사적으로적지않다. 예컨대현대컴퓨터의초기단계로볼수있는에니악 (ENIAC) 은포탄의궤적을계산하거나수소폭탄의폭발을예측하는등군사적목적을위해이용되었고, 앨런튜링 (Alan Turing, ) 의튜링머신역시 2차세계대전때에니그마라칭해졌던독일군의암호를해독해내기위해고안되었다. 전통과학철학자들은발견의맥락과이론평가의맥락을철저히구별하여전자를논의의대상에서제외시킴으로써불필요한논쟁을피할수있었다. 이처럼수용의맥락과추구의맥락을구별지어논의한다면이론선택의과정을분석하는데있어서더유용하지않을까생각해본다. Ⅳ. 맺는말 처음이글은지질학혁명과정을요약하는데에서시작하였다. 그후베게너의대륙이동설이받아들여지지않은원인이무엇인지를살펴보기위해먼저이를먼저고찰한기존의연구들을살펴보았다. 스튜

18 422 철학논구제 42 집 어트는탁월한과학자일수록베게너의이론에적대적이었다는주장을통해그의이론이사회적요인에의해거부되었을가능성을이야기했다. 그러나이는그가범주화한사회적요인을다시들여다보았을때다른방식으로해석될여지가있다는점에서한계를가지고있었다. 또대륙이동설과판구조론이서로다른양상을보인것을사회적요인으로만돌리기에는두이론을지지해주는증거들의질과양이현격한차이를보인다는점도무시할수없다. 그리고이러한증거들에기반한분석이나오미오레스케스와신광복에의해이루어졌다. 그들의연구결과를제외하고서도지질학혁명을분석한대다수의과학철학자들과과학사학자들은베게너의대륙이동설이받아들여지지않은것이비합리적인선택이었다고보지않는다. 여기서더나아가, 나는라우단의개념구분즉수용의맥락과추구의맥락을끌어대륙이동설사례를다시살펴보았다. 수용의맥락에서살펴보았을때대륙이동설이받아들여지지않았던것은합리적인선택이었던것으로보인다. 그러나대륙이동설이수축설과불변설과대립할만큼나름대로의견실한이론이었음에도불구하고더추구할가치가없다고판단된것은그것이수용되지않았다는것과는별개의문제로파악되어야한다. 수용의맥락과는달리추구의맥락에서살펴보았을때베게너의대륙이동설을전자의경우보다더사회적인요소에취약한것으로보인다. 이러한사회적요소의개입이선택을비합리적인것으로만든다고단정할수는없지만그것이과학적합리성과는거리가있다는것은분명해보인다.

19 베게너의대륙이동설사례에서드러난과학활동에서의이론선택과정연구 423 참고문헌 Le Grand, H. E. (1988). Drifting continents and shifting theories. Cambridge: Cambridge University Press. Frankel, H. (2012). The continental drift controversy, Cambridge: Cambridge University Press. Stewart, J. A. (1990). Drifting continents and colliding paradigms: perspectives on the geoscience revolution, Bloomington: Indiana University Press. Oreskes, N. (1999). The rejection of continental drift:theory and method in American earth science, New York: Oxford University Press. Dunja Šešelj & Erik Weber (2012). Rationality and irrationality in the history of continental drift:was the hypothesis of continental drift worthy of putsuit?, in Studies in History and Philosophy of Science 43: 라우든, 래리, 이유선옮김 (1994). 과학과가치 : 과학의목적과과학논쟁에서의그역할, 민음사. 쿤, 토마스, 김명자옮김 (2006). 과학혁명의구조, 까치글방. 최덕근 (2003). 지구의이해, 서울대학교출판부. 신광복 (2001). 20세기지질학혁명의철학적재고찰, 서울대학교과학사및과학철학협동과정이학석사학위논문.

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