현대 과학의 분야란

현대 과학의 분야란

현대 과학은 일반적으로 자연, 사회, 형식의 세 가지 과학 분야로 나뉜다. 이러한 각 분야는 독자적인 명명법과 전문 지식을 가진 다양한 전문적인 과학 분야로 구성되어 있다. 자연과학과 사회과학은 다른 연구원들에 의해 그 타당성을 검증받을 수 있기 때문에 모두 경험적 관찰을 기반으로 한다.

자연 과학

자연과학은 물리 세계의 연구이다. 자연과학은 생명과학과 물리과학의 두 가지 과학으로 나눌 수 있다. 이들 두 분야는 더욱 전문적으로 나뉜다. 예를 들면 물리과학은 화학, 물리학, 지구과학, 천문학으로 나뉜다. 현대 자연과학은 고대 그리스에서 시작된 자연철학의 유산이다. 갈릴레오, 베이컨, 뉴턴, 데카르는 보다 수학적이고 더 실험적인 방법을 사용하는 것의 이로은점에 대해 논의했다. 그러나 종종 철학적 관점과 추측, 가정은 자연과학에서 여전히 필요하다. 발견과학을 포함한 체계적인 데이터 수집은 16세기에 식물, 광물, 동물 등을 분류하고 기술함으로써 출현한 자연사를 계승한 것이다.

사회 과학

사회과학은 사회의 기능과 인간의 행동을 연구하는 학문이다. 인류학, 경제학, 역사, 인문지리학, 정치과학, 사회학, 심리학을 포함하지만 이외에도 많은 학문 분야가 있다. 사회과학에는 서로 경합하는 이론적 관점이 존재하며, 그 대부분은 사회학에서의 대립 이론가, 상호작용 주의자 등의 경합하는 연구 프로그램을 통해 확장된다. 사회과학자들은 개인 집단이나 복잡한 상황에서 제어 실험을 수행하기에는 제한이 있기 때문에 역사적 방법, 사례 연구, 이 문화 연구 등의 다른 연구 방법을 채택할 수 있다. 게다가 정량적인 정보가 이용 가능하다면 사회과학자들은 사회관계와 프로세스를 잘 이해하기 위해 통계적 접근법에 의존할 수 있다.

형식 과학

형식 과학은 형식적인 시스템을 사용하여 지식을 생성하는 연구분야이다. 형식 체계는 일련의 규칙에 따라 공리로부터 정리를 추론하는 데 사용되는 추상적인 구조이다. 여기에는 수학, 이론적 컴퓨터 과학 및 시스템 이론이 포함된다. 형식 과학은 한 지식 영역에 대한 객관적이고 신중하며 체계적인 연구에 의존하고 다른 두 분야와 유사점을 공유하고 있다. 그러나 형식과학은 추상적인 개념을 검증하기 위해 경험적 증거 없이 연역적 추론에만 의존하기 때문에 경험과학과는 다르다. 하지만 형식과학은 경험과학에서 중요한 역할을 하고 있다. 예를 들어 미적분학은 물리학의 운동을 이해하기 위해 최초로 발견되었다. 수학적 응용에 크게 의존하는 자연과학과 사회과학에는 경제학, 수학, 물리학, 화학 및 생물학이 있다.

응용과학

응용과학은 실용적인 목표를 달성하기 위한 과학적 방법과 지식의 사용으로 공학이나 의학, 건축학 등 폭넓은 분야를 포함한다. 공학은 기계, 구조 및 기술을 발명, 설계 및 구축하기 위한 과학적 원칙의 방법이다. 과학은 새로운 기술 개발에 기여할 수 있다. 의학은 부상 또는 질병의 예방, 진단 및 치료를 통해 건강을 유지 및 회복함으로써 환자를 돌보는 학문이다. 응용과학은 종종 자연계의 사건을 설명하고 예측하는 과학 이론이나 법칙을 발전시키는 것에 초점을 맞추고 있는 기초과학과는 대비된다.

계산 과학과 학제적 과학

계산 과학은 현실 세계의 상황을 시뮬레이션하기 위해 컴퓨팅 능력을 적용하여 정식 수학만으로는 달성할 수 없는 과학적 문제를 더 잘 이해하도록 한다. 기계학습과 인공지능의 사용은 예를 들어 계산 경제학, 랜덤 포레스트, 토픽 모델링 및 다양한 예측 형태에서 과학에 대한 중심적 특징이 되고 있다. 그러나 기계만으로는 인간의 지도력이나 이성을 필요로 하기 때문에 지식을 발전시키는 일은 거의 없다. 또한 특정 사회 집단에 대해 편견을 일으키거나 때로는 인간에 대한 불충분한 행위를 초래한다. 학제적 과학은 둘 이상의 분야를 하나로 통합하는 것을 말한다. 예를 들어 생물정보학, 생물학과 컴퓨터 과학의 조합이 있다. 이 개념은 고대 그리스에서 존재했고, 20세기에 인기를 얻었다.

과학 연구

과학 연구는 기초연구 또는 응용연구 중 하나이다. 기초연구는 지식의 탐구이면 응용연구는 이 지식을 이용하여 실질적인 문제에 대한 해결책을 찾는 것이다. 대부분의 이해는 기본적인 연구에서 나오지만 때로는 응용연구에서 나올 때도 있다. 과학적 연구는 자연에서 일어나는 일을 재현 가능한 방법으로 객관적으로 설명하려는 과학적 방법을 사용하는 것이다. 과학자들은 보통 과학적 방법을 정당화하기 위해 필요한 일련의 기본적인 가정을 해야 한다고 생각한다. 모든 합리적 관찰자가 공유하는 객관적 사실이 존재하며, 이 객관적 사실은 자연법칙에 의해 지배되고 있다. 이 법칙들은 체계적인 관찰과 실험을 통해 발견됐다. 수학은 정량적 모델링, 측정, 수집에 널리 사용되기 때문에 가설, 이론, 법칙 형성에 필수적이다. 통계학은 데이터 요약과 분석에 사용되며 과학자는 실험 결과의 신뢰성을 평가할 수 있다. 과학적 방법으로는 설명 사고 실험 또는 가설이 퍼시먼 원리를 사용한 설명으로 제시되어 관찰 또는 과학적 질문과 관련된 사실에 적합하도록 합의를 구한다. 이 잠정적인 설명은 일반적으로 실험에 의해 테스트되기 전에 가능한 예측을 작성하는 데 사용된다. 실험은 오차를 피하기 위해 인과관계를 확립하는데 중요하지만 천문학이나 지질학 등 일부 과학에서는 예측된 관측이 더 중요할 때가 있다. 가설이 엉터리라고 증명될 경우 수정 또는 파기된다. 가설이 시험에 통과할 경우, 그것은 과학 이론의 틀, 타당한 합리화된 모델 또는 특정 자연사 상의 거동을 기술하는 틀에 채택될 가능성이 있다. 이론은 보통 가설보다 훨씬 광범위한 관측치의 거동을 기술한다. 일반적으로 다수의 가설은 단일 이론에서 논리적으로 결합된다. 따라서 이론은 다른 여러 가설을 설명하는 가설이다. 그런 맥락에서 이론은 가설과 동일한 과학 원리의 대부분에 따라 공식화된다.

 

 

현대 과학의 분야에 대해 알아보았습니다. 다음 번에는 더욱 흥미로운 과학 분야에 대해 알아보도록 하겠습니다.