과학은 문제에서 시작하며, 문제를 해결하기 위해 시행착오라는 방법을 선택합니다. 20세기 가장 위대한 철학자로 꼽히는 칼 포퍼는 모든 생물이 문제를 해결하기 위해 같은 패턴으로 움직인다고 이야기합니다. 이 글에서는 칼 포퍼의 3단계 모델을 통해 시행착오의 과정을 살펴보고, 아메바와 아인슈타인의 사례를 통해 시행착오가 갖는 의미를 살펴보고, 더 나아가, 소프트웨어 개발 분야에서 시행착오가 어떻게 적용될 수 있는지, 그리고 테스트 코드를 기반으로 코딩하는 것이 왜 효과적인 방법인지 SW 개발자의 관점에서 살짝 말해보려고 합니다.
칼 포퍼의 시행착오 3단계 모델
칼 포퍼는 시행착오를 통한 학습 과정을 3단계 모델로 정리했습니다.
- 문제: 기대와 다른 결과가 나타나거나, 기존의 해결 방식이 더 이상 작동하지 않을 때 발생합니다.
- 시도된 해결책들: 문제 해결을 위한 다양한 시도들이며, 복수성을 띄는 것이 중요합니다.
- 제거: 오류를 제거하는 단계로, 실패한 해결책은 더 이상 고려하지 않습니다.
이 3단계를 반복하며 문제를 해결해 나가고, 성공적인 해결책을 학습하게 됩니다. 동물의 경우, 비슷한 문제가 발생했을 때 앞서 실행한 시험적 행동들을 대략적으로 반복하며, 실패를 제거하면서 새로운 기대를 배우게 됩니다.
아메바와 아인슈타인: 시행착오의 두 가지 방식
아메바와 아인슈타인은 시행착오를 통해 학습한다는 공통점이 있지만, 그 방식에는 결정적인 차이가 있습니다.
- 아메바: 생존 본능에 따라 시행착오를 진행하며, 기대나 가설이 논박되면 생물 자체도 파괴될 수 있습니다. 아메바에게 시행착오는 생존과 직결된 문제입니다.
- 아인슈타인: 자신의 가설을 객관화하여, 가설이 파괴되어도 자신은 파괴되지 않습니다. 과학에서는 가설이 우리 대신 죽어주는 셈입니다. 아인슈타인은 오류를 발견하고 제거함으로써 배우려는 희망을 가지고 자신의 오류를 의식적으로 탐구했습니다.
아메바는 최대한 반증을 꾀하지만, 아인슈타인은 비판적 방법론을 통해 오류를 제거합니다. 이러한 차이는 인간에게 과학이 왜 필요한지, 그리고 어떻게 탐구하고 발전하는지를 보여줍니다.
소프트웨어 개발에서의 시행착오: 테스트 코드 기반 코딩 (TDD)
소프트웨어 개발은 복잡한 문제 해결 과정이며, 시행착오는 필수적인 요소입니다. 전통적인 개발 방식에서는 코드를 먼저 작성하고 테스트를 진행하는 반면, 테스트 코드 기반 코딩 (Test-Driven Development, TDD)은 테스트 코드를 먼저 작성하고, 그 테스트를 통과하는 코드를 작성하는 방식입니다.
TDD의 기본 원리
TDD는 다음과 같은 단계를 반복합니다.
- 실패하는 테스트 작성: 아직 구현되지 않은 기능에 대한 테스트 코드를 작성합니다. 이 테스트는 당연히 실패합니다.
- 테스트 통과하는 최소한의 코드 작성: 작성한 테스트를 통과하는 최소한의 코드를 작성합니다. 이 단계에서는 완벽한 코드를 만드는 것이 아니라, 테스트를 통과하는 것에 집중합니다.
- 리팩토링: 코드를 개선하고 중복을 제거합니다. 이 단계에서는 테스트가 여전히 통과하는지 확인하면서 코드를 정리합니다.
TDD가 SW 개발에 효과적인 이유
- 명확한 요구사항 정의: 테스트 코드를 먼저 작성함으로써 개발자는 요구사항을 명확하게 이해하고 코딩을 시작할 수 있습니다. 테스트 코드는 실행 가능한 요구사항 명세서 역할을 합니다.
- 디버깅 시간 단축: 작은 단위의 테스트를 통해 오류를 조기에 발견하고 수정할 수 있습니다. 이는 전체 개발 시간을 단축시키고, 안정적인 소프트웨어를 만드는 데 기여합니다.
- 코드 품질 향상: 테스트 가능한 코드를 작성하도록 유도하며, 코드의 가독성과 유지보수성을 높입니다. 리팩토링 단계를 통해 코드의 중복을 제거하고 효율성을 높일 수 있습니다.
- 자신감 있는 개발: 모든 기능이 테스트를 통과한다는 것을 확인하면서 개발할 수 있으므로, 개발자는 코드 변경에 대한 두려움 없이 자신감 있게 개발할 수 있습니다.
- 설계 개선: 테스트 코드를 작성하는 과정에서 코드의 설계 문제를 미리 발견하고 개선할 수 있습니다. 이는 더 유연하고 확장 가능한 소프트웨어 아키텍처를 만드는 데 도움이 됩니다.
TDD와 칼 포퍼의 3단계 모델
TDD는 칼 포퍼의 시행착오 3단계 모델과 유사한 과정을 따릅니다.
- 문제: 실패하는 테스트를 작성하는 단계는 문제를 정의하는 것과 같습니다.
- 시도된 해결책들: 테스트를 통과하는 코드를 작성하는 단계는 문제 해결을 위한 다양한 시도를 하는 것과 같습니다.
- 제거: 테스트를 통과하지 못하는 코드는 제거되고, 리팩토링을 통해 오류를 수정하고 코드를 개선하는 것은 오류를 제거하는 단계와 같습니다.
SW 개발자 관점에서 본 TDD
SW 개발자 관점에서 TDD는 단순한 개발 방법론이 아니라, 소프트웨어 개발의 철학입니다. TDD는 개발자가 문제를 해결하는 방식을 바꾸고, 코드에 대한 책임감을 높이며, 지속적인 개선을 추구하도록 합니다. TDD는 초기 학습 곡선이 있을 수 있지만, 장기적으로 볼 때 생산성 향상, 코드 품질 향상, 유지보수 비용 절감 등 다양한 이점을 제공합니다.
삶에 대한 시사점
아인슈타인이 배우려고 했던 탐구 정신처럼, 시행착오는 인간에게 반드시 거쳐야 할 학습 과정입니다. 단 한 번의 기회로 삶이 바뀌는 것은 현실적으로 가능성이 낮으며, 단 한 번의 실수로 좌절할 필요도 없습니다. 시행착오는 문제를 해결하기 위한 당연한 과정이며, 이는 아메바에게 없는 우리만의 특권입니다. 우리에게는 존재하지 않는 것들을 꿈꿀 수 있는 사람들이 필요하며, 시행착오를 통해 꿈을 향해 나아갈 수 있습니다.
맺음말
칼 포퍼는 "삶은 문제 해결의 연속이다"라고 말했습니다. 아메바와 아인슈타인의 사례를 통해 우리는 시행착오의 중요성을 깨닫고, 소프트웨어 개발 분야에서는 TDD를 통해 시행착오를 효과적으로 활용할 수 있습니다. 시행착오는 실패가 아니라, 성공으로 나아가는 과정입니다. 실패를 두려워하지 않고, 끊임없이 시도하고 배우는 자세가 중요합니다.
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