칸트의 선험적 시간개념의 상대성이론적 정합성

칸트의 선험적 시간개념의 상대성이론적 정합성
-동시성 개념을 중심으로-

호서대 철학 교수 김 국태

1. 들어가는 말
2. 보편시간의 문제
3. 동시점의 경험적 불확정성
3.1 동시점의 규약적 정의
4. 물리학적 불확정성의 선험적 근거
4.1. 시간의 선험적 보편성
4.2. 시간의 선험적 개별성
4.3. 동시점의 선험적 불확정성
4.4. 칸트의 인식론적 중립
5. 물리학적 시간론과 선험적 시간론

1.들어가는 말


현대물리학이 미시적, 거시적 현상영역에서 달성한 이론적 결론들은 자연에 대한 고전물리학적 이해를 극복하는, 또 하나의 코페르니쿠스적 전회를 재현시킨 것 처럼 보이며, 철학으로 하여금 과학에 대한 새로운 (인식론적, 존재론적) 정초의 필요성을 의식시켜 오고 있다. 이런 가운데 일반적으로 (뉴톤적)고전물리학의 철학적 정당화로 판단되는 칸트의 인식론은 고전물리학의 극복 또는 그것의 한계의 인식과 더불어 철학적 정초기능을 상실하는 것인지, 또는 아직도 타당성을 가지는지가 하나의 중요한 관심사로 등장했다. 본 논문은 이러한 칸트의 인식론의 현대물리학적 결과에 대한 타당성 여부를 칸트의 시간론 및 동시성개념이 상대성이론적 개념에 대해 정합적인지를 검토함에 의해서 표본적으로 검토해 보고자 한다.


2. 보편시간의 문제


과학적 인식은 질서지워진 경험들의 총체 또는 체계화된 경험을 의미하는 데, 이것은 다양한, 단편적인 경험들이 일정한 질서에따라 연결되고, 종합되는 것에 의해서 가능하다. 경험들의 연결, 종합은 일정한 원리적 틀에 의해서 이루어지는 데, 이 원리적 틀은 양적 수단으로 자연을 인식하는 물리학에 대해서는 공간과 더불어 시간이라는 형식이다. 모든 물리적 현상에 관한 법칙적 파악은 시간의 함수로 서술된다. 과학의 목표가 단순히 개별적인, 서로 무관한 경험들(자연법칙들)의 발견이 아니라, 긍극적으로는 그것들을 총괄하는, 즉 경험들의 통일을 추구하는 것인 한에서는, 자연의 모든 사건들에 보편적으로 적용될 수 있는 시간척도(하나의 시간)는 필수적인 전제가 된다. 칸트적 용어로 표현하자면, 경험의 통일은 경험일반의 조건인 시간의 통일에 의해서 가능하다.

경험의 시간적 통일의 문제는 시간을 절대적, 보편적 실재로 전제하는 뉴톤적 고전물리학에서는 전혀 문제가 되지 않는다. 뉴톤에 의하면 절대시간은 (우주에 존재하는 모든 물리적 사건이 자리하는 절대공간과 더불어) 그것에 따라 모든 물리적 사건들의 계기적 질서가 규정되는, 보편시간으로 실재하며, 그것은 동시에 모든 물리학적 인식이 그것에 준하여 경험을 시간관계에서 통일적으로 구성할 수있게 하는 인식의 기본조건이다. 이러한 우주적인 시간, 또는 절대적인 시간좌표의 수단으로 우리는 과거, 현재, 미래의 모든 경험의 내용들을 명료하게 규정할 수 있을 것이다.



3. 동시점의 경험적 불확정성


보편시간 또는 단일한 시간척도는 어떤 물리학적 이론에 대해서도 -경험의 시간적 통일이라 관점에서 보면- 필요 불가결한, 만족되어야할 조건임에는 틀림없다. 그러나 상대성이론은 이러한 조건을, 뉴톤이 생각한 것 처럼, 자연적으로 또는 우주론적으로 주어진 실재로 파악하지 않고, "경험적으로 증명되지 않은 모든 개념은 물리학에서 배제되야 한다"는 실증적 관점에서 뉴톤적 절대시간 개념이 경험적으로 근거없는 가설임을 밝흰다. 아인슈타인은 특수상대성이론에서 광속일정의 법칙과 (고전)상대성원리Relativitätsprinzip를 근거로하여 1. 상대적으로 운동하고 있는 관성계들 간의 시, 공간의 척도는 속도의존적으로 각기 달리 규정되며, 2. 공간적으로 떨어진 두 지역에서 발생하는 사건들의 동시성은 확인될 수 없다는 결론을 내리고 있다. 이것은 달리 말해서 -뉴튼이 전제한 것 같이- 모든 관성계, 모든 사건에 보편적으로 적용될 수 있는 보편시간은 확인될 수 없다는 것을 의미하는 것이다.


보편시간 또는 동시성의 존재여부는 한 관성계의 각기 떨어진 두 지역간의 동시점을 좌표화시키는 시도를 통하여 경험적으로 검증되는데, 이것은 두 공간점간에 상호인과적 관계를 성립시키는 물리적 사건전달에 의한 방법에 의해서 이루어 진다(도식1 참조):A지점에서 t1의 시각에 B지점으로 일정한 신호를 보내면 그 신호는 t2의 시각에 B지점에 도달하여, 즉시 반사되어 t3의 시각에 다시 A지점으로 돌아온다.

(도식1) 시계U1 t3| | 시계U2

| -c |

| |

(tG)|...?.....t2| (tR) (P)Vㄸ=c의 경우

| |

ヤt | | 거울

| +c |

t1|----------- | (tR) (Q)Vㄸ=∞의 경우

---------+-----------+----------

A지역 B지역


이 상호인과적 사건전달에서 사건의 최대전달속도의 크기(Vㄸ로 표시)에 따라 논리적으로 가능한 두 경우가 성립하는 데, 그것은 사건전달속도가 무한히 큰(즉 순간적인, Vㄸ=∞)경우(P)와 사건전달속도가 유한한 (Vㄸ=c)경우(Q)이다.

P)사건전달속도가 무한히 큰 경우는, 신호가 A에서 순간적으로 B에 전달되고, 동시에 다시 A에 도착하는 것으로 되므로, A에서 신호가 시각t1 출발했다면, 그 신호가 B에 도착한 시각이 바로 A의 t1에 대한 동시점이 된다. (시차 t3-t1=0. tR=t1) 이 경우는 모든 공간적으로 떨어진 시계들간의 동시점이 명료히 규정될 수 있고, 따라서 모든 공간점에 대해 타당한 보편시간이 얻어질 수있다.

Q)그러나 사건전달속도가 유한한 경우는 사건의 상호전달의 시차가 언제나 0보다 크게 나타난다.(t3-t1>0) 이 경우 우리는 A에서 B에로의 경로에서의 빛의 속도c+를 확인하여, 경과된 시간ヤt를 A의 지역시간 t1에 합산하여, 동시점 즉 B지역의 시간t2(tR)에 해당하는 A지역의 시간을 얻을 수 있다고 생각할 수 있다:a=b가 a와 b 두 지역시간간의 동시성관계를 나타낸다면, tR=t1+ヤt(=tG).

그러나 이 계획은 실패로 끝나는데, 그 이유는 빛의 속도c+는 확인될 수 없다는 데에 있다. 왜냐하면 -라이헨바흐가 지적하는 바와 같이-빛의 속도c+를 측정하려면, 이미 A,B 두 지역에 동일한 시각을 가르키며 진행하는 시계가 있다는 것이 전제되어야 한다. 그러나 문제의 출발점은 바로 A,B 두 지역의 동시점을 알기위한 것이었다! 이러한 순환성 때문에 동시점을 확인하는 것, 즉 일의적으로 좌표화시키는 것은 불가능한 것으로 판명된다.:우리가 알수있는 것은 신호가 각 지점에 도달하는 시각들t2,t3의 위상적(선-후) 관계뿐이다.(t1

이러한 두 논리적 가능성에서 광속은 알려진 사건의 최대전달속도(한계속도, Vㄸ=c)라는 경험적 사실의 근거에서 Q의 경우가 실질적인 경우이고, 결과적으로 동시점은 결정불가능한 것으로 나타난다. 이런 결정불가능성은 경험적 조건(광속)에 기인하고 있는 까닭에, -물리학적 인식의 발달이나 측정기술의 향상에 의해서 해결될 수 있는 문제가 아니라- 경험원리적으로 결정불가능하다는 의미에서 경험적 불확정성이라 칭해질 수있다.


3.1. 동시점의 규약적 정의


경험적으로 확인불가능하다는 근거에서 마흐는 일찌기 뉴톤적 보편시간개념(절대시간)을 측정될 수 없는, 그래서 과학적으로 쓸모없는 형이상학적 환상물로 비판했고, 뿌앙까레는 동시성은 "단지 합의에 의해서 얻어 질 수있는" 개념적 정의로 판단했다. 상술한 동시점의 경험적 불확정성, 위상적 다의성이 바로 동시성개념을 정의적 대상으로 만드는 근거가되는 데, 아인슈타인은 동시점을 결정불가능하게 만드는 위상적 다의성을 규약적 방법으로 해소시키고, 동시점을 정의적으로 규정하게 된다.


동시점이 불확정적이며, t1과 t3사이의 어떤 임의적 시점도 tR에 대한 동시점으로 된다는 사실은, t1과 t3사이의 어떤 임의적 시점도 동시점으로 자유로이 선택될 수있다는 의미를 내포한고 있다. 그래서 라이헨바하는 "B의 시계는, 그것이 방정식 t2=t1+e(t3-t1) (0
아인슈타인의 이 정의(e=1/2)는 -그 스스로 지적하고 있는 것 처럼- 역시 경험적으로 검증 불가능한, 단지 순환논증적으로 성립하는 가정, 즉 빛은 모든 경로에서(AB, BA) 동일한 속도로 진행한다는 빛의 등방성Isotrpie(c+=c-)의 전제하에 나온 것이다. 그러나 빛의 속도가 모든 경로에서 같은지를 확인할 수 있기위해서는, 역시 빛이 통과한 경로의 양끝에 동시적으로 진행하는 시계가 있다는 것이 전제되야 한다. 그러나 두 지역시간의 동시성은 알려지지 않은 까닭에, 두 경로(c+, c-)에서 빛의 속도가 같은지는 확인될 수 없는 것이다. 결국 빛의 등방성을 실험적으로 확인하는 것은 윈리적으로 불가능한 것이 된다. 따라서 아인슈타인은, "빛이 A에서 B로, 그리고 B에서 A로 진행하는데 같은 시간을 소요한다는 것은 사실 빛의 본성에 대한 전제나 가설이 아니라, 내가 동시성을 정의하기위해 추측한 임의적인 결정이다"고 밝히고 있다. 아인슈타인의 빛의 등방성에 대한 전제는 또한 공간의 동질성Homogenität과 공간의 등방성을 전제하는 유크리트기하학의 타당성에 대한 선험적a priori신뢰를 바탕으로 하고 있는 것이다. 이러한 가정아래 선택된 e값(1/2)은 대칭성과 이행성의 논리적 관계들(등가성관계 Äquivalenzrelation)을 만족시킴으로서 보편시간의 과제를 해결하는데 있어서 계산적operationell 단순성과 합목적성을 지닌다. 이런 이유로 그것은 등가적인 여러 가능성들중(0


4.물리학적 불확정성의 선험적 근거


아인슈타인의 상대론적 시간론은 뉴톤의 절대적 시간론과 비교해서, 정합조건Konsistenzbedingung의 만족, 더 높은 반증가능성, 포괄성등의 근거에서 인식상의 진보를 나타낸다. 그렇다면 어떤 인식론은 상대성이론적 시간론과 화합가능할 때, 인식론적 정초기능을 할 수 있으며, 타당성을 인정받을 수 있다. 이러한 인식론적 정초가능성의 문제에 관계해서, 칸트의 인식론은, 경험적 불확정성과, 위상적 다의성, 규약적 정의로 특징지워진 상대성이론적 동시성개념에 대해 타당한 해명을 제공할 수있는가하는 방향에서 검토될 수있다.



4.1. 시간의 선험적 보편성


칸트에 의하면 우리의 인식은 직관과 개념적 종합이라는 과정을 통해서 이루어지는 데, 이것은 시간개념을 근본원리로 하여 성립한다. 우선 우리에게 주어지는 모든 감각은 내적 의식에서 표상됨으로서 인식소재가 되는 데, 이 내적 표상의 기본 형식이 바로 시간이다. 이 시간은 (외적 감각의 수용형식인 공간과 더불어) 경험에서 유래한 것이 아니라, 반대로 모든 경험에 선행하여, 경험을 가능하게 하는, 인식주관에 고유한 (순수직관으로서의) 순수한 형식이며, 그것은 일차원적 연속적 흐름에서의 과거-현재-미래라는 비가역적이며 계기적인 질서의 구조를 가지고 있다. 또한 내적표상을 통해서 수용된 감각내용을 종합하여 하나의 완성된 (객관적, 필연적인) 인식이 되게 하는 오성의 개념적 연결방식도 여러가지의 시간양태들Zeitmodus에 따라 규정된다. 표상에서 주어진 하나의 선분은 양 및 질개념에 따라 동종적인 부분 선분들의 집합인 연장(연속체)으로 파악되고, 일정한 척도에 의해 그 크기가 규정됨으로서 양적으로 인식된다. 또 어떤 금속이 열을 발산하여 붉게 되는 현상과 전류현상은 각기 독립적으로 주어진 감각재료들 인데, 이것들은 인과성의 개념에 따라 연결됨으로서, 열작용의 원인은 전류이다는 명제로 된다. 그런데 이러한 양, 질, 관계등에 따르는 오성의 개념적 연결방식은 시간형식들에 의거하고 있다. 양의 개념은 외연적 크기로서 시간형식에 따라, 질의 개념은 연속체로서의 시간형식에 따라, 그리고 실체, 인과 및 상호작용등의 관계개념은 각각 시간의 지속, 시간의 선-후, 시간의 동시등의 형식들에 준하여 성립한다.

이처럼 모든 감각소재들은 시간적 표상구조를 통해 수용됨으로서 우리에 대한 인식소재가 되며, 이 인식소재들은 다양한 시간양태들에 의해 규정된 개념에 의해 종합됨으로서 하나의 완성된 경험이 가능하게 된다는 사실은 경험의 보편, 필수적인 조건으로서의 시간형식의 보편타당성을 증명한다.



4.2. 시간의 선험적 개별성


그러나 이 시간의 형식적 보편성이 보편시간의 존재를 의미하는 것은 아니다. 그 이유는, 시간은 1. 개념적 사유에 의해 규정되며, 2. 구체적인 경험내용에 제약되어, 결과적으로 개별적 경험시간으로만 알려진다는 사실에 기인한다. 시간은 상술한 것 처럼 모든 개념적 사고의 보편타당한 전제이기는 하지만, 그러나 그것은 자체적으로 순수히 주어져 있는 것이 아니라, 그것은 (역으로) 개념적 사고에 의해 매개됨으로서 객관적, 구체적 형태로 주어진다. 그 이유는, 모든 표상은 그것을 객관화 시키는 개념적 규정에 의해서만 우리에 대한 경험이 될 수있다는 인식론적 원칙에 있다. 따라서 예를 들면 선-후의 시간형식은 두 현상을 원인과 작용관계에서 연결하는 인과성의 개념에 따라 원인과 작용의 관계로, 그리고 동시의 시간형식은 상호인과성 개념에 따라 두 사건이 상호 원인이면서, 동시에 결과가 되는 관계로 규정됨에 의해서 객관적 경험이 되고, 우리에게 알려지는 것이다. 그리고 이렇게 개념적으로 규정된 시간은 아직 내용이 아니라 형식이기 때문에, 그 자체로는 지각되지 않는다. 그것은 단지 그 형식에 따라 수용된, 구체적인 감각재료로 채워진 경험을 통해서만 인지될 수있다. 그 때문에 실질적으로 인식될 수있는 시간은 구체적인 내용에 의해 채워진 특정한 경험의 개별적 시간이다.

이것은 경험과 시간의식사이에 존재하는 상호제약적 내지 등가적관계를 나타내는 데, 이 관계에 의해서 '시간의 경험피제약적 단일성 또는 개별성'이라 칭해질 수있는 시간인식의 특성이 나타난다:어떤 하나의 시간은 하나의 경험을 의미하고, 하나의 경험은 하나의 경험시간을 예시한다. 하나의 경험안에 주어진 다수의 지각재료들은 하나의 시간을 그들의 공통시간으로 가진다. 자연에 대한 우리의 모든 경험들이 하나의 경험으로 총괄 될 수있다고 말하는 것은 경험의 시간적 통일, 즉 하나의 보편시간이 존재한다고 말하는 것과 같은 의미가 된다. 그래서 시간의 단일성은 경험의 단일성에 근거한다고 말할 수 있다. 결론적으로 시간의 이러한 경험피제약적 단일성 내지 개별성은, 시간의 선험적 보편성이 보편시간의 존재를 의미하는 것은 아니라는 것을 나타낸다. 말하자면 모든 경험은 각각의 시간규정을 받는다는 사실에서, 모든 경험대상에 대해 보편적으로 타당한 하나의 시간, 즉 보편시간이 존재한다는 것은 논리적으로 추론될 수없다는 것이다.


시간의 선험적 보편성과 경험피제약적 개별성의 근거에서 칸트는 뉴톤의 절대시간은 다음과 같이 비판하고 있다. 첬째 뉴톤이 전제한, 모든 경험적 시간을 포괄하는 절대시간은 인식의 형식적 조건으로서의 시간의 형식적, 질적 무제약성과 보편타당성을 부당하게 물리적, 양적 무제약성과 보편타당성으로 탈바꿈시킨 결과이다. 둘째 이 절대시간개념은 원래 이성의 이념적 요구에서 유래하는 것인 데, 그것은 (모든 물질, 모든 상대공간을 포괄하는 보편공간과 마찬가지로) 모든 경험적인 것, 시간적인 것들을 하나의 의식에 속하는 것으로, 즉 하나의 유일한 경험 전체에 속하는 것으로 파악하고자하는, 즉 경험의 (시간적)통일을 추구하는 목적을 가지며, 물리학적 사고에 필수적인 기능을 한다. 그러나 그것은 단순한 이념적 요구이지, 물리적 실체로서 존재하거나 경험가능한 것은 아니다. 왜냐하면 모든 공간표상과 마찬가지로 시간은 경험의 시간으로서, 그것이 아무리 포괄적일지라도, 일정한 경험내용에 의해 제약된, 유한한 상대적 전체, 즉 개별시간으로만 우리에게 알려지기 때문이다. 칸트에 의하면 뉴톤이 전제하는 절대시간은 바로 경험적 인식의 통제적 원리로만 사용되어야할 이념적 규칙을 부당하게 물리적으로 실체화시킨데 기인한 것이다.



4.3.동시점의 선험적 불확정성


시간의 경험피제약성과 선험적 개별성은 바로 상대성이론적 결론인 동시성개념의 경험적 불확정성을 인식론적으로 해명할 수 있게하는 근거가 된다.

칸트는 상호인과적으로 작용하는 사물들의 시간을 동시적인 것으로 정의하는 데, 그가 동시성을 이렇게 역학적 작용개념에 따라 정의한다는 사실은, 우선 사건전달에 의한 상대성이론적 동시성 확인방법에 부합하는 것으로 판단될 수있다. 그러나 칸트는 상호작용에 대해 어떤 부가적 조건도 제시하지 않음으로 말미암아, 그가 상대성이론적 결론과는 모순되게, 동시성의 존재를 조건없이 인정하고 있는 것으로 해석될 수 있다:앞서 고찰한 바와 같이 상대성이론에서 동시점은 경험적 조건-즉 두 사건이 동일한 장소에 있는 경우와 그렇지 않은 경우, 그리고 광속이 무한하냐 유한하냐-에 따라 성립하기도 하고 하지않기도 하는 것이다. 동시점은 공간적으로 떨어져 있는 두 사건에 대해서는 사건의 최대전달속도에 제약되어 불확정적이 된다. 몇몇 연구결과들에서 지적되어 있는 것 처럼, 이 부분에서 칸트의 동시성정의가 상대성이론적 결론에 모순되거나 제약적으로 타당하며, 뉴톤적 절대시간관에 부합하는 것처럼 보인다. 그러나 -이하에서 밝혀지는 것 처럼- 칸트의 동시성의 정의는 상대성이론적 불확정성과 모순되지 않고, 오히려 이것를 선험적으로 해명하고 있을 뿐더러, 나아가 특정물리학적 이론에 대해 중립적으로 기초되어 있다.


칸트는 두 지각내용이 상호인과작용하는 것으로 연결되면 동시적 관계에 있는 것으로 규정하는 데, 이 정의는 앞서 언급된 시간인식의 경험적 단일성의 원칙을 적용하면, 개념적 연결은 하나의 공통시간을 전제하기 때문에, 동시성은 두 지각내용이 하나의 단일한 시간계열에서 상호인과적으로 연결되어 경험될 수 있는 경우를 의미한다. 따라서 어떤 두 사건에 대한 동시성의 확인문제는, 우선 두 사건이 상호인과적으로 연결됨으로서 하나의 공통시간에서 하나의 경험으로 파악될 수 있는가하는 문제로 환원된다. 그런데 두 사건이 상호인과적으로 연결되어 하나의 경험으로 성립됨에 있어서, 두 사건이 동일한 공간에 있는 경우와 최대전달속도가 순간적인 경우는, 두 사건의 상호인과적 연결이 하나의 시간척도에 의해서 또는 시차없이 직접적으로 이루어짐으로서 동시성은 문제없이 확인된다. 그러나 -문제가 되는- 두 사건이 공간적으로 떨어져 있고, 사건전달수단이 유한한 속도를 가지는 경우는 상호인과적 연결은 직접적으로 가능하지 않다. 그것은 단지 운동(사건전달수단)에 의해서만 가능한데, 그 이유는 운동은 시간에서의 공간의 매개로서, 두 떨어진 공간의 사건을 하나의 경험으로 만드는 수단이기 때문이다. 상대성이론의 사건전달(광호)에 의한 두 지역의 시간확인 방법은, 바로 이러한 두 떨어진 공간의 사건은 운동수단으로 매개됨으로서, 하나의 경험으로 성립된다는 선험적 원리에 근거하고 있는 것이다.

그런데 이 방법을 통한 시도에서 동시점이 확인될 수 없었던 이유는, 운동(광속)이 단일한 시간조건하에서 단일한 경험으로 성립될 수 없은 데에 있는 것이다. 두 떨어진 지역간의 사건이 상호인과적 운동에 의해서 하나의 경험(속도인식)으로 주어지기 위해서는, 그것이 하나의 시간안에서 주어질 수 있다는 것이 전제되야 한다. 그러나 시간의 선험적 개별성때문에 두 지역에 공통될 하나의 시간은 자체적으로 주어져 있지 않다. 단지 운동이 하나의 경험, 즉 속도로 파악된다면 하나의 시간이 가능한 것이다. 이것은 바로 시간의 통일과 경험의 통일간에 존재하는 상호제약관계를 나타내며, 사실은 양자가 순환관계에 있음을 드러내고 있는 것이다. 바로 이러한 시간의 통일과 경험의 통일간에 존재하는 인식론적 순환성에, 라이헨바흐가 물리학적 차원에서 지적한 동시점 규정과 속도규정간의 순환성이 기인하고 있으며, 동시점을 규정하는 시도가 실패한 원인이 있는 것이다: 동시점을 인식하기 위한 속도규정은, 속도규정에 필요한 공통적인 단일시간척도의 결려로 말미암아 객관적 경험으로 성립될 수 없게 된다.

따라서 광속의 수단으로 공간적으로 떨어진 두 사건의 동시점을 확인하고자 하는 시도는 선험적 차원에서 존재하고 있는 순환성의 근거에서 인식원리적으로 불가능한 것으로 나타나며, 그 때문에 경험가능한 대상이 되지 못하는 것이다. 인식원리적으로 불확정적이다는 의미에서 이 사태는 선험적 불확정성이라 칭해질 수있다.



4.4.칸트의 인식론적 중립


그러나 동시점이 불확정적이라는 사실이 동시성개념자체를 부정하는 것을 의미하지 않는다. 상대성이론은 광속유한 이라는 경험적 조건아래서 동시성은 경험적으로 결정불가능하다는 결론에 도달했다. 그러나 칸트에게서는 동시성은 어떤 경험적 조건(사건전달속도의 유-무한성)하에서도 -상호인과성개념에 의한 정의를 통애서- (P와 Q의 경우에 대해) 보편타당한 개념으로 성립되도록 인식론적으로 규정되어 있다. 이것은 칸트의 동시성정의는 하나의 시간의 지속을 의미하는 실체성의 개념의 전제하에 성립한다는 사실에서 해명될 수있다.

광호에 의해 동시점을 확인하는 시도에서 (참조 3.1.) 광속이 무한하다고 가정된 P의 경우는 동시점이 일의적으로 규정되는데, 그 이유는 꽅간적으로 사건이 전달된다는 가정하에서, 두 떨어진 공간간에 하나의 공통적 시간척도가 인정되었기 때문이다. 그리고 광속이 유한한 Q의 경우에는, 동시점은 확인되지 않지만, '동시'는 광신호가 A지역에서 출발시간과 다시 A지역에 도착한 시간t1↔t3에 걸쳐있는 '동시역'으로만 나타나는 데, 이 경우 역시 사건의 전 전달과정이 하나의 시간척도로 측정될 수 있기 때문이다:광신호가 A지역에서 B지역으로, 그리고 다시 원래의 출발점인 A지역으로 돌아오는 운동의 전 과정(속도)은 A지점에 있는 하나의 시간척도에 의해서 계산될 수있다.(거리2AB와 시간t3-t1에서 속도규정) 이런 사실은 동시점 또는 동시역이 인식될 수있다는 것은 하나의 단일한 시간척도에 의해서 한 사건의 전 과정이 파악된다는 것을 의미하는 데, 이것은 다시금 하나의 경험은 하나의 공통시간을 전제한다는, 시간의 단일성과 경험의 단일성의 상호적 제약적 원칙에 준해서(참조 4.2.) 하나의 시간척도의 전제하에서 사건이 하나의 객관적 경험으로 성립함을 의미함을 의미하는 것이다.


칸트의 상호인과적인 관계를 통한 사건의 동시성규정은 바로 이와 같은 인식론적원리에 준하여, 운동의 전과정에 관계되는 하나의 단일한 시간척도의 전제하에 이루어져 있다. 이것은 칸트에 있어서 모든 관계개념(인과성및 상호인과성)의 사용은 실체성개념(경험의 유추1)을 전제한다는 사실에 의해서 설명될 수있다. 실체성의 개념은 '현상의 모든 계기적인 변화에도 불구하고 현상의 실체는 불변적으로 시간에서 지속하는 것'으로 규정한다. 즉 실체는 선-후 계기적으로 현상하는 것들과 더불어 지속하는 것이다. 이 개념을 상호인과적 사건전달에 적용하면, 두 실체들이 공간에서 상호인과적으로 작용하는 가운데 (적어도 하나의) 실체는 지속적으로 존재하고 있다는 것으로 된다. 그런데 칸트의 실체의 정의는 존재론적 의미를 지니는 것이 아니다. 그것은 유명론적 정의인데, 말하자면 실체개념은 현상의 기체로 상상된 불변하는 존재론적 본질을 의미하는 것이 아니라, 계기적으로 발생하는 다양한 현상을 하나의 시간적 지속에서 하나의 경험으로 파악하기 위한 오성의 개념수단일 뿐이다. 따라서 실체는 다름아닌 바로 하나의 시간의 지속을 의미하고 있는 것이다. 이것을 광호에 의한 동시성 확인방법에 적용하면, 사건이 상호인과적으로 (A에서 B로, 그리고 B에서 A로)전달되는 과정에서 최소한 한 지역(A지역)에서 시간은 지속적으로(t1-t3) 흐르고 있다는 것이 된다. 따라서 칸트에게서는 모든 상호인과적 작용은 하나의 공통시간척도를 전제하고 있다.

칸트의 상호인과적 원리에 의한 동시성개념은, 사건의 인과적 연결의 전 과정에 하나의 단일한 시간척도의 존재를 전제함으로 해서, 어떤 경험적 조건(최대전달속도)에 대해서도 타당하도록 정의되어 있다. 따라서 사건의 상호인과적 작용의 전 과정은 하나의 시간척도에 의해서 파악될 수 있으며, 그런 한 그것은 객관적 경험이 될 수 있으며, 상호인과적으로 작용하는 것은 동시적이라는 정의에 의해서 동시성은 -경험적 조건에 따라 달리- 객관적 경험으로 주어질 수 있게 된다: 경험적 조건 즉 사건의 최대전달수단인 광속이 순간적으로 생각되는 경우는 사건의 동시점은 고전물리학이 전제했던 것 처럼 명확히 규정되고, 광속을 유한한 것으로 보는 경우는 상대성이론적 결론에서 나타나는 것 처럼 동시는 동시역으로 주어진다. 따라서 칸트의 상호인과개념에 의한 동시성 정의는 고전물리학적 동시성 개념과 상대성이론적 동시성개념에 보편타당하게 적용되도록 기초되어 있다고 할 수있다.


그러나 위의 논리적으로 가능한 경우들중 어느 경우가 실질적인 경우인가? -동시점이 일의적으로 규정되는가? 또는 불확정적이며, 단지 동시역으로만 주어지는가?-하는 문제는 근본적으로는 칸트의 인식론적 관심에서 제외될 뿐만 아니라, 그것의 권한 밖에 속하는 문제이다. 왜냐하면 이것은 경험적 조건인 운동, 즉 자연의 법칙인 광속의 규정에 의존하는 문제로서 -단지 경험에 선행하여, 경험을 가능하게하는 인식의 선험적 조건만을 분석하는, -인식론적 연구의 대상이 아니라, 구체적으로 경험적 사실에 근거해서 자연을 연구하는 물리학적 인식과제에 속하는 것이기 때문이다. 따라서 특정한 경험적 조건에 관계된 문제에 대해 무관한 칸트의 인식론에서의 동시성 개념은 근본적으로 특정한 물리적 조건규정(최대전달속도의 유-무한성)하에 성립하는 특정물리학적 인식, 즉 고전적 동시성개념과 상대론적 동시성개념에 대해 미결정적이며 중립적으로 기초되 있는 것이다.



5. 물리학적 시간론과 선험적 시간론


마흐, 뿌앙까레들 비롯한 물리적 실증주의자들은 물리적 실재를 지각가능하고, 측정가능한 대상으로 규정하고, 지각불가능하고 측정불가능한 모든 개념은 물리학적 인식대상의 영역에서 추방시키고자 했다. 마흐는 시간과 공간을 다른 감각적 질들, 예를 들면 색갈이나 소리와 마찬가지로 지각가능하고, 측정할 수있다는 의미에서 지각의 일종으로 보고자 했으며, 따라서 경험과 무관하게 존재한다고 뉴톤이 믿은 절대공간, 절대시간을 증명되지 않는 가설로 비판했다. 마흐의 관점에서 본다면 아마도 칸트의 시간개념, 즉 모든 경험에 선행하는, 그러나 지각될 수 없다는 순수시간 역시 -뉴톤의 절대시간 못지않은- 이름뿐인 철학적 구성물에 불과할 것이며, 구체적인 경험대상과 관계하는 물리학에 대해서 무용지물일 것이다. 그러나 우리가 칸트의 시간론을, 앞서 살펴본 바와 같이, 인식의 원리적조건에 관계하는 인식론적 시각에서 본다면, 그것은 마흐적인 비판과는 무관한다는 것을 알 수있다.

칸트는 인식론의 대상인 순수한 형식으로서의 시간을 경험적시간으로부터 구분하는 데, 이 경험적 시간은 특정한 경험적 조건하에서 성립하는, 실질적으로 측정되고 인식되는 시간이다. 칸트는 이 경험적 시간의 인식을 선험적 분석의 한계를 넘어선, 구체적으로 경험적 사실에 근거해서 자연을 연구하는 물리학적 인식과제에 속하는 것으로 규정하고 있다. 칸트에 의하면 모든 경험과학적 인식은 인식에 객관성을 보증하는 선험적 조건을 충족시켜야 한다. 그러나 인식이 실질적인 자연에 대한 인식으로서의 타당성을 얻기 위해서 인식은 경험적 조건을 충족시켜야 한다. 그런데 경험적 조건은 선험적 인식으로 부터 독립된 자연자체의 법칙성에 따라 규정되 있는 것이다. 따라서 실질적인 시간인식의 문제, 즉 사건의 최대전달 속도가 무한한지, 유한한지, 또는 동시점이 일의적으로 규정되는지, 아닌지, 또는 규약적으로 정의되야 할지등의 문제는 특정한 경험적 조건하에서 작업하는 물리학의 계측적 시간규정의 과제에 속하는 것이다.

모든 물리적 측정은 측정을 제약하는 경험적 조건, 즉 척도로 선택될 주기적 사건과 사건의 전달수단(광속의 법칙)등에 의해서 결정되는 것 처럼, 시간의 실질적 규정은 경험적 조건에 따라 달리 나타난다. 만약 절대적 좌표와 순간적인 사건전달, 절대강체가 가능하다고 본다면 (뉴톤적) 보편 공간과 보편시간개념의 타당성이 추론된다. 그러나 사건의 최대전달속도인 광속은 유한하고, 절대강체는 존재하지 않는다는 경험적 사실의 근거에서는 당연한 귀결로서 상대론적 시, 공간개념이 나오는 것이다. Poincare가 말하는 것 처럼 "만일 더 빠른 사건전달 방법이 있다면 동시성은 다시 정의될 것이다." "상대성이론적 시간론은 경험적 시간인식에 관계하는, 경험적인 시간규정의 이론이고, 경험적 사실에 근거하여 고전적 시간개념을 재고한 것에 불과하다고 말할 수 있다".


우리는 마흐, 민코프스키, 아인슈타인이 언급하는 시간을 물리학적 시간론으로, 그리고 칸트의 시간론을 선험적 시간론으로 구분지을 수 있다. 마흐가 요구하는 측정가능한 시간, 아인슈타인이 규약적으로 정의하는 시간, 또는 민코프스키가 표현하는 시-공-연속체는 특정한 경험적 조건의 전제하에서 측정되는 실질적인 시간인식으로서의 물리학의 계측적 시간metrische Zeit이며, 칸트가 말하는 시간은 경험적 시간 인식들이 가능하게 되는 (선험적) 조건으로서의 순수 시간a priori reine Zeit이다. 그것은 모든 시간경험에 관한 원리론으로서 단지 물리학의 특정한 경험적 시간이 가능하게 되는 인식조건의 해명을 과제로 하며, 시간이 실지로 어떻게 지각되고, 어떤 크기로 규정되야 하는가 하는, 즉 물리학의 경험적인 시간인식문제에는 관계하지 않는다. 달리 표현하자면 전자가 말하는 시간은 가능한 특수한 시간들(Zeiten)중의 한 (경험적) 시간이며, 반면에 칸트가 말하는 시간은 시간일반(Die Zeit)이라고 할 수있다.


참고문헌


A.Einstein, Über die spezielle und die allgemeine Relativitätstheorie,

Braunschweig 1988.

H.A.Lorentz, A.Einstein, H.Minkowski, Das Relativitätsprinzip, eine

Sammlung von Abhandlungen, Darmstadt 1982

I.Kant, Kritik der reinen Vernunft, Hamburg 1956

-Metaphysische Anfangsgründe der Naturwissenschaften, 책 Schriften

zur Naturphilosophie, hg.v. W.Weischedel, Frankfurt 1968


Jürgen Audretsch/Klaus Mainzer(hg.), Philosophie und Physik der Raum-Zeit,

Grundlagen der exakten naturwissenschaften Band 7,

Mannheim/Wien/Zürich 1988

Michael Drieschner, Einführung in die Naturphilosophie, Darmstadt 1981

Bernulf Kanitscheider, Wissenschaftstheorie der Naturwissenschaft, Berlin

1981

E.Mach, Die Mechanik, historisch-kritisch dargestellt, Darmstadt 1988

Peter Mittelstadt, Philosophische Probleme der modernen Physik, Mannhein,

Wien, Zürich 1989

I.Newton, Mathematische Prinzipien der Naturlehre, hg.v. Wolfers, Darmstadt

1963

Hans Reichenbach, Philosophie der Raum-Zeit-Lehre, Gesammelte Werke Bd.2,

Braunschweig 1977

-Atom und Kosmos, Berlin 1930

E.Sellien, Die erkenntnistheoretische Bedeutung der Relativitätstheorie,

(Kantstudien Nr.48) Berlin 1910

I.Stromeyer,Transzendentalphilosophische und physiaklische Raum-Zeit-Lehre,

Grundlage der exakten Wissenschaft Bd.2, Mannheim, Wien, Zürich

1980


칸트의 동시성 정의의 선험적 (포괄적)미결정성과 뉴톤-아인슈타인의 물리학적 규정:


칸트:

한 사건의 지역의 시간의 지속의 전제하에 이루어지는 상호인과작용원리에 따라서 동시성(동시)는 존재한다. 동시성은 경험적 조건인 사건의 최대전달속도 Vㄸ의 크기에 따라 동시점 또는 동시역으로 알려진다. 시간의 경험적 개별성의 원칙에 따라서 보편시간의 존재여부는 경험적 조건에 의존한다.


뉴톤:

광속무한 c=∞의 전제하에, 두 사건의 동시점은 명료히 규정되며, 보편시간은 존재한다.


아인슈타인:

광속유한c<∞의 전제하에, 동시점은 명료히 규정되지 않으며, 공간적 사건의 경우에 동시점은 관계되는 좌표계의 운동상태에 따라 각기 달리 나타난다. 보편시간은 존재하지 않는다.


E:사건의 집합

L:광추면안에 있는 사건(참조, 주.. 도식2)

∈L:측면광추면안에 있는 사건



선험적 규정 경험적 요인 물리학적 규정


Vㄸ,c=∞ 동시점 뉴톤

시간지속의 전제와 ∀E∈L

칸트 상호인과작용개념에

근거하여 동시성은

객관적으로 경험가능한 Vㄸ, c<∞ 동시역

개념이다 ∃E∈L 아인슈타인

∃E∈L