제4주 과학적 연구의 논리

1. 과학적 연구의 개념

과학은 자연현상이나 사회현상에 내재하고 있는 진리를 객관적인 접근방식에 의해 규명하는 과정이다. 과학의 대상은 모든 자연현상이나 사회현상이므로 가치관이나 철학 등 주관적 요소를 배제한다. 과학은 계량적 방법(실증적 방법)에 의해서 지식을 축적하는 방법론이나 이론을 도출하는 과정이다. 과학의 목적은 어떤 현상을 설명하는 이론을 제시하는 것이다.

연구(research)는 탐색(search)을 반복하여 정밀하게 살펴보고 확인한다는 의미이다. 연구(research) 또는 탐구(inquiry)란 의문점이나 문제에 대한 해답을 얻는 과정이나 절차를 의미한다. 즉 문제에 대하여 잠정적인 해답을 제시한 후에 그 해답에 대한 진위를 검증하는 과정이다(연구보고서, 학술논문).

사회과학은 사회현상(social phenomena)을 과학적 방법을 통하여 연구하는 학문분야이다. 사회과학은 사회 안에서 일어나는 여러 현상들을 과학적으로 기술(describe), 설명(explain), 예측(predict)하는 것을 목적으로 한다. 사회현상이란 사회 안의 인간 혹은 인간들의 상호작용, 그리고 사회 안의 집합체들 사이에서 일어나는 모든 현상을 의미한다.

현상은 관찰할 수 있는 실체(reality)의 모든 부분을 말하는데, 이러한 현상을 변수(variable)라고 한다. 변수(variable, 변인)는 잘 만들어진 분류틀이나 측정들에 의해 기록될 수 있는 일련의 값을 가지고 있는 물체나 사건을 지칭한다. 변수는 다른 변수에 영향을 주는 독립변수(independent variable), 다른 변수의 영향을 받는 종속변수(dependent variable), 그리고 독립변수와 종속변수 사이에서 두 변수의 관계에 영향을 미치는 중개변수(intervening variable)로 나눌 수 있다.

측정(measurement)은 변수들이 가진 여러 가지 속성들에게 숫자를 부여하는 행위 혹은 틀을 말한다. 일정한 법칙에 따라 변수들의 값에 숫자를 부여하는 것을 말한다.

사회과학의 연구절차는 연구문제의 설정, 연구방법의 결정, 연구결과의 도출로 이어진다.

1) 연구문제

연구를 시작할 때 연구문제의 중요성, 적합성과 연구문제의 적용한계 등을 충분히 고려해야 한다. 연구문제가 결정되면 기존의 연구결과나 문헌 등을 통하여 관련된 이론들을 조사해야 한다. 그 다음에 최종적인 연구문제를 확정하고 거기에 맞는 연구가설을 세워야 한다. 관찰하고자 하는 변수들을 연구목적에 맞게 조작적으로 정의하고 변수들은 계량적 측정이 가능하도록 정의해야 한다.

2) 연구방법

연구방법은 가설을 검증하는 과정으로 연구에 필요한 자료의 수집, 분석의 과정을 뜻한다. 이것은 연구에 필요한 실증적 자료를 수집하고, 그것을 분석하기 위한 모든 방법과 절차를 설정하고 실행계획을 세우는 연구설계(research design)와 연구하려는 모집단에서 조사대상자를 표집하는 과정, 즉 표집의 종류와 크기를 결정하여 실행하는 과정이다. 연구방법은 통계적 자료를 수집하고, 그 자료를 분석하여 조사결과를 얻어내는 과정이다. 연구방법에서는 자료의 타당도와 신뢰도를 검토해야 한다.

3) 연구결과

연구의 마지막 작업은 결과로 나온 통계치를 가지고 모집단의 속성을 추론해내고 일반화하는 것이다. 과학의 산물은 지식체계나 이론이다. 이 과정에서는 연구결과에 대한 연구자 자신의 의견을 제시하는 것도 중요하다.

2. 과학적 방법

과학적 연구방법이란 연구의 대상이 되는 현상을 체계적이고 정확하게 관찰하는 방법을 말한다. 이것은 “현상들 사이에 가정된 관계에 대한 가설적 명제들을 체계적으로 통제된 관찰을 통하여 실증적이고 비판적으로 검증하는 방법(Kerling)”이다. 과학적 연구방법은 어떤 현상을 체계적이고 객관적으로 관찰하여, 그 현상의 속성이나 관계를 기술하고 설명하고 예측하는 방법이다. 사회과학의 목적은 기술, 설명, 예측이다.

1) 기술, 설명, 예측

(1) 기술(description)은 현상 그 자체의 속성을 있는 그대로 알아보는 것으로 변수 값의 상태를 기술하는 경우와 두 개 이상의 변수간 관계를 기술하는 경우가 있다. 즉 기술은 관찰된 사실을 일반적인 수준에서 요약하여 기록함으로써 현상 자체의 속성을 있는 그대로 보여주는 것이다.

(2) 설명(explanation)은 현상에 대하여 원인을 밝히는 것이다. 이것은 과학적 검증과정을 통하여 변수들의 속성에 대한 원인을 알아내는 것이다. 즉 설명은 어떤 현상에 대한 기술을 넘어서 그 현상이 일어나게 된 이유 또는 원인을 밝히는 것이다. 설명에는 연역적 설명과 확률적 설명이 있다. 연역적 설명은 어떤 현상이 확립된 일반법칙으로부터 도출될 수 있다는 것을 보여줌으로써 현상을 설명한다. 확률적 설명(귀납적 설명)은 어떤 현상을 설명하기 위해 과거의 관찰에 기반을 둔 확률적 일반화에 의존하는 설명이다.

(3) 예측(prediction)은 변수들간의 관계를 밝혀서 미래의 사실에서 그 현상을 과학적 근거를 가지고 미리 서술하는 것이다. 예측은 이론의 한 측면으로 이론의 기초적인 명제로부터 보다 복잡한 명제를 추론하는 것 또는 관찰에 의해 입증될 수 있는 미래의 사회적 현상의 특정한 측면에 관한 예상이나 기대의 진술이다.

(4) 통제(control)는 현상을 결정하는 사건을 조작하는 것이다. 인간의 행태, 사회현상이 발생하는 원인을 알게 되면 이러한 원인(선행조건)을 조작하여 현상을 바람직한 방향으로 통제할 수 있다.

2) 통계방법

통계학(statistics)은 불확실한 상황에서 수집된 자료를 체계적으로 수집하고 분석하여 대상문제에 대한 의사결정을 지원하는 학문이다. 통계학은 현상에 대한 분석과 미래에 대한 예측과 의사결정을 내리는 것으로서 과학적 이론과 실증적 연구방법을 포함한다. 그러나 통계학이 다루는 내용은 하나의 사회현상에 대하여 여러 가지 분석이 가능하며 하나로 결론을 지을 수 없는 것이다.

과학적 방법의 명확한 특징은 변수들을 수량화하여 연구하는 것이다. 수량화된 연구에서 절대적으로 필요한 것이 통계적 방법이다. 통계적 방법은 응용수학의 한 분야로서 관찰을 통하여 얻은 현상에 관한 지식을 기술하고, 그 지식을 가지고 실제현상을 추론해내는 과정이다. 통계방법은 주로 행태주의 관점에서 사회과학을 연구할 때 필요로 하는 계량적 분석이다.

통계방법은 (1) 많은 자료를 수량적으로 처리하여 축소하고, (2) 표본 및 표집을 통하여 모집단의 속성을 추론하고, (3) 의사결정에 도움을 받는데 유용하다(Kerlinger). 여기에서 모집단(population)은 관찰한 특성을 가지고 추상적으로 정의한 사례들이다. 이것은 표본의 값을 일반화할 수 있는 사례의 범위이다. 표본(sample)이란 모집단을 대표할 수 있도록 모집단에서 선택한 사례들이다. 그리고 표본에서 측정한 값을 수학적으로 계산한 결과를 가지고 모집단을 추론하게 되는데, 이러한 과정을 “통계의 과정”이라고 한다.

산술평균을 수학공식으로 표현하면 다음과 같다.

M = ΣX/N

M=산술평균(또는 Ẋ로도 표기), ΣX=측정값들의 합, N=전체사례의 수

이렇게 계산된 산술평균을 가지고 표본이 대표하는 모집단의 값을 추론하고, 이러한 추론과정을 통해 실제현상을 이해할 수 있다. 이러한 계산의 결과로 나타난 값을 통계치(statistic)라고 하며, 이와 같이 표본의 통계치를 가지고 모집단의 속성을 기술하는 것을 표본통계(sampling statistics)라 한다. 이에 반해 모집단의 모든 자료가 알려진 상황에서 그 모집단의 속성을 기술하는 것을 기술통계(descriptive statistics)라 한다.

3) SPSS

SPSS(Statistical Package for the Social Science)는 컴퓨터를 이용하여 복잡한 자료를 편리하고 쉽게 처리 분석할 있는 통계분석 전용소프트웨어이다. SPSSWIN은 SPSS 통계패키지의 한 분야로서 개인용 컴퓨터(personal computer)에서 이용할 수 있는 프로그램이다. 이것은 통계에 관한 전문지식이 없거나 컴퓨터에 익숙하지 않은 사람도 쉽게 이용할 수 있게 되어있다. 또 SAS(Statistical Analysis System)도 데이터분석과 보고서 작성을 목적으로 하는 컴퓨터소프트웨어시스템이다.

SPSSWIN은 기본적으로 7개의 창(Window)으로 구성되어 있다. 이것들은 데이터편집기, 출력결과 항해사, 피벗표편집기, 도표편집기, 텍스트 출력결과 편집기, 명령문편집기, 스크립트편집기 등이 있다.

(1) 데이터편집기 :데이터편집기는 사용자가 분석하려는 자료를 나타내준다. 이 창을 통해서 새로운 자료를 만들거나 기존의 자료를 편집하여 통계분석에 알맞도록 변환하는 것이 가능하다. 이 창은 파일, 편집, 보기, 데이터, 변환, 통계분석, 그래프, 유틸리티, 창, 도움말 등의 메뉴로 구성되어 있다.

(2) 출력결과 항해사 :출력결과 항해사는 통계분석을 실시한 작업의 결과를 나타낸다. 결과물은 나중에 수정 또는 저장이 가능하고, 2개이상의 창을 동시에 여는 것이 가능하다.

(3) 피벗표편집기 :피벗표에 표시된 출력결과는 피벗표편집기를 통해서 여러 가지 방법으로 수정된다. 텍스트를 편집하고 행과 열의  데이터를 전환하며 색상을 추가하거나 다항표를 작성하고 선택적으로 결과를 감추거나 나타낼 수 있다.

(4) 도표편집기 :도표편집기는 출력결과 항해사에서 작성된 차트를 사용자의 의도대로 편집, 저장할 수 있다.

(5) 텍스트 출력결과 편집기 :피벗표에 나타나지 않은 텍스트 출력결과는 텍스트 출력결과 및 글꼴특성을 바꿀 수 있다.

(6) 명령문편집기 :대화상자 선택사항을 명령문 창에 붙여 넣어 선택사항 명령문 형식으로 표시할 수 있다. 명령문을 편집하고 대화상자에서 사용할 수 없는 특수기능을 사용할 수 있다.

(7) 스크립트편집기 :스크립트작업과 OLE자동화로 SPSS의 여러 작업을 사용자 정의하고 자동화할 수 있다. 스크립트 편집기로 기본 스크립트를 작성하고 수정할 수 있다.

3. 과학의 발전과정

1) Thomas Kuhn의 관점

과학의 발전은 과학적 업적의 단순한 축적에 의해 이루어지는 것이 아니라 변칙적․무작위적 발견이나 검증에 의해 이루어진다.

(1) 패러다임(paradigm)

패러다임은 한 연구분야에 대한 과학적 연구를 가능케 하는 일정한 지배적 이론 또는 접근방법이 일관성 있게 정립되어 그 분야의 연구문제 해결을 위해 조직화하고 방향을 제시해 주는 준거 또는 모형이다. 이것은 이론, 원리, 원형, 모범이라는 의미를 함축하는 것으로서 동시대의 학자들이 공통적으로 가지고 있는 신념체계를 의미한다. 올바른 패러다임의 발전은 그 학문의 과학화를 위해 필요불가결한 전제이다. 패러다임을 갖는 학문이야말로 정상과학으로의 성립이 가능하다. 즉, 한 패러다임이 발전되고 그에 따라 연구가 점점 진화될 때 한 과학분야의 발전이 이루어진다.

(2) 패러다임의 기능

T. Kuhn이 제시하는 패러다임의 특징적 조건들은 a) 연구대상에 대한 과감한 새로운 개념화를 제시한다. b) 경험적 근거를 제시하여 주는 새로운 연구전략 또는 방법론의 절차를 제시한다. c) 새로운 문제해결을 가능하게 한다. d) 이전에는 설명할 수 없었던 현상에 대해서는 설명을 가능하게 한다.

(3) 정상과학과 혁명적 과학

정상과학(normal science)은 기존의 패러다임을 기반으로 지식의 축적이 이루어지는 것을 말한다. 즉 이전의 축적된 확고한 기반 하에 연구가 이루어짐으로써 점진적 과학의 발전이 이루어진다는 주장이다. 이는 기존의 패러다임을 벗어나지 못하고 이에 집착하여 새로운 것을 찾고자 하는 노력을 저하시켜 과학의 발전을 저해한다.

Kuhn에 의하면, 변칙적, 무작위적 발견이나 확인에 의해 새로운 패러다임이 출현하여 과학의 발전이 이루어진다는 것이다. 과학의 발전은 과거의 축적된 지식을 바탕으로 이루어지는 것이 아니라 어느 한 순간의 급격한 변화에 의해서 이루어진다. 급격한 변화란 기존의 패러다임을 완전히 부정하고 이를 대체하는 새로운 패러다임의 출현을 의미하며 Kuhn은 이를 혁명적 과학(revolution science)이라 한다.

패러다임은 점진적으로 변하는 것이 아니라 과학적 혁명에 의하여 기존의 패러다임과는 다른 새로운 패러다임의 혁신적으로 등장하는 것이다. 과학은 ‘기존 패러다임 → 위기 → 새로운 패러다임 → 갈등 → 수요 → 정상과학 → 위기 …’라는 과정으로 발전한다. 그러나 Paradigm은 특정시대의 공유하는 신념체계로써 문제선정, 자료평가, 이론개발 등의 지침이 되지만, 직접 경험적 연구의 지침이 될 수는 없다

2) Kahl Popper의 관점

과학은 기존의 지식체계에 대한 비평, 반박과정을 통해서 과학의 발전이 이루어진다. Popper는 지배적인 패러다임을 부정한다. 하나의 패러다임은 오랫동안 지속되지 않고 끊임없는 개혁과 비판이 뒤따른다. 하나의 지배적인 패러다임이 신성시되면 이에 사로잡혀 새로운 것을 추구할 수 없어서 과학의 발전이 불가능하므로 학자들은 끊임없는 노력에 의하여 이러한 구속에서 탈피하여 보다 새로운 패러다임을 제시하고 이것 또한 다시 깨어짐으로써 과학의 발전이 이루어진다.

4. 과학적 접근법의 논리체계

1) deductive logic

연역적 논리는 일정한 이론적 전제에서 출발하여 가설화, 조작화, 관찰, 검증을 거치는 접근방법이다. 연역법은 이론과 조작적 정의의 3단논법에 의하여 문제를 논리적으로 검토하는 데에서 시작한다. 이것은 하나의 이론을 특정한 사례에 적용하여 일반적 법칙에서 구체적 사례로 접근하는 방법이다. 연역적 방법은 국가, 사회계급, 관료조직 또는 정치와 행정과정에 참여하는 공직자와 시민이 어떠한 행태를 보일 것인가에 관한 일련의 가정을 기초로 연구를 진행한다.

공공선택론적 관점에서 정부기관이 비능률적인 이유는 다음과 같다(Ostrom, 1974). 공무원은 자신의 이익을 극대화하는 합리적이고 이기적인 경제적 인간이라는 연역적 전제에서 출발한다. 공공선택이론은 관료제의 규모가 커질수록 산출활동에 투입되는 노력의 비율은 줄어들고, 대규모의 공공관료조직이 비능률적이라는 결론에 도달한다.

2) inductive logic

귀납적 논리는 사례의 관찰에서 시작한다. 관심이 있는 문제에 관하여 자료를 수집하고 정리하여 자료의 공통적 유형, 즉 규칙성을 요약한다. 귀납법은 경험의 세계에서 관찰된 많은 사실 중에서 공통적 유형을 찾아내고, 이들 유형을 객관적으로 증명하기 위해서 보통 통계학적 분석방법을 적용한다. 귀납법은 특정의 연역적 전제에서 출발하는 것은 반대하고 현상에 관한 객관적이고 중립적인 관찰에서 출발하여 이를 파악하여야 한다고 본다.

귀납법은 정치사상의 다원주의학파와 밀접한 관련을 가지고 있다. 귀납법은 특정한 사건이나 사실에서 일반적 원리나 이론으로 접근한다. 이것은 관찰된 자료에서 출발하여 관찰된 대상사이의 관계를 설명하는 일반화를 개발한다. 귀납법을 적용한 정치현상과 행정현상의 연구에서는 복잡성, 불확실성, 그리고 목적과 수단 사이의 모호한 관계 등을 강조한다.

실제의 연구에서는 귀납과 연역의 과정이 반복되면서 이론과 조사연구가 순환적으로 연결된다. Wallace의 모형은 이러한 순환과정을 표현하고 있다. 이론(theory)에서 가설이 만들어지고, 가설(hypothesis)은 관찰을 가능하게 하며, 관찰(observation)을 통하여 일반화가 이루어지며, 일반화(generalization)을 통하여 이론이 수정된다. 그림을 보면(p 36), 논리의 세계에서 이론화가 이루어지고 사실의 세계에서 조사방법을 적용하여 가설을 검증한다. 여기에서 이론의 검증(verification), 확증(confirmation), 반증(falsification)이 이루어진다(Kemedy, 1959). 문제해결과정(Dewey)은 문제의 진술, 가설의 설정, 연역적 추리, 관찰 및 검증의 단계로 이루어진다.

5. 과학적 지식과 연구

1) 과학적 지식의 특징

(1) 재생가능성

과학적 지식은 어떤 결론에 대해 그것을 획득하는 과정과 절차를 반복하면 동일한 결론을 얻을 수 있는 가능성이 있다. 절차의 재생가능성은 입증가능성을 말하고, 결과의 재생가능성은 연구의 신뢰성을 의미한다.

(2) 경험성

과학적 지식은 궁극적으로 우리의 감각기관에 의해 지각될 수 있는 성질을 갖는다. 그러나, 문제는 ‘인간의 감각기관이란 신뢰할만한 것인가?’, ‘추상적인 용어는 경험성이 없지 않은가?’이다. 이러한 문제를 해결하는 방법은 추상적 용어의 지수를 정확히 찾아내어 과학적으로 측정할 수 있다. 예를 들어, 사기가 근무태도에 미치는 영향을 알아보려면 조직에서 출석률, 지각률, 업무수행의욕 등을 점수화하여 측정해 볼 수 있다.

(3) 객관성

객관성은 감각기관이 건전한 사람의 감각인상에 일치시키는 것이다. 감각기관의 일치는 “사실의 문제”이고, 다수결은 인간의 주관성에 의존하는 “선택의 문제”라는 점에서 다수결은 비과학적이다. 객관성의 왜곡요인에는 개인간의 이해관계, 가치판단의 주체, 편견을 주장하는 사회․문화적 맥락 등이 있다.

2) 과학적 연구의 특징

(1) 과학적 연구는 논리적이다.

과학의 논리성은 어떤 현상이 시간적으로 앞선 현상을 일으킬 수 없음을 의미한다. 사건과 사건의 연결이 우리가 알고 있는 지식체계내의 객관적인 사실에 의해 뒷받침되어야 한다. 과학의 논리체계에는 연역적 논리와 귀납적 논리가 있다.

(2) 과학적 연구는 결정론적이다.

모든 현상은 어떤 앞선 원인에 의해 발생하며 논리적으로 원인과 결과의 관계로 이해할 수 있어야 한다. 그러나 나타나는 모든 현상의 원인을 안다는 것은 불가능하다는 것을 인정하며 한 가지 현상에 대하여 여러 가지 원인의 존재를 인정한다. 즉, 모든 현상은 그 나름의 일정한 원인을 가지고 있다. 그 원인들은 대개 다원적으로 이루어져 있다. 원인적 결정양상은 확률적 결정형태를 갖는 것이 보통이다.

(3) 과학적 연구는 사회현상에 대한 일반화된 설명을 모색한다.

과학은 개별적인 현상을 하나하나 설명하기 보다는 전체에 대한 일반적인 이해를 추구한다. 과학은 초자연적인 것이 아니라 질서와 규칙성이 있으며 경험적으로 관찰할 수 있는 대상, 상황과 현상을 의미한다.

(4) 과학적 연구는 간결성(긴축성, parsimony)을 추구한다.

어떤 현상을 이해함에 있어 최소한의 설명변수를 이용하여 최대의 설명력을 얻으려고 한다. 예를 들어서 유권자의 투표성향을 분석하는데 정당가입여부, 사회계층, 인종, 성장배경, 성, 교육 등이 설명변수가 될 수 있다.

(5) 과학적 연구는 한정적 특수성을 갖는다.

과학적 연구는 측정방법을 한정적으로 명백히 규정하여야 한다. 특히 개념을 측정할 때 개념정의를 명백하고 한정적으로 조작한다(조작적 정의).

(6) 과학적 연구는 경험적 검증가능성을 전제로 한다.

과학의 본질적인 목적은 일반법칙과 이론의 형성이다. 법칙과 이론의 형성은 경험적 자료의 수집․분석을 통해 검증됨으로써 그 유용성이 인정된다.

(7) 과학적 연구는 간주관성(inter-subjection)을 전제로 한다.

간주관성이란 같은 실험을 행하는 경우 서로 다른 주관적인 동기가 있더라도 결과가 동일하게 나타나야 한다는 것이다. 즉, 과학자가 각기 다른 연구정향을 갖는다고 하여도 동일한 연구 또는 시험을 한다면 동일한 연구결과에 도달해야 한다는 것이다. 동일한 현상에 대해 동일한 연구방법을 적용했으나 결과가 다른 경우 이것은 개념의 조작적 정의가 서로 다른데 기인한다.

(8) 과학적 연구는 수정가능성을 전제로 한다. 이론의 결정론적 절대성은 있을 수 없다.