귀납적 연구와 가설 연역적 연구

1840년대 오스트리아 빈 종합 병원에는 두 산부인과 병동이 있었다. 의사와 의대생이 맡은 제1병동에서는 산모의 약 10%가 산욕열로 죽었고, 조산사가 맡은 제2병동에서는 약 4%였다. 임산부들은 제1병동에 배정되지 않으려고 울며 애원했다. 젊은 의사 제멜바이스는 그 까닭을 찾으려 했다. 자료를 모아 규칙을 찾는 방법과, 원인을 짐작하고 그 짐작을 시험하는 방법 가운데 무엇이 답을 주었을까?

1.1.1귀납적 연구

귀납적 연구는 많은 관찰과 자료를 모아 그 속의 공통된 규칙을 찾아내는 방법이다. 제멜바이스는 먼저 두 병동의 사망률을 해마다 기록하고, 두 병동의 차이를 하나씩 찾아 적었다. 출산 자세, 병동의 붐빔, 신부가 종을 울리며 지나가는 길까지 견주어 보았다. 그런데 대부분의 차이는 사망률과 맞지 않았다. 귀납은 '무엇이 함께 나타나는가'는 잘 보여 주지만, 그것이 원인인지는 알려 주지 못한다. 그리고 관찰하지 않은 경우에도 규칙이 성립한다는 보장이 없다.

1847년 제멜바이스의 동료가 시체를 해부하다 칼에 베인 뒤 산욕열과 같은 증상으로 죽었다. 제멜바이스는 의사들이 해부실에서 시체를 만진 손으로 곧장 산모를 진찰하며 '시체의 입자'를 옮긴다는 가설을 세웠다. 이 가설이 맞다면 의사가 손을 소독하면 사망률이 줄어야 한다. 그는 염소 용액으로 손을 씻게 했고, 제1병동의 사망률은 1848년 약 1.3%로 떨어졌다. 그림 1에서 손 씻기 비율을 바꾸어 보면, 예측대로 사망률이 줄어든다.¹

1.1.2두 방법의 협력

두 방법은 서로 다른 일을 한다. 귀납은 넓게 관찰하여 '어디에 문제가 있는가'와 '무엇이 의심스러운가'를 알려 준다. 가설 연역은 의심스러운 원인 하나를 골라 그것만 바꾸어 시험한다. 제멜바이스도 귀납으로 두 병동의 차이를 좁혔고, 동료의 죽음이라는 단서에서 가설을 세웠으며, 처치를 바꾸는 실험으로 시험했다. 그리고 하나의 실험으로 가설이 증명되지는 않는다. 다른 설명이 가능하지 않은지 따져야 하고, 다른 병원에서도 되풀이되어야 한다.

1.1.3예제 풀이

1846년 제1병동은 \(459 \div 4010 \approx 11.4\)%, 제2병동은 \(105 \div 3754 \approx 2.8\)%로, 제1병동이 약 4배 높았다.

손 씻기 뒤 제1병동은 \(45 \div 3556 \approx 1.3\)%로, 처음의 약 9분의 1이 되었고 제2병동보다도 낮아졌다. 예측한 대로 결과가 나와 가설이 강하게 지지되었다. 그런데 당시 의사들은 '자기 손이 산모를 죽인다'는 결론을 받아들이지 않았고, 제멜바이스는 병원을 떠나야 했다. 즉 가설을 시험해 얻은 증거도 다른 사람들이 검토하고 되풀이해 확인할 때 비로소 과학 지식이 된다. 그래서 그의 주장은 20년 뒤 파스퇴르와 리스터의 세균 연구가 나오고서야 받아들여졌다.

아래 탐구 카드에서 제멜바이스의 자료를 따라가며, 자료에서 출발하는 연구와 가설에서 출발하는 연구가 어떻게 다른지 비교해 보자.

1. 제멜바이스는 처음에 제2병동이 더 붐비는데도 사망률이 낮은 것을 보고 붐빔 가설을 버렸다. 예측과 맞지 않는 관찰 하나로 가설을 버리는 이 추론을 반증이라 한다.