쿤이 학부 시절 들었던 과학 수업들은 그의 흥미를 끌지 못했으나
박사 논문을 준비하면서 과학사에 흥미를 가지게 되었다.
특히 그 당시 '수용된 견해(received view)'로 불리던 주도적 과학관
(주로 논리 경험주의적 과학철학의 과학에 대한 이론)이,
과학 연구가 이루어지는 방식에 대해 자신이 알고 있던 것이나 과학이 역사적으로
전개해 온 방식에 대한 엄밀한 연구 결과와 동떨어져 있다는 점에 주목하게 된다.
박사 학위 취득 후 쿤은 하버드 대학교의 교양 교육 및 과학사를 위한 조교수로 임용되었고,
이 시기에 자기 생각을 코페르니쿠스 연구를 통해서 더욱 정교하게 하였다.
코페르니쿠스의 업적에서 나타나는 혁명적인 모습과 보수적인 모습에 대한
분석을 담은 그의 저서 [코페르니쿠스 혁명](The Copernican Revolution)이 1957년에 나왔고,
이 책은 쿤을 물리학자가 아닌 과학사학자로 확실히 자리매김하게 하였다.
쿤이 이 책을 쓰지 않고 바로 [과학혁명의 구조]를 출간했다면 학계에
그다지 큰 반향을 일으키지 못했을 가능성이 크다.
토머스 새뮤얼 쿤(Thomas Samuel Kuhn)은 미국의 과학사학자이자 과학철학자이다.
[과학 혁명의 구조]로 유명하다. 심리학, 언어학, 사회학, 철학 등 여러 분야를 섭렵하여
과학철학에 큰 업적을 남기었다. 그에 따르면 과학의 발전은 점진적으로 이루어지는 것이 아니라
패러다임의 전환에 의해 혁명적으로 이루어지며 이 변화를 '과학혁명'이라고 불렀다.
고등학생 시절부터 사회주의적 생각에 경도되어 활발한 학생 활동했던
쿤은 하버드 대학교 물리학과에서 2차 세계 대전 중 학부 생활을 하게 된다.
그의 학창 시절은 전쟁 중이었기 때문에 수업의 진행이 원활하지 못하였고,
2학년 때부터 군사 연구와 관련된 일을 하게 되었다. 2차 대전 말기에
잠시 참전하여 유럽에서 송수신 안테나를 세우는 일을 하기도 했다.
그 후 쿤은 대학으로 돌아와 1949년 고체의 성질에 대한 연구로 이론 물리학 박사학위를 취득한다.
쿤이 이 사실을 의식하고 있었는지는 확인할 수 없다.
하지만 ⟪코페르니쿠스 혁명⟫으로 능력 있는 과학사학자로 학계에서 인정받았던
쿤이 도전적인 내용을 담은 ⟪과학혁명의 구조⟫를 출간하자마자
이 책은 곧바로 과학사와 과학 철학 연구자들에게 엄청난 충격을 주었다.
책 출간 후 얼마 지나지 않아 쿤의 견해를 주제로 한 학회가 여러 곳에서 열렸다는
사실이 ⟪과학혁명의 구조⟫가 학계에 불러일으킨 파장을 짐작할 수 있게 해준다.
쿤은 양자 역학의 형성 과정에 대해 막스 플랑크라는 물리학자를 중심으로 연구를 수행했고,
그 결과는 양자 물리학의 발달과정의 주요 논문을 모은
⟪양자물리학의 역사에 대한 자료집⟫(Sources for the History of Quantum Physics, 1967)'과
⟪흑체이론과 양자적 불연속⟫(Black Body Theory and the Quantum Discontinuity)으로 출간되었다.
이중 특히 후자의 책은 쿤이 ⟪과학혁명의 구조⟫에서 제기했던 여러 새로운 개념들 특히 '공약 불가능성(incommensurability)'의 좋은 보기로 막스 플랑크의 흑체 이론을 분석하고 있다.
이와는 별도로 쿤은 평소 자신이 과학사와 과학 철학에 대해 보다 이론적인 수준에서
써두었던 글을 모아서 ⟪본질적 긴장⟫(Essential Tension, 1977)이라는 책을 출간했다.
쿤은 1996년 죽기 직전까지 ⟪과학혁명의 구조⟫의 후속편에 해당하는 저서의 집필에 몰두하였다.
과학사 연구에서 쿤은 일반적인 사료 읽기 방식이 아닌 다른 방식의 사료 읽기를 강조하였다.
쿤의 사료 읽기 방식은 자신이 아리스토텔레스의 저술을 읽는 과정에서
게슈탈트 전환을 경험하면서 터득하게 된 것이다. 쿤은 수업 준비를 위해
과거 과학자들의 고전적 저작을 읽어야 했다.
그때 쿤이 주의를 기울였던 것은 과거의 과학자들이 현대과학을
기준으로 얼마나 많이 알고 있었는가 하는 점이었다.
쿤은 과학연구에 갓 들어선 신참자에게 기존의 연구 성과를 단시간에 습득시키는
교과서나 증설논문(review paper)이 과학연구의 본질에 대한 올바른 이해에 방해가 될 수 있음을 지적했다.
교과서나 증설논문은 정리된 상태의 개념을 학습자에게 제시하기 때문에 과학연구가
역사적으로 어떤 전개 과정을 거쳤는가에 대해서는 일반적으로 부정확한 모습을 보여주게 된다.
가령, a라는 연구 이후에 수많은 다른 방향의 연구가 진행되다가 b라는 연구가 이루어졌다고 했을 때,
만약 현대적 관점에서 연구사를 정리할 때 a 다음에 b를 연이어 서술하는 것이 이해하기 쉽다면,
교과서는 a의 연구 이후 b의 연구자들이 a의 연구에 직접적으로 자극받아서
b의 결과물을 얻게 된 것처럼 서술하는 경우가 많다.
과학 교과서를 서술하는 이러한 방식이 가지는 문제점은 과학 연구가 이루어지는
과정에 대해 학습자가 잘못된 이해를 갖게 하기 쉽다는 것이다.
과학연구의 다양한 측면을 인정하고 이해할 때 연구자들은 과학연구를 즐길 수 있고,
도전해볼 만한 보다 '인간적인' 활동으로 여길 수 있다고 말했다.
또한 교과서나 증설논문이 쓰이는 방식이 현재의 과학지식을 교육하고
후속 연구자들을 훈련하는 데 매우 유용하고 효율적이긴 하지만,
과학의 본질에 대해 왜곡된 이미지를 심어줄 수 있다는 점에서 쿤은 이러한 방식을 거부했다.
특정의 주도적 패러다임에 의하여 '정상과학'의 시기에 이루어지는
과학연구의 특징은 그 패러다임의 근본원리에 대한 검증이나 반증이 허용되지 않는다는 것이다.
과학연구를 하다 보면 변칙 사례(anormaly)가 존재하지만 연구자들은
이러한 변칙사례를 자신의 패러다임에 대한 반증으로 인정하지 않는다.
우선 특정 시점의 어떤 연구 전통도 모든 문제를 해결할 수 없으므로 변칙 사례가 등장할 때마다
자신의 연구 기반이 되는 패러다임을 던져버린다는 것은 효율적이지 않다.
또한 변칙 사례로 남아있던 문제들이 그 문제에 대해 도전한 과학자들에 의해 성공적으로 풀린 사례도 있다.
쿤 과학관의 혁신적 특징 중 하나는 전통적인 과학관의 기본믿음 중
하나인 '과학지식의 축적적 성장'에 타격을 가했다는 점이다.
쿤에 의하면 서로 경쟁하는 패러다임은 일반적으로 공약 불가능(incommensurate)하다.
지동설을 핵심으로 하는 코페르니쿠스 체계도 천체의 운동은 반드시 원의 형태를
가져야 한다는 점을 고수했기 때문에,
프톨레마이오스 체계를 괴롭혔던 주심 원(epicycle)을 거의 프톨레마이오스 체계만큼이나
많이 사용해야만 성공적인 예측을 보장할 수 있었다.
코페르니쿠스 체계가 프톨레마이오스의 체계를 제치고 천체에 대한 기본 패러다임이 된 이유는,
여러 가지 이유가 있지만 무엇보다도 코페르니쿠스 체계의 몇몇 특징들이 갈릴레오나 케플러,
그리고 뉴턴처럼 똑똑한 학문 후속세대들에게 '미적으로' 강한 매력을 주었고,
그 결과 그들이 코페르니쿠스 체계를 더욱더 매력적인 체계로 발전시켰다는 점을 들 수 있다.
이 과정에서 코페르니쿠스 체계를 발전시킨 뉴턴의 우주론은 프톨레마이오스
체계가 설명할 수 없었던 많은 현상들을 설명할 수 있었지만,
엄청나게 큰 수정 천구가 어떻게 하루에 한 번씩 돌 수 있는가와 같은 역학적 문제들이나
천구 바깥에 무엇이 있는가와 같은 우주론적 질문들은 의미 없는 것으로
치부되어 더 이상 논의되지 않았다.
쿤이 지적했듯이 과학혁명은 단순히 설명되는 현상을 증가시키는 것만이 아니라
몇몇 현상들을 더 이상 설명이 있어야 하지 않는 무의미한 것으로 판단하는 과정도 포함해서 일어나는 것이다.