피에르 뒤엠

피에르 모리스 마리 뒤엠(Pierre Maurice Marie Duhem, 1861년 6월 9일 ~ 1916년 9월 14일)은 열역학, 유체역학 및 탄성 이론에 상당한 공헌을 한 프랑스의 이론 물리학자이다. 그는 과학 역사가로서도 다작을 하였는데 유럽 중세에 대한 선구적인 작업으로 특히 유명하다. 과학 철학자로서 뒤엠은 실험 기준의 불확정성에 대한 "뒤엠-콰인 논제"의 공로를 인정받고 있다. 실증주의에 대한 그의 반대는 그의 전통적인 가톨릭교에서 일부 비롯되었는데, 그의 이러한 관점때문에 평생동안 프랑스의 지배적 학계 흐름과 대립하였다.

 어린 시절과 교육 
피에르 뒤엠은 1861년 6월 10일 파리에서 플랑드르 출신의 피에르-조제프 뒤엠과 랑그독 출신의 마리 알렉산드린(결혼전 성은 파브르이다)의 아들로 태어났다. 부친은 섬유 산업에서 영업 담당자로 일하여 가족은 몽마르트르 바로 남쪽의 뤼 데 죄뇌르(Rue des Jeûneurs)에 있는 검소한 동네에 살았다. 그의 가족은 독실한 가톨릭 신자였으며 가정의 보수적인 관점은 뒤엠이 종교의 거부에서 비롯된 무정부 상태의 표현으로 여겼던 1871년 파리 코뮌을 직접 경험한 것으로 영향을 받았다.

젊은 피에르는 콜레주 스타니슬라스에서 중등 교육을 마쳤는데, 이곳에서 물리 과학에 대한 그의 관심은 이론 물리학자로 열역학에 영향력 있는 교과서의 저자이며 그의 교사인 쥘 무티에로부터 격려를 받았다. 피에르는 1882년 명문인 에콜 노르말 쉬페리외르 (ENS)에 동급생 중 1등으로 입학했다. ENS에서 1884년 수학과 물리학 학사 학위를 취득하고 1885년 물리 과학에서 아그레가시옹을 취득했다.

뒤엠은 전기화학 전지의 이론 분야에서의 열역학적 퍼텐셜 활용에 관한 박사 학위 논문을 작성했는데, 이 논문에서는 마르셀랭 베르텔로에 의하여 제시된 "최대 일의 원리"를 명백히 공격했다. 심사위원들은 뒤엠의 논문을 통과시키지 않았고, 바르텔로와의 견해 차이로 인해서 이후로 뒤엠의 학문적 경력은 지장을 받았다. 과학적 견해 차이 외에도 뒤엠은 보수적인 가톨릭 신자이자 왕당파였지만, 정치적으로 영향력 있던 바르텔로는 반교권적 공화주의자였다. 뒤엠은 1888년 자화 동역학 이론에 관한 새로운 논문으로 마침내 박사 학위를 받았다.

이론 물리학자로서, 나중에는 과학사학자이자 과학철학자로서 많은 업적을 이루었음에도 불구하고 뒤엠은 자신이 원했던 파리에서의 교수직을 얻지 못했다. 그는 먼저 릴 대학교 (1887~1893)에서 근무했고, 렌 대학교 (1893~1894)에서 잠시 일하다가 마지막으로 보르도 대학교에서 이론 물리학 교수로 재직하며 여생동안 이곳에서 활동했다.

 이론 물리학 
과학자들 사이에서 뒤엠은 오늘날의 화학 열역학, 특히 깁스-뒤엠 방정식과 뒤엠-마르굴레스 방정식에 대한 연구로 가장 유명하다. 그의 접근 방식은 조사이아 윌러드 깁스에 의한 초기 연구로부터 영향을 크게 받았고 뒤엠은 이를 프랑스 과학자들에게 효과적으로 설명하고 홍보했다. 그는 연속체 역학에서 현재 클라우지우스-뒤엠 부등식으로 불리는 식에 대한 공헌으로도 기억되고 있다.

뒤엠은 에너지론의 지지자로, 기계, 전자기학, 화학을 포함한 모든 물리적 현상이 열역학 원리로부터 유도될 수 있다고 확신했다. 윌리엄 랭킨의 "에너지학 과학 개요"(Outlines of the Science of Energetics)의 영향을 받아 뒤엠은 그의 저서 Traité de l'Énergétique (1911)에서 이 지적 프로젝트를 수행하였으나, 전자기 현상을 열역학의 기본 원리로 환원시키는데는 궁극적으로 실패했다.

뒤엠은 원자 개념의 물리적 실체와 유용성에 대하여 에른스트 마흐의 회의론을 공유했다. 따라서 그는 많은 원자로 구성된 기계적 시스템의 통계적 속성에 따라 열역학 법칙을 설명한 제임스 클러크 맥스웰, 루트비히 볼츠만, 조사이어 깁스의 통계 역학을 추종하지 않았다.

뒤엠은 알베르트 아인슈타인의 상대성 이론에 반대했다. 1914년 뒤엠은 아인슈타인의 상대성 이론에 의하여 "물리학은 그 논리가 길을 잃고 상식이 겁에 질려 도망치는 진정한 혼돈이 되어버렸다"고 논평했다. 1915년 그의 저서《알레망드 과학》(La Science Allemande)에서 상대성 이론에 강력히 반대했다. 뒤엠은 상대성 이론이 "공간, 시간, 운동에 대해 이야기했던 모든 이론, 모든 역학 및 물리학 이론을 전복한다"고 말했다.

 과학사 
오른쪽|섬네일|220x220픽셀|저명한 중세 학자 니콜 오렘 . 뒤엠은 중세 스콜라 전통을 근대 과학의 기원으로 간주하게 되었다.
뒤엠은 과학사 연구로도 유명하며, 그 결과 10권으로 구성된 《세계 체계: 플라톤에서 코페르니쿠스까지의 우주론적 교리의 역사》(Le système du monde: histoire des doctrines cosmologiques de Platon à Copernic)가 탄생했다. 전통주의 가톨릭 신자인 뒤엠은 중세 유럽을 계몽시대로 보는 개념을 지적으로 황무한 것으로 거부했다. 대신에 그는 중세 교회가 서양 과학의 성장을 촉진하는 데 도움이 되었다는 것을 보여주고자 노력했다. 중세 과학사가로서 뒤엠의 연구는 정역학의 기원에 대한 연구로 시작되었으며, 그 과정에서 존 뷰리던, 니콜 오렘, 로저 베이컨과 같은 중세 수학자 및 철학자의 작품을 접하게 되었다. 뒤엠은 이들에게서 현대 과학의 진정한 창시자들을 보게 되어, 이들이 갈릴레오 갈릴레이와 그 후 초기 근대 과학자들의 많은 발견을 이미 예견했다고 생각했다. 뒤엠은 "현대가 정당하게 자랑스러워하는 역학과 물리학"이 "중세 학파의 핵심에서 공언된 교리를 바탕으로 거의 눈에 띄지 않게 끊임없이 발전해 왔다"고 주장했다.

뒤엠은 "현상의 보존" (, sozein ta phainomena, 이는 "물리적 설명의 제공"에 대비 되는 개념이다)이라는 개념을 현대 과학철학에 재도입하는 데 기여했다. 코페르니쿠스 혁명 당시의 "현상의 보존"에 대한 논쟁 외에도 고전 천문학의 주전원과 이심원에 관하여 아래와 같은 글을 쓴 토마스 아퀴나스의 사고방식에서 동기를 얻었다.
 

 과학철학 

과학 철학에서 뒤엠은 가설이 실험으로 직접적으로 반박될 수 없고 과학에는 결정적 실험이 없다고 주장한 것으로 가장 유명하다. 뒤엠은 자신의 논제를 "예측된 현상이 생성되지 않는다면, 의문시되는 명제뿐만 아니라 물리학자가 사용하는 이론적 틀 전체도 의심스러워진다"고 공식화했다. 뒤엠의 과학 철학에 대한 견해는 1906년의 저서《물리 이론의 목적과 구조》에 설명되어 있다. 그는 여기서 프린키피아의 만유인력 법칙이 케플러의 제2법칙과 제3법칙을 포함하는 '현상'에서 추론 되었다는 뉴턴의 주장에 반대했다. 이와 관련된 뉴턴의 주장은 이미 독일 논리학자 라이프니츠의 비판적 증명 분석에 의해 공격을 받았고, 그 다음에는 흄의 귀납에 대한 논리적 비판에 이어 임마누엘 칸트에 의하여 가장 유명하게 공격을 받았다. 그러나 뒤엠의 연구의 참신함은 뉴턴의 보편적 상호 중력 이론은 행성 간 상호 중력 섭동으로 인해 케플러의 행성 운동 법칙과 완전히 모순 된다는 주장에 있었다. 뒤엠에 따르면 어떤 우연적 명제도 모순되는 명제로부터 타당하게 논리적으로 추론될 수 없기 때문에, 뉴턴은 그의 중력 법칙을 곧바로 케플러의 법칙으로부터 논리적으로 추론하지 않았음에 틀림없다.

 영국 귀납주의 전통에 대한 반대 
뒤엠은 물리학이, 다른 과학에는 영향을 미치지 않는 특정한 방법론적 한계를 지닌다고 주장한다. 뒤엠은 그의《물리 이론의 목적과 구조》(1906)에서 베이컨의 "중요한 실험" 개념을 비판했다. 이 비판에 따르면 물리학에서의 실험은 단순한 관찰이 아니라 이론적 틀을 통해 관찰 결과를 해석하는 것이다. 더 나아가 아무리 실험을 잘 구성하더라도 고립된 단일 가설을 실험적으로 검증하는 것은 불가능하고, 오히려 가설, 배경 가정, 이론이 서로 밀접하게 연관된 전체 집단이 검증되는 것이다. 이러한 주장은 확증 전체론 (confirmation holism)으로 알려지게 되었다. 뒤엠에 따르면 이러한 불가피한 전체론은 결정적 실험을 불가능하게 만든다. 뒤엠은 더욱 일반적으로, 뉴턴이 물리학의 방법을 사실과 관찰로부터의 직접적인 "연역"으로 설명한 점을 비판했다.

 과학과 신앙의 철학 
뒤엠은 《목적과 구조》의 부록인 "신자의 물리학"에서 물리학과 종교 사이의 갈등이 있다고 주장하는 사람들에게 자신의 과학 철학이 갖는 함의를 도출하고 있다. 그는 "형이상학적 교리와 종교적 교리는 객관적 실재에 대한 판단인 반면, 물리 이론의 원리는 모든 객관적 존재를 벗어난 특정 수학적 기호에 대한 상대적인 명제이다. 이 두 종류의 판단은 공통된 용어가 없기 때문에 서로 모순되거나 일치될 수 없다"(p. 285) 그럼에도 불구하고 뒤엠은 신학자나 형이상학자가 물리 이론에 대한 상세한 지식을 갖는 것이 과학적 이론을 억측에 부당하게 사용하지 않기 위해서 중요하다고 주장한다. 뒤엠의 과학 철학은 동시대인 아벨 레이로부터 비판을 받았는데, 레이는 뒤엠의 가톨릭 신앙이 영향을 미쳤다고 여겼기 때문이다. 뒤엠은 실제로 신자로 신실하고도 열렬한 가톨릭 신자였지만 물리학과 화학 분야에서 자신의 저작들은 종교와 관계없이 그 자체의 가치에 따라 평가되어야 한다고 강조했다. 그의 저작들은 "가톨릭 과학"의 사례도 아니었고, 그의 가톨릭 신앙의 영향을 받은 것도 아니었다. 

 명예와 죽음 
뒤엠은 1900년 폴란드 크라쿠프의 야기엘로니안 대학교에서 명예 박사 학위를 받았다. 같은 해 그는 프랑스 과학 아카데미의 명예회원(corresponding member)으로 선출되었다. 그는 1913년에 명예 비상주 회원(titular non-resident member)으로 승급했다. 말년에는 파리의 명문 콜레주 드 프랑스의 과학사 학과장으로 추천받았지만 딸에게 보낸 편지에서 "저는 이론 물리학자입니다. 파리에서 이론 물리학을 가르치지 않는다면 그곳에 가지 않겠습니다."라고 설명하면서 학과장으로 검토되는 것을 거부했다. 1916년 오드(Aude) 남부 지역의 카르카손 시 인근의 작은 카브레스핀 마을에 있는 외할아버지 집에 머물던 중 급성 협심증 발작을 앓은 후 55세라는 비교적 젊은 나이에 갑자기 사망했다.

 저작 
서적

 (1886). Le Potentiel Thermodynamique et ses Applications à la Mécanique Chimique et à l'Étude des Phénomènes Électriques. Paris: A. Hermann.
 (1888). De l'Aimantation par Influence. Suivi de Propositions Données par la Faculté. Paris, Gauthier-Villars et Fils.
 (1891). Cours de Physique Mathématique et de Cristallographie de la Faculté des Sciences de Lille. Paris: A. Hermann.
 (1891–1892). Leçons sur l'Électricité et le Magnétisme. Paris: Gauthier-Villars et Fils, tome I (English EPUB), tome II (English EPUB), tome III (English EPUB).
 (1893). Introduction à la Mécanique Chimique. Paris: G. Carré.
 (1894). Sur les Déformations Permanentes et l'Hysteresis. Bruxelles: Impr. de Hayez.
 (1895). Les Théories de la Chaleur.
 (1896). Théorie Thermodynamique de la Viscosité, du Frottement et des faux Équilibres Chimiques. Paris: A. Hermann.
 (1897–1898). Traité Élémentaire de Mécanique Chimique Fondée sur la Thermodynamique. Paris: A. Hermann.
 (1897). Les Mélanges Doubles: Statique Chimique Générale des Systèmes Hétérogènes.
 (1898). Faux Équilibres et Explosions.
 (1902). Le Mixte et la Combinaison Chimique. Essai sur l'Évolution d'une Idée. Paris: C. Naud.
 (1902). Les Théories Électriques de J. Clerk Maxwell: Étude Historique et Critique. Paris: A. Hermann.
 (1902). Thermodynamique et Chimie: Leçons Élémentaires à l'Usage des Chimistes. Paris: A. Hermann.
 (1903). Recherches sur l'Hydrodynamique. Paris: Gauthier-Villars.
 (1905–6). Les Origines de la Statique. Paris: A. Herman, tome I, tome II.
 (1905). L'Évolution de la Mécanique. Paris, A. Hermann.
 (1906). La Théorie Physique. Son Objet, sa Structure. Paris: Chevalier & Riviére (Vrin, 2007).
 (1906). Recherches sur l'Élasticité. Paris: Gauthier-Villars.
 (1906–13). Études sur Léonard de Vinci, ceux qu'il a lus et ceux qui l'ont lu, 3 vol., Paris: A. Hermann.
 Première série : Ceux qu'il a lus et ceux qui l'ont lu, 1906.
 Deuxième série : Ceux qu'il a lus et ceux qui l'ont lu, 1909.
 Troisième série : Les précurseurs parisiens de Galilée, 1913.
 (1908). Josiah-Willard Gibbs, à propos de la Publication de ses Mémoires Scientifiques. Paris: A. Hermann.
 (1908). Sauver les Phénomènes. Essai sur la Notion de Théorie Physique de Platon à Galilée. Paris: A. Hermann (Vrin, 2005).
 (1909). Le Mouvement Absolu et le Mouvement Relatif. Paris: Impr. Librairie de Montligeon. English EPUB
 (1911). Traité d'Énergétique. Paris: Gauthier-Villars, tome I (English EPUB), tome II (English EPUB).
 (1913–1959). Le Système du Monde. Histoire des Doctrines Cosmologiques de Platon à Copernic: tome I, tome II, tome III, tome IV, tome V, tome VI, tome VII, tome VIII, tome IX, tome X.
 (1915) La Science Allemande. Paris: A. Hermann.

논문

 (1908). "La Valeur de la Théorie Physique," Journal de Mathémathiques Pures et Appliquées, Vol. XIX, pp. 7–19.
 (1908). "Ce que l'on Disait des Indes Occidentales avant Christophe Colomb," Journal de Mathémathiques Pures et Appliquées, Vol. XIX, pp. 402–406.
 (1909). "Note: Thierry de Chartres et Nicholas de Cues," Revues des Sciences Philosophiques et Théologiques, Troisième Année, pp. 525–531.
 (1911). "Sur les Petites Oscillations d'un Corps Flottant," Journal de Mathémathiques Pures et Appliquées, Vol. VII, Sixiéme Série, pp. 1–84.
 (1911). "Le Temps selon les Philosophes Hellénes," Part II, Revue de Philosophie, Vol. XIX, pp. 5–24, 128–145.
 (1914). "Roger Bacon et l'Horreur du Vide," in A.G. Little (ed.), Roger Bacon Essays. Oxford, at the Clarendon Press.
 (1915). "Quelques Réflexions sur la Science Allemande," Revue des Deux Mondes, Vol. XXV, pp. 657–686.
 (1916). "L'Optique de Malebranche," Revue de Métaphysique et de Morale, Vol. XXIII, No. 1, pp. 37–91.
NUMDAM의 Duhem의 수학 논문

 영어 번역본 
서적
 
 Excerpts: excerpt 1, & excerpt 2 "Heavenly bodies: Theory, physics and philosophy"
 "Physical Theory and Experiment," in Herbert Feigl & May Brodbeck (ed.), Readings in the Philosophy of Science. New York: Appleton-Century-Crofts, Inc., 1953, pp. 235–252.
 (excerpt)
 (excerpt: "The 12th century birth of the notion of mass which advised modern mechanics ... and void and movement in the void")
 Duhem, Pierre (1988). The Physicist as Artist: The Landscapes of Pierre Duhem. Edinburgh: Scottish Academic Press. ISBN 0707305349
 Duhem, Pierre (1990). "Logical Examination of Physical Theory," Synthese, Vol. 83, No. 2, pp. 183–188.
 Duhem, Pierre (1990). "Research on the History of Physical Theories," Synthese, Vol. 83, No. 2, pp. 189–200.
 Duhem, Pierre (1991). German Science. La Salle, Ill.: Open Court. ISBN 0812691245
 
 
 
 
 
 (EPUB)

논문
 " 물리학과 형이상학 "(1893)
 " 신자의 물리학 "

1912년《가톨릭 백과사전》에 기고된 기사
 물리학의 역사
 피에르 드 마리쿠르
 조르다누스 드 네모레
 니콜 오레스메
 작센의 알베르트
 프레부르크의 티에리
 장 드 삭스

 위의 참고문헌 목록은 그의 저작중 일부이다. 《스탠포드 철학 백과사전》의 Duhem 항목 에서 그의 전체 1차 자료 와 2차 자료를 확인할 수 있다.

 같이 보기 
 이론적재성

 참고문헌 

 출처 

 Dijksterhuis, E.J. (1959). "The Origins of Classical Mechanics from Aristotle to Newton", in M. Clagett (ed). Critical Problems in the History of Science, pp. 163–184. University of Wisconsin Press.
Hentschel, Klaus (1988). "Die Korrespondenz Duhem-Mach: Zur 'Modellbeladenheit' von Wissenschaftsgeschichte", Annals of Science, 73–91.
 

 

Moody, Ernest A. (1966). "Galileo and his Precursors", in C.L. Gollino, ed., Galileo Reappraised. Berkeley: University of California Press, 23–43.

 Picard, Émile (1922). "La Vie et l'Oeuvre de Pierre Duhem," in Discours et Mélanges. Paris: Gauthier-Villars.
 

 추가 읽기 
 Alexander, Peter (1964). "The Philosophy of Science, 1850–1910," in D.J. O'Connor, ed., A Critical History of Western Philosophy. New York: The Free Press, pp. 402–425.
 Ariew, Roger (2011) Pierre Duhem, Stanford Encyclopedia of Philosophy, January 20, 2011.

 
 Dawson, Christopher (1959). "The Scientific Development of Medieval Culture," in Medieval Essays. New York: Image Books, pp. 122–147.
 (EPUB)
 Deltete, Robert J. (2008). "Man of Science, Man of Faith: Pierre Duhem's 'Physique de Croyant'," Zygon 43 (3), pp. 627–637.
 Jaki, Stanley L. (1985–86). "Science and Censorship: Hélène Duhem and the Publication of the 'Système du Monde'," The Intercollegiate Review 21 (2), pp. 41–49 [Rep., in The Absolute Beneath the Relative and Other Essays. University Press of America, 1988]. [WARNING: Link leads to phishing website.]
 Jaki, Stanley L. (1992). Reluctant Heroine, The Life and Work of Helene Duhem. Scottish Academic Press.
 Jaki, Stanley L. (1993). "Medieval Christianity: Its Inventiveness in Technology and Science," in Technology in the Western Political Tradition. Ed. M.R. Zinman. Cornell University Press, pp. 46–68.
 Kahler, Erich (1943). "Reason and Science," in Man: The Measure. New York: Pantheon Books, Inc.
 Quinn, Philip L. (1974). "What Duhem Really Meant," in Robert S. Cohen & Marx W. Wartofsky, eds., Methodological and Historical Essays in the Natural and Social Sciences. Dordrecht: Reidel Publishing Company.
 Schaffers, V. (1922). "Pierre Duhem et la Théorie Physique," Revue des Questions Scientifiques, pp. 42–73.

 외부 링크 
 Works by or about Pierre Duhem at the Internet Archive
 Obituary, at Science
 Works by Pierre Duhem, at Numdam
 MacTutor Biography
 Pierre Duhem, by Louis de Launay
 The Duhem–Quine Thesis in Economics: A Reinterpretation
 Pierre Duhem & Thomas Kuhn
 Duhem's Bull

분류:열역학자
분류:천문학사학자
분류:에콜 노르말 쉬페리외르 동문
분류:로마 가톨릭 철학자
분류:20세기 로마 가톨릭교도
분류:19세기 로마 가톨릭교도
분류:1916년 사망
분류:1861년 출생