형식과학

형식과학

형식과학은 추상적 구조에 기반한 여러 가지 규칙인 형식에 대해 연구하는 과학의 한 분야이다. 협의의 과학인 자연과학과 갖는 차이점은, 자연과학은 인간의 경험에 기반을 두는 반면 형식과학은 인간의 사고에 기반한 추상적 대상에 기반을 둔다는 것이다.

형식과학의 가장 큰 특징은 바로 다루는 대상이 현실에 존재하지 않는다는 것이다. 일반적으로 과학은 현실 세계에서 일어나는 여러 가지 현상들을 설명하는 데에 집중하는 반면, 형식과학은 철저히 추상적인 세계에서 일어나는 현상에 집중한다. 이에 다른 과학과 달리 더 이상 거슬러 올라갈 수 없는 기초적인 근거가 되는 명제의 존재가 필요해지고, 이것이 바로 공리이다.
모든 형식과학은 이 공리에 기반을 둔다. 따라서 공리를 어떻게 잡느냐에 따라 학문의 구조가 완전히 달라질 수 있게 된다.

형식과학의 또 다른 특징은 자연과학이나 사회과학을 기술함에 있어 필수적으로 사용된다는 점이다. 비록 현실의 대상을 다루지는 않지만, 현실을 기술하는 다른 학문의 표현 형식을 제공한다는 점에서 형식과학은 과학의 역할을 하고 있다고 볼 수 있다.

형식과학에 속하는 학문 분과 간에는 본질적으로 동일하지만 따라 다르게 명명되는 연구 주제들이 있다. 예컨대, 논리학의 러셀의 역설, 수학의 불완전성 정리, 컴퓨터과학의 정지 문제, 언어학의 그렐린-넬슨 역설과 본질적으로 동일하다. 이는 겉보기에 상이해 보이는 세부 분과들을 포괄하는 범주로서의 형식과학의 타당성을 제시한다.


요약하자면 형식과학은
경험적 사실이나 경험적 개념을 대상으로 하지 않는 과학이다.


하위학문으로는

1. 논리학
주어진 전제로부터 올바른 결론을 도출하기 위한 학문이다. 형식과학 중에서도 가장 기초적인 성격을 갖고 있다.

2. 수학
수량이나 공간의 구조와 성질, 변화, 논리 등의 원리를 연구하는 학문이다. 수학은 본래 어떤 방정식의 해를 구하거나, 도형의 넓이나 둘레를 구하는 등 매우 실용적인 문제를 해결하기 위해 탄생하였고, 중세 수학, 더 나아가 근대 초기 수학까지도 직관적인 부분이 상당했지만, 오귀스탱 루이 코시가 미적분학을 엄밀하게 정립한 해석학을 창시한 이후부터 엄격한 논리 기반의 추상적인 학문으로 발전하였다

3. 통계학
현실의 여러 현상에서 나타나는 불확실성에 대한 논리를 부여하는 학문이다. 현대 자연과학의 주요 흐름은 정적인 것이 아닌 동적이고 예측불가능한 것들을 연구하는 것인데, 여기에서 통계는 핵심적인 도구를 담당하고 있다. 수학과의 연관성이 깊고, 두 학문의 공통 분야로 수리통계학(이론 통계학)이 존재한다.

4. 시스템과학
세계를 구성하는 시스템에 대해 연구하는 학문이다. 시스템이란 둘 이상의 객체나 요소들이 정의된 목적 달성을 위해 서로 유기적으로 상호작용하여 시너지 효과를 발휘하는 체계를 말하며, 자연, 인간 사회, 인지, 공학, 그리고 과학 그 자체까지 다양한 것들이 시스템 과학의 대상에 포함된다.

5. 이론 컴퓨터과학
이론 컴퓨터 과학(영어: theoretical computer science) 또는 이론 전산학은 컴퓨터과학과 수학의 한 분야로, 컴퓨터나 계산 과정의 추상적이고 근본적인 원리를 연구하는 학문이다. 기본적으로 '계산'이라는 행위에 대해 깊이 접근하는 만큼 역시 수학과의 연관성이 깊다. 실제로 이론 전산학 분야로 진출하고자 한다면 수학에 상당히 조예가 깊어야 한다.

형식과학이라는 용어는 같은 과학 분야인 자연과학, 사회과학 등과 달리 상당히 생소하게 느껴질 수 있다. 형식을 연구한다는 말 자체가 잘 와닿지 않기도 하고, 관련 학계가 아닌 이상 잘 사용하지도 않을 만큼 대중적으로 널리 알려진 용어도 아니기 때문이다.

형식 과학은 경험적 사실이나 경험적 개념을 대상으로 하지 않는 과학이다. 그러나 이러한 과학의 분류 방식 자체가 임마누엘 칸트의 비판주의의 입장에 서 있다. 따라서 오늘날에는 고전적인 분류로 보며 만족스러운 분류라고는 할 수 없다.
유명한 백과사전 중 하나인 브리태니커 백과사전이나 스탠퍼드 철학 백과사전 등에는 아예 formal science(형식과학)라는 항목이 존재하지 않는다.