법칙
Law, 法則
과학 활동에서 핵심적인 개념 중 하나. 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 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).
이러한 특징들을 만족시키는 법칙의 본성이 무엇인지를 해명하는 것은 20세기 이래 과학철학 및 형이상학 등의 주된 과제 가운데 하나였다.
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.
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.
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.
예로 뉴턴의 운동법칙 중 하나인 F = ma에 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.
말 그대로 많은 작품에서 다루는 클리셰.
1. 과학에서의 법칙
과학 활동에서 핵심적인 개념 중 하나. 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 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 ($$ \forall x (Fx \to Gx) $$)"라는 논리적 형태를 띠는 명제다. 특수한 사례들에만 적용되는 것은 법칙이 아니다.
- 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.
이러한 특징들을 만족시키는 법칙의 본성이 무엇인지를 해명하는 것은 20세기 이래 과학철학 및 형이상학 등의 주된 과제 가운데 하나였다.
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.
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.
1.2. 법칙을 무시하는 이론의 예시
예로 뉴턴의 운동법칙 중 하나인 F = ma에 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
2. 반드시 지켜야만 하는 규범
3. 대부분의 작품에서 통용되는 규칙
말 그대로 많은 작품에서 다루는 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.