가설 연역법
가설-연역법은 귀납법과 연역법이 안고 있는 문제를 극복하기 위해 제시된 과학적 방법이다. 반귀납주의는 귀납적 논증이 실제로 가설을 제시하고 그것을 바탕으로 잠정적 결론을 도출하며, 관찰과 경험을 통해 그 결론의 진위를 검증하는 과정을 통해 이루어진다고 믿는다. 논리경험주의와 반증주의는 이러한 반귀납주의의 주장을 수용하여 마하의 실증주의와 러셀의 기호논리학을 결합하여 가설-연역적 방법을 제시하였다.
1. 가설과 예상의 구분
가설은 실험을 통하여 이론을 증명하는 데 사용되거나 예상을 만드는 진술로서 예상과 다르다. 예상이 경험의존적임에 비하여 가설은 전제의존적이다. (자신의 경험에 비추어 볼 때) '녹색 사과는 신맛이 날 것이다'나 '물 위에 세워진 촛불을 컵으로 덮으면 촛불이 꺼질 것이다'는 예상 혹은 경험적 짐작이고, '녹색 사과에는 당분이 적거나 없기 때문에 신맛이 날 것이다'나 '물 위에 세워진 촛불을 컵으로 덮으면 산소가 소모되어 촛불이 꺼질 것이다'는 가설의 예라 할 수 있다.
2. 연역(deduction)이란 기대된 결과를 가져오기 위하여 제안된 실험 또는 관찰로서 가설 또는 일반화를 결합시키는 정신적 과정을 말하기도 한다. 이러한 가설과 연역의 합성어인 가설-연역적사고는 어떤 사물을 통일적으로 설명하기 위하여 둘 이상의 가설을 세워서 검증하는 방법으로 어떤 사물이나 현상을 연구하는 경우 관찰, 실험, 조사 등으로 입수된 자료를 검토하여 가설을 세운다.
3. 근본적인 전제가 되는 가설은 실험이나 경험에 의해 증명될 수 없기 때문에 실천을 통하여 검증되어야 한다. 즉 그 가설로부터 몇 개의 명제가 연역되고 그것이 실험이나 관찰, 관측을 통하여 조사됨으로써 그 결과가 전제로 삼은 가설의 참됨 또는 거짓됨을 검증한다.
4. 연역법은 전제되는 가설을 참으로 가정하고 출발하는 데 반하여, 가설-연역적 추론은 전제로 삼은 가설이 참 또는 거짓인지 알아내는 것에 큰 비중을 둔다. 제시된 명제가 전부 실험에 합격하는 것이 확인되면 원래의 가설은 진리성을 지닌 이론이라는 자격을 얻는다. 검증의 결과가 불만족스러운 경우에는 처음에 설정한 가설을 수정하거나 파기한 뒤, 객관적 실재를 좀 더 정확하게 반영하고 검증에 합격할 가능성이 있는 가설을 다시 설정하여야 한다. 이러한 추론 방식은 마하의 실증주의와 러셀의 기호논리학이 결합하여 이루어졌다.
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가설-연역법을 과학적 방법으로 적용하는 과정에서는 귀납법과 연역법이 둘 다 적용된다. 관찰의 결과를 바탕으로 포괄적인 명제를 진술하는 단계는 귀납적 일반화 과정이며, 그 일반화된 명제에서 검증할 가설을 도출하는 과정은 연역적 추리이다. 이러한 기능적 특성 때문에 가설-연역법은 귀납법 및 연역법과 뚜렷하게 구분된다. 연역법이 전제를 참으로 가정하는 것과 대조적으로, 가설-연역법은 전제의 진위에 관심을 둔다. 또한 귀납법이 가설을 내세우지 않음에 비해, 가설-연역법은 가설을 설정하고 그것을 검증하기 위해 실시된다. |
5. 경험 귀납적 사고 패턴은 학생들이 정확하게 순서를 정하도록 할 수 있으며, 그들 자신 내에 있는 인식할 수 있는 사물, 사건, 상황들을 기술한다. 한편 가설-연역적 사고 패턴은 학생들에게 기술하는 것을 넘어 연속적인 것에 대한 가설적 설명(관찰할 수 없는)을 창조하고 검증하게 한다.
6. 가설-연역의 단계 (대안적 가설의 검증)
① 결합적 사고 비록 몇 가지가 자연에서 실현되지 않는다 해도, 개인은 실험적 또는 이론적 상태의 모든 가능한 관계를 체계적으로 고려한다.
② 변수들의 확인과 조절
가설을 검증하기 위하여 개인은 조사되어야 할 것을 제외한 모든 변수들을 조절하는 모든 알려진 변수들을 고려하고 검증할 필요가 있다.
③ 비례적 사고
개인은 관찰할 수 있거나 또는 이론적인 변수들에 의해서 기술된 상황에서 상호관계 사이의 관계를 인식하고 해석한다.
④ 개연성 사고
자연현상은 자체적으로 격에 맞게 개연성이 있고 어떤 결론이나 설명은 개연적인 고려를 포함해야 한다.
⑤ 상관적 사고
임의의 변동에도 불구하고 개인은 전체 사례수를 가지고 확고하거나 확고하지 않은 가설적 관계의 사례수를 비교함으로 연구 중에 현상의 원인 또는 관계를 인식할 수 있다.
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[가설연역법의 과정] -새로운 개념이나 이론을 검증하기 위한 또는 관찰사실을 설명하기 위한 일반화 명제의 제시 -그에 바탕을 둔 초기 조건의 설정 -가설과 초기 조건에서 예측 언명의 도출 -예측 언명의 검증 |
구체적으로 취해진 이러한 사고 유형은 개인에게 상황에 대한 추론을 위하여 출발점으로서 가정된 진술(추정)을 받아들이도록 할 수 있다. 그것들은 가설적이고 연역적으로 추론할 수 있다. 다시 말해서, 그것들은 요인들의 가능한 관계를 상상할 수 있으며, 이들과 관련된 결과를 연역할 수 있고 그런 후 그들 결과중의 어떤 것이 실제적으로 발생하는지 경험적으로 확인할 수 있다.
<경험-귀납적 사고와 가설-연역적 사고의 특성>
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경험-귀납적 사고 |
가설-연역적 사고 |
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① 유사한 행동, 사물 그리고 관찰할 수 있는 특성을 위하여 필요한 관련물이다. ② 사고가 관찰로 시작된다. ③ 긴 과정에서 단계적 교육이 필요하다. ④ 다양한 진술 사이에 일관성이 없거나 다른 알려진 사실과 대조적이며, 자기 자신의 사고 패턴을 알지 못한다. |
① 이차적 순서 관계, 가설적 특성, 기본원리, 이론으로 논증할 수 있다. 상징을 사용하여 사고를 표현한다. ② 상상된 가능성으로 사고를 시작할 수 있다. ③ 어떤 전체적인 목표와 자원을 주어진 긴 과정으로 설계할 수 있다. ④ 다른 주어진 정보에 호소함으로서 결론의 타당성을 실제적으로 검토하고 자신의 사고 패턴을 인식하고 비평한다. |
5. 귀추법
① 가설-연역법의 변형 혹은 귀납법의 일종으로 귀추법(abduction)이 있다. 귀추법은 퍼스가 처음으로 사용한 것으로 증거에 바탕을 둔 가설의 개연성에 관한 추론이다.
② 귀추법은 관찰 증거가 먼저 제시되고, 그에 관한 가설이 나중에 제시되는 추론이다.
[귀추법의 일반형식]
- 어떤 현상 E가 관찰되었다.
- 만일 가설 H가 참이라면, E가 관찰된다.
- 그러므로 가설 H가 참일 가능성이 있다.
[실례]
- 철수가 기침한다.
- 만일 감기에 걸리면, 기침한다.
- 그러므로 철수는 감기에 걸렸다.
③ 귀추법은 가설-연역법의 한 가지 유형으로서 최선의 설명추론(inference to the best explanation)으로 불리기도 한다.
④ 귀추법은 가설이 먼저 제시되고 관찰 증거가 그 다음에 제시되는 가설-연역법과 구분된다. 그것은 관찰을 통해 수집한 증거를 바탕으로 직접 일반화(가설형식의)를 이끌어내는 귀납법과도 비교된다.
6. 가설-연역법의 문제와 한계
① 가설 연역법은 과학 및 그 활동의 논리적이고 합리적인 특성을 강조할 뿐 심리학적 사회학적 측면을 소홀히 다룬다. 각급 학교의 과학교육 현장에서 적용하는 가설 연역법은 상상력과 호기심이 과학지식의 형성 및 발달에 미치는 영향을 경시하고 최초에 가설이 어떻게 설정되었는지도 밝히지 못한다.
② 가설 연역법은 귀납법과 연역법을 적용하기 때문에 그것을 실제로 적용할 때는 귀납적 일반화와 연역적 추리에서 드러나는 문제와 한계가 그대로 나타난다.
③ 가설 연역법은 논리적 추론 방법이기 때문에 과학지식을 구성하는 단계보다는 그 정당화단계에서 더 큰 효과를 내는 한계를 지닌다. 이 방법은 또한 보조 가설과 대안 가설이 제기되는 상황에 적용하기 어려운 난점도 지니고 있다.
④ 가설 연역법은 가설의 검증에 목적을 두고 있기 때문에 가설을 제시하지 않는 실태조사에는 적용할 수 없다.