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📍댓글 이벤트! 과학강국 한국! 노벨상을 받기 위해 우리가 해야할 것은? 노벨상, 한국 과학자들의 위대한 도전! Part.3 l 선을 넘는 과학자들

우리나라의 과학기술 역량은 산업적 측면에서 세계적인 수준에 도달해 있지만, 학문적 성취 면에서는 아직 보완해야 할 점이 많습니다. 노벨상은 인류를 위한 지대한 공헌을 기리는 상으로, 단순히 기존의 것을 개선하는 '추격형' 연구가 아닌 세상에 없던 것을 만드는 '선도형' 연구에 주어집니다. 즉, 1에서 100을 만드는 최고의 연구보다 0에서 1을 창조하는 최초의 연구가 노벨상의 핵심입니다. 이는 국가적 공헌을 넘어 인류 전체를 위한 미지의 영역에 도전하는 노벨 정신과 맞닿아 있습니다. 올해 노벨 생리의학상 수상자인 빅터 앰브로스와 게리 러브컨의 사례는 과학 연구의 본질을 잘 보여줍니다. 이들이 발견한 마이크로RNA는 발표 초기 10여 년 동안 학계의 큰 주목을 받지 못했습니다. 하지만 이들은 외부의 평가에 연연하지 않고 연구 자체에서 느끼는 즐거움과 호기심을 동력 삼아 묵묵히 길을 걸었습니다. 과학적 성취는 보상이나 명예를 좇는 과정이 아니라, 연구 분야에 대한 순수한 흥미와 몰입이 만들어낸 결실이자 행운과도 같은 보상임을 시사합니다. 한국 과학계가 노벨상에 다가가기 위해서는 속도보다 방향에 집중해야 합니다. 단순히 앞선 연구를 빠르게 따라잡는 것이 아니라, 자신만의 독창적인 연구 방향을 설정하는 것이 중요합니다. 이때 스승의 역할은 제자가 자신의 뒤를 따르게 하는 것이 아니라, 제자만의 길을 갈 수 있도록 이끌어주는 내비게이션이 되어야 합니다. 실제로 많은 노벨상 수상자들이 스승과는 전혀 다른 분야를 개척하며 독자적인 업적을 쌓았다는 점은 우리에게 시사하는 바가 매우 큽니다. 창의적인 연구는 서로 다른 분야를 연결하는 지점에서 탄생하기도 합니다. 최근 노벨 물리학상과 화학상이 인공지능과의 융합 연구에 수여된 것처럼, 과학과 인문학 혹은 예술과의 연계는 새로운 시각을 제공합니다. 또한 지류가 아닌 본류, 즉 나무의 가지가 아닌 큰 줄기에 해당하는 근본적인 연구에 집중할 때 노벨상의 가능성은 커집니다. 장기간의 몰입을 가능케 하는 호기심과 태도는 문학이나 과학이나 매한가지이며, 이는 연구자가 지녀야 할 가장 강력한 무기입니다. 노벨상은 과학의 전부가 아니라 거대한 코끼리의 코와 같은 중요한 일부입니다. 한 국가에서 첫 수상자가 나오기 시작하면 일본이나 이스라엘의 사례처럼 연쇄적인 수상이 이어지는 경향이 있습니다. 우리나라도 이제는 과학자를 존중하고 명예를 인정하는 사회적 풍토 속에서 새로운 도약을 준비해야 합니다. 앞선 세대의 지혜를 이어받고 다음 세대를 위해 새로운 길을 여는 '계왕성 개래학'의 자세로 젊은 과학자들이 미지의 세계를 탐험할 때, 한국인 노벨상 수상의 꿈은 현실로 다가올 것입니다.

국립과천과학관선을 넘는 과학자들🔬

융합

주인공은 나야! 나!🙋‍♂️ 실버버튼의 주역을 찾아서~⭐

과학관은 단순히 유물을 전시하는 공간을 넘어, 현대인들에게 과학적 호기심을 자극하고 지식을 전달하는 핵심적인 역할을 수행합니다. 복잡하고 어렵게만 느껴졌던 과학 원리들이 시각적이고 체험적인 요소들과 결합하면서, 대중은 일상 속의 과학을 보다 친숙하게 받아들이게 됩니다. 이러한 공간은 어린이들에게는 꿈을 심어주고 성인들에게는 새로운 지적 자극을 제공하며 사회 전반의 과학 문해력을 높이는 데 기여하고 있습니다. 최근 과학관에서 제공하는 콘텐츠는 그 종류와 깊이 면에서 비약적인 발전을 이루었습니다. 단순 관람형 전시에서 벗어나 관람객이 직접 조작하고 반응을 확인할 수 있는 인터랙티브 전시가 주를 이루고 있습니다. 물리, 화학, 생물 등 기초 과학 분야는 물론이고 우주 항공이나 로봇 공학 같은 첨단 기술까지 아우르는 방대한 콘텐츠는 관람객들에게 끊임없는 즐거움을 선사합니다. 이는 과학이 정적인 학문이 아니라 역동적인 탐구의 대상임을 보여줍니다. 특히 가상 현실이나 증강 현실 기술을 접목한 체험형 콘텐츠는 시공간의 제약을 허물며 과학 교육의 새로운 지평을 열었습니다. 눈으로 직접 보기 힘든 미시 세계나 머나먼 우주의 모습을 생생하게 구현함으로써, 추상적인 이론을 직관적으로 이해할 수 있도록 돕습니다. 이러한 몰입형 경험은 학습 효과를 극대화할 뿐만 아니라, 과학에 대한 막연한 두려움을 없애고 탐구하려는 의지를 북돋우는 데 매우 효과적인 도구로 활용되고 있습니다. 과학관의 진화는 여기서 멈추지 않고 인공지능과 빅데이터를 활용한 맞춤형 전시 가이드로 이어지고 있습니다. 관람객의 관심사와 수준에 맞춰 최적화된 정보를 제공함으로써, 누구나 자신의 눈높이에서 과학을 즐길 수 있는 환경이 조성되고 있습니다. 이는 지식의 일방적인 전달이 아닌 쌍방향 소통을 가능하게 하며, 과학관을 살아있는 학습의 장으로 변모시킵니다. 기술과 예술이 결합한 미디어 아트 형태의 전시는 감성적인 충족감까지 제공합니다. 결국 과학관의 다양한 콘텐츠를 경험하는 것은 미래를 준비하는 가장 즐거운 방법 중 하나라고 할 수 있습니다. 우리가 누리는 현대 문명의 근간이 되는 과학적 사고방식을 체득함으로써, 급변하는 세상 속에서 중심을 잡고 문제를 해결할 수 있는 능력을 기르게 됩니다. 더 많은 사람이 과학관을 찾아 그 속에 담긴 무궁무진한 이야기들에 귀를 기울인다면, 우리 사회는 더욱 창의적이고 합리적인 방향으로 나아갈 수 있을 것입니다.

국립과천과학관과학관 소식🔈

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[대담] 2024 '노벨상 해설강연' 과학톡!(TALK) by 조정효, 백민경, 이준호 l 고등과학원&카오스재단

최근 노벨 물리학상과 화학상이 인공지능 관련 연구에 수여되면서 과학계에는 새로운 바람이 불고 있습니다. 인공지능은 단순히 계산을 돕는 도구를 넘어, 기존 연구의 한계를 극복하고 지식의 지평을 넓히는 핵심적인 역할을 수행하고 있습니다. 특히 수학과 같은 기초 과학 분야에서는 인공지능을 활용해 수십 년간 풀리지 않던 난제들을 해결하려는 시도가 이어지고 있으며, 이는 연구의 시간과 비용을 획기적으로 절감하는 결과로 이어지고 있습니다. 이러한 변화는 과학 전반의 발전 속도를 가속화하며 연구 생태계를 더욱 풍부하게 만들고 있습니다. 연구 현장에서는 이미 'AI 사이언티스트'라 불리는 인공지능이 등장하여 큰 충격을 주고 있습니다. 이 인공지능은 스스로 논문을 읽고 연구 문제를 발굴하며, 코드를 짜고 실험 결과를 해석하여 논문까지 작성하는 수준에 도달했습니다. 단돈 15달러 정도의 비용으로 인간 연구자가 수행하던 절차적인 과정들을 대신 처리할 수 있게 된 것입니다. 이제 과학자들은 단순히 반복적인 업무에 매달리기보다, 인공지능이 아직 흉내 내기 어려운 인간만의 고유한 영역인 상상력을 발휘하는 데 더 집중해야 하는 시점을 맞이하고 있습니다. 생물학 분야에서도 인공지능의 도입은 연구실 문화를 근본적으로 바꾸어 놓았습니다. 과거에는 전자현미경 사진을 일일이 수작업으로 분석하며 수천 시간을 소모해야 했지만, 이제는 딥러닝 기술을 통해 훨씬 빠른 속도로 데이터를 처리할 수 있게 되었습니다. 또한 학생들은 프로그래밍 과정에서 인공지능에게 코드의 뼈대를 요청하거나 버그를 수정하는 등 효율적인 방식으로 연구를 진행합니다. 비록 인공지능의 결과물을 검증하는 인간의 역할은 여전히 중요하지만, 딥러닝을 제외하고는 이제 현대 과학 실험의 속도를 논하기 어려울 정도가 되었습니다. 인공지능의 급격한 발전은 인간의 지능을 뛰어넘을 것인가에 대한 철학적인 질문을 던집니다. 인공지능은 방대한 데이터에서 패턴을 찾아내는 데 탁월한 능력을 보이지만, 인간의 지능은 의식과 연결된 훨씬 복합적인 영역입니다. 과거 과학자들이 보편적인 규칙을 찾아내기 위해 고군분투했던 것처럼, 전혀 관련 없어 보이는 분야를 창의적으로 묶어내는 능력은 여전히 인간의 고유한 자산으로 남아 있습니다. 따라서 인공지능이 특정 과업에서 인간을 앞설지라도, 복합적인 사고와 가치 판단을 내리는 인간의 지능을 완전히 대체하기는 쉽지 않을 것으로 보입니다. 강력한 도구에는 그에 따르는 책임과 윤리적 고민이 필수적입니다. 단백질 디자인이나 유전자 가위 기술처럼 인류에게 큰 이득을 줄 수 있는 기술이 자칫 생화학 무기나 윤리적 문제를 일으키는 도구로 악용될 우려도 존재하기 때문입니다. 따라서 과학계는 인공지능 기술이 인류에게 위협이 되지 않도록 규제와 정책적 가이드라인을 마련하기 위한 사회적 합의를 지속적으로 이끌어내야 합니다. 인공지능이라는 새로운 도구를 주체적으로 활용하면서도, 인간으로서의 가치관과 윤리 의식을 지키는 것이 건강한 과학 기술의 미래를 만드는 길입니다.

백민경, 이준호, 조정효

카오스재단카오스크로스

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[토크] 세상을 보는 또 다른 눈_과학자들의 방과 후 수다_4편 | 4편

최근 MBTI나 혈액형을 통한 성격 유형 분류가 큰 인기를 끌고 있습니다. 하지만 과학적 관점에서 보면 이러한 분류는 통계적 상관관계가 거의 없는 유사과학에 가깝습니다. 성균관대 김범준 교수의 실험에 따르면 혈액형과 MBTI 사이에는 유의미한 연결 고리가 발견되지 않았습니다. 그럼에도 사람들이 이에 열광하는 이유는 타인을 이해하고 자신을 규정하려는 심리적 욕구 때문일 것입니다. 중요한 것은 특정 틀에 갇히기보다 서로의 다양성을 인정하는 도구로 이를 활용하는 태도입니다. 애니메이션 '인사이드 아웃 2'는 감정의 다양성이 인격 형성에 미치는 영향을 잘 보여줍니다. 주인공의 행복을 위해 나쁜 기억을 배제하려던 시도는 결국 실패하고, 슬픔과 불안 같은 부정적 감정조차 성숙한 자아를 만드는 데 필수적임을 깨닫게 됩니다. 이는 생물학적 방어 기제와도 닮아 있습니다. 아토피나 면역 반응처럼 우리 몸의 고통스러운 반응들이 사실은 생존을 위한 조절 과정인 것처럼, 마음의 상처와 망각 또한 유연하고 회복력 있는 삶을 지탱하는 중요한 요소가 됩니다. 세포 생물학의 핵심인 '세포 주기'는 마치 정교하게 짜인 교향악과 같습니다. 세포가 성장하고 분열하는 과정에서 수많은 단백질은 지휘자의 신호에 맞춰 정확한 타이밍에 등장하고 퇴장합니다. 만약 어떤 단백질이 제때 물러나지 않고 고집을 부린다면 이는 암과 같은 질병으로 이어지게 됩니다. 이러한 조화와 균형은 생명 유지의 핵심이며, 과학자들은 이를 '코디네이션'이라 부릅니다. 생명 현상을 관찰하는 것은 결국 자연이 연주하는 거대한 오케스트라를 감상하는 것과 다름없습니다. 과학자(Scientist)라는 단어는 19세기 중반에 이르러서야 등장했습니다. 그전까지 과학은 '자연 철학'의 일부였으며, 예술과도 밀접한 관련이 있었습니다. 고대 그리스의 플라톤 아카데미에서는 산술, 기하, 천문과 함께 음악을 필수 과목으로 가르쳤습니다. 피타고라스는 음정의 수학적 비례를 통해 우주의 질서를 설명하려 했고, 이를 '천구의 음악'이라 불렀습니다. 이처럼 과학은 태생부터 논리적 지식과 예술적 감수성이 결합한 형태였으며, 조화로운 진리를 탐구하는 여정이었습니다. 인류 문명의 전환점에는 항상 위대한 발명품이 있었습니다. 바퀴는 이동의 혁명을 가져와 문명의 확장을 가능케 했고, 시계는 시간을 측정 가능한 축으로 만들어 물리적 세계관을 정립했습니다. 망원경은 인류가 우주의 중심이 아님을 깨닫게 했으며, 현미경은 미생물의 세계를 열어 생명 과학의 기초를 닦았습니다. 이러한 도구들은 단순히 편리함을 제공하는 것을 넘어, 우리가 세상을 바라보는 눈을 근본적으로 바꾸어 놓았습니다. 보이지 않는 것을 보려는 호기심이 인류의 지평을 넓힌 것입니다. 과학과 예술은 서로의 영역을 보완하며 발전합니다. 과학이 상상을 상식으로 만드는 과정이라면, 예술은 상식을 다시 상상으로 되돌리는 역할을 합니다. 아인슈타인이 피카소의 입체주의에서 영감을 얻었듯, 과학자에게도 예술가적 영감과 상상력은 필수적입니다. 최근 효율성만을 강조하는 분위기 속에서 '꿈'이나 '호기심' 같은 단어들이 소외되는 경향이 있지만, 진정한 과학적 진보는 거인의 어깨 위에서 세상을 경탄하며 바라보는 순수한 열정에서 시작됩니다. 현재 인류는 기후 위기라는 전 지구적 난제에 직면해 있습니다. 과거의 과학이 소수의 천재에 의존했다면, 이제는 다양한 분야의 전문가들이 협력하는 '집단 지성'이 필요한 때입니다. 오펜하이머의 로스앨러모스 프로젝트가 전쟁을 종식하기 위해 지성을 모았다면, 이제는 인류의 생존을 위해 학문의 벽을 허물고 소통해야 합니다. 범학제적 협업과 과학적 사고방식의 전파는 우리가 직면한 위기를 극복하고 지속 가능한 미래를 여는 유일한 열쇠가 될 것입니다.

신예리, 윤성철, 이현숙, 정하웅

카오스재단과학자들의 방과 후 수다

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핫하다 핫해🔥로봇과 AI를 한 눈에~! 막 개관한! 서울로봇인공지능과학관에 다녀왔습니다 l 싸돌이가 간다

도심 한가운데 위치한 과학관은 마치 우주선처럼 독특한 외관을 자랑합니다. 이곳에서는 로봇과 인공지능을 주제로 한 다양한 전시가 펼쳐지고 있어 방문객들의 호기심을 자극합니다. 관람객들은 실제로 자율주행 자동차 시뮬레이터를 체험하며, 현재 기술의 발전 단계와 미래의 모습을 직접 경험할 수 있습니다. 특히 자율주행 2단계와 3단계의 차이를 이해하고, 특정 구간에서 운전자가 핸들을 놓을 수 있는 3단계의 혁신적인 기능을 체험하는 과정은 기술의 진보를 실감하게 합니다. 자율주행 시뮬레이터 체험 중에는 예상치 못한 돌발 상황이 발생할 수 있으며, 이때 운전자의 개입이 필요하다는 점도 강조됩니다. 이어지는 트롤리 딜레마 시뮬레이터에서는 자율주행 기술이 마주할 수 있는 윤리적 문제에 대해 고민하게 만듭니다. 사고 상황에서 어떤 선택이 더 윤리적인지 관람객 스스로 결정해야 하는 이 체험은, 기술 발전과 함께 따라오는 도덕적 책임에 대해 깊이 생각하게 합니다. 선택의 어려움과 책임감은 관람객들에게 새로운 시각을 제공합니다. 전시 공간을 이동하면서 관람객들은 다양한 로봇과 인공지능을 직접 만나볼 수 있습니다. 메타 휴머노이드와의 대화, 그리고 인공지능이 인간의 영역을 어디까지 침범할 수 있는지에 대한 질문이 이어집니다. 특히 얼굴 인식 알고리즘을 피해서 초상화를 그리는 미션은, 인공지능의 발전 속에서 인간만의 고유한 창의성과 예술성이 무엇인지 다시금 생각하게 만듭니다. 화가들이 얼굴 인식을 피하기 위해 점점 추상화로 나아가는 과정은 예술과 기술의 경계에 대한 흥미로운 실험입니다. AI 페르소나 전시에서는 관람객의 표정을 인식해 다양한 얼굴을 그려내는 인공지능의 능력을 체험할 수 있습니다. 이처럼 로봇과 인공지능이 예술품을 빠르게 만들어내는 시대에, 인간이 맡아야 할 역할에 대한 고민도 함께 제기됩니다. 과연 인간만이 할 수 있는 일은 무엇일지, 그리고 앞으로의 사회에서 인간의 고유한 영역은 어디에 남아 있을지에 대한 질문이 자연스럽게 떠오릅니다. 과학관은 이러한 고민을 관람객들에게 미션으로 제시하며, 스스로 답을 찾아보도록 유도합니다. 마지막으로, 인공지능이 감정까지 치유해주는 전시를 통해 인간과 로봇의 관계에 대한 새로운 가능성을 엿볼 수 있습니다. 로봇이 상담사처럼 감정을 위로해주는 시대가 올 수도 있지만, 여전히 인간만이 섬세하게 공감하고 위로할 수 있는 부분이 남아 있다는 점도 강조됩니다. 기술의 발전이 인간의 역할을 완전히 대체할 수는 없으며, 오히려 인간만의 고유한 감성과 창의성이 더욱 중요해질 수 있음을 시사합니다. 이처럼 과학관의 전시는 기술과 인간의 미래에 대해 깊이 있는 성찰을 이끌어냅니다.

국립과천과학관💙싸돌이💙

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[강연] 무엇이 무엇이 똑같을까? 수학으로 바라본 대칭 정복기 1_by 이승재 / 2024 봄 카오스강연 '세상에 나쁜 수학은 없다' 1강 첫 번째 이야기 | 1강 ①

많은 이들이 수학을 막연한 두려움이나 적개심의 대상으로 여기곤 합니다. 하지만 수학자들 역시 수학이 무섭고 때로는 고통스러운 존재라고 고백합니다. 그들은 우리 모두가 어느 시점에서 포기하느냐가 다를 뿐, 본질적으로는 모두가 '수포자'와 같은 심정을 공유한다고 말합니다. 이러한 공감대는 수학이 단순히 천재들만의 전유물이 아니라, 좌절을 견디고 도전하는 과정에서 얻는 아주 드문 희열을 동력으로 삼는 인간적인 학문임을 보여줍니다. 수학자에 대한 고정관념 중 하나는 그들이 오직 문제 풀이에만 몰두하는 괴짜 천재라는 점입니다. 하지만 실제 수학자들은 테니스나 게임을 즐기고, 장르를 가리지 않는 독서광이기도 합니다. 어떤 이는 프로게이머를 꿈꿨을 만큼 평범한 취미에 진심을 다하기도 합니다. 이러한 인간적인 면모는 수학이라는 학문이 차가운 수식의 나열이 아니라, 다양한 개성을 가진 사람들이 각자의 방식으로 세상을 이해하려는 노력의 산물임을 깨닫게 해줍니다. 대수학은 흔히 어렵게 느껴지지만, 사실 '숫자를 대신한다'는 단순한 원리에서 시작됩니다. 복잡한 현실의 문제를 x, y와 같은 문자로 단순화하여 표현하는 것이 대수학의 핵심입니다. 역사적으로 방정식은 땅의 넓이를 재거나 건물을 짓는 실용적인 목적에서 발전해 왔습니다. 사회가 고도화되고 금융과 화폐 경제가 발달하면서 복리 계산과 같은 더 높은 차원의 방정식이 필요해졌고, 이는 수학이 우리 삶과 얼마나 밀접하게 연결되어 있는지를 잘 보여줍니다. 수 세기 동안 수학자들은 이차 방정식의 근의 공식처럼 5차 이상의 고차 방정식에서도 일반적인 해법을 찾고자 분투했습니다. 그러나 노르웨이의 아벨과 프랑스의 갈루아라는 두 젊은 천재는 5차 이상의 방정식에는 근의 공식이 존재하지 않는다는 사실을 증명해 냈습니다. 이는 단순히 공식을 찾지 못한 것이 아니라, 수학적 구조상 불가능함을 밝혀낸 혁명적인 사건이었습니다. 이들의 발견은 인류가 2,000년 동안 품어온 질문에 종지부를 찍으며 수학의 새로운 지평을 열었습니다. 갈루아는 고차 방정식의 해법을 연구하는 과정에서 '군론(Group Theory)'이라는 새로운 수학적 언어를 창조했습니다. 그는 방정식의 근들이 가진 대칭성과 구조를 분석함으로써 문제의 본질에 접근했습니다. 군론은 단순히 계산을 넘어 추상적인 구조를 다루는 현대 대수학의 시초가 되었으며, 오늘날 물리학과 암호학 등 다양한 분야에서 핵심적인 역할을 하고 있습니다. 보이지 않는 질서를 수식으로 포착하려 했던 젊은 수학자의 열정은 현대 과학의 근간을 이루는 위대한 유산이 되었습니다. 한국 수학계의 선구자인 이임학 교수는 일제강점기와 해방 직후의 척박한 환경 속에서도 세계적인 업적을 남겼습니다. 그는 독학으로 최신 수학 잡지를 탐독하며 당시의 난제들을 해결했고, 한국인 최초로 국제 학술지에 논문을 발표하는 쾌거를 이루었습니다. 특히 군론 분야에서 그가 발견한 '리 군(Ree Group)'은 현대 수학의 중요한 성과로 인정받고 있습니다. 정식 대학원 교육조차 받기 어려웠던 시절, 오로지 학문에 대한 열정 하나로 세계 무대에 우뚝 선 그의 삶은 경이로움 그 자체입니다. 이임학 교수의 생애는 한국 근현대사의 비극과 맞닿아 있습니다. 냉전 시대의 정치적 상황으로 인해 국적을 박탈당하고 캐나다에서 무국적자로 살아야 했던 시련 속에서도 그는 연구를 멈추지 않았습니다. 그는 자신의 성취에 머물지 않고 후학들을 위해 교재를 번역하며 한국 수학의 기틀을 닦는 데 헌신했습니다. 세계가 인정한 천재였으나 조국에서는 오랫동안 잊혔던 그의 이야기는, 진리를 향한 순수한 열정이 시대의 아픔을 어떻게 초월할 수 있는지를 우리에게 깊은 울림으로 전해줍니다.

이승재

카오스재단2024 카오스강연 '세상에 나쁜 수학은 없다'

수학

[연구뭐하지?] 나만의 질문을 통해 새로운 분야를 개척하는 여정_박제근 교수 | 서울대학교 "양자물질 연구단"

물질의 자기적 성질을 탐구하는 연구는 현대 물리학의 핵심 과제 중 하나입니다. 특히 2010년 이후 세계 최초로 시작된 '2차원 자성체' 연구는 원자들이 평면 위에 배열된 나노미터 두께의 얇은 층에서 나타나는 새로운 물리적 현상을 다룹니다. 반데르발스 자성 물질이라 불리는 이 소재들은 기존 3차원 구조에서는 볼 수 없었던 독특한 상변화와 위상 현상을 보여주며, 연구자들에게 무궁무진한 탐구의 기회를 제공합니다. 원자 수준의 작은 나침반들이 만들어내는 새로운 응용 가능성은 저차원 물리 세계의 매력을 극대화하며 학계의 주목을 받고 있습니다. 연구자로서의 삶에서 가장 중요한 전환점은 남이 던진 질문에 답하는 것을 넘어 '나만의 질문'을 던지기 시작할 때 찾아옵니다. 오랜 시간 우수한 논문을 써왔음에도 불구하고, 근본적인 화두가 외국 연구자로부터 시작되었다는 사실은 때로 학문적 갈증을 유발합니다. 한국적인 정서가 담긴 불상이 인도나 일본의 것과 다르듯, 과학 연구 역시 우리만의 고유한 시각과 질문이 필요합니다. 석굴암의 미학에서 과학적 영감을 얻으려는 시도처럼, 자신만의 방향등을 찾아가는 과정은 연구자가 독립적인 개척자로 거듭나기 위한 필수적인 여정이라 할 수 있습니다. 창의적인 연구는 교수와 학생이 과학자로서 동등하게 질문을 마주하는 수평적인 문화에서 싹틉니다. 지위의 차이를 떠나 누구나 자유롭게 의견을 개진하고, 교수의 생각에 반론을 제기할 수 있는 환경은 연구의 질을 높이는 원동력이 됩니다. 특히 학생들에게 개별 프로젝트를 맡겨 초기 단계부터 끝까지 책임지게 하는 방식은 연구자로서의 독립성을 키워줍니다. 수산시장에서 자신의 좌판을 책임지는 상인처럼, 스스로 연구를 이끌어가는 과정은 다소 느릴지라도 결국 어디서든 제 몫을 다하는 독자적인 연구자를 길러내는 소중한 밑거름이 됩니다. 새로운 분야를 개척하는 연구는 마치 해독할 수 없는 이집트 상형문자로 가득한 '로제타 스톤'을 마주하는 것과 같습니다. 초기 단계에서는 방향을 잡지 못해 당혹스러울 때가 많지만, 끊임없는 실험과 분석을 통해 우리가 이해할 수 있는 언어로 지식을 변환해 나가는 과정이 바로 과학입니다. 아인슈타인이 말했듯 실패가 없다는 것은 새로운 시도를 하지 않았다는 증거이기도 합니다. 실패는 연구의 과정에서 피할 수 없는 일부이며, 이를 대범하게 받아들이는 태도가 필요합니다. 예상치 못한 결과 속에서 답을 찾아가는 인내야말로 과학적 진보를 이끄는 핵심입니다. 2차원 자성체와 같은 첨단 분야의 연구는 단기적인 성과보다는 장기적인 호흡과 끈기가 요구됩니다. 수많은 시행착오와 트러블슈팅 과정을 거쳐야 하기에 연구자는 실패에 무뎌질 수 있는 용기를 가져야 합니다. 비록 성과가 나오기까지의 과정은 고되고 심리적으로 힘들 수 있지만, 오랜 시간 몰입하여 얻어낸 결과물을 세상에 내놓는 순간의 보람은 무엇과도 바꿀 수 없습니다. 돌멩이를 연구한다는 소박한 설명 뒤에는 자연의 신비를 밝히려는 거대한 열망이 숨어 있으며, 이러한 몰입의 즐거움이 모여 결국 우리만의 독창적인 과학 기술을 완성하게 됩니다.

박제근

카오스재단연구뭐하지

물리학

[연구뭐하지?] 가장 오래된 학문이자 가장 최첨단의 학문, 천문학_황호성 교수 | 서울대학교 "외부은하와 우주론 연구실"

천문학은 인류가 출현한 이래 가장 오래된 학문으로 꼽힙니다. 밤하늘을 올려다보며 달과 해의 움직임에 의문을 품었던 고대인들의 호기심이 그 시작이었습니다. 자연과학의 근간이 되는 이 학문은 단순히 과거의 유산에 머물지 않고, 인간이 우주라는 거대한 공간 속에서 자신의 위치를 확인하려는 본능적인 탐구심을 대변합니다. 이러한 순수한 궁금증은 수천 년의 시간을 넘어 현대 천문학의 발전으로 이어지는 강력한 동력이 되었으며, 인류가 자연을 이해하는 첫 번째 창구가 되었습니다. 오늘날 천문학은 가장 오래된 학문인 동시에 가장 최첨단의 학문으로 불립니다. 약 10조 원이 투입된 제임스 웹 우주 망원경과 같은 장비는 인류 기술력의 결정체라 할 수 있습니다. 우리가 우주의 기원을 밝혀내기 위해서는 이처럼 막대한 자본과 고도의 기술이 집약된 장비가 필수적입니다. 보이지 않는 진실을 포착하기 위해 최첨단 장비를 활용하는 과정은 천문학이 현대 과학의 정점에 서 있음을 증명하며, 우리가 그동안 몰랐던 우주의 새로운 면모를 발견하게 해주는 중요한 열쇠가 됩니다. 우리가 알고 있는 별과 은하 등 눈에 보이는 물질은 우주 전체의 단 5%에 불과합니다. 나머지 95%는 정체가 밝혀지지 않은 암흑 물질과 암흑 에너지로 구성되어 있습니다. 현대 천문학의 핵심 과제는 바로 이 보이지 않는 95%를 이해하는 것입니다. 은하들의 3차원 우주 지도를 제작하고 그들의 움직임을 정밀하게 분석함으로써, 보이지 않는 거대한 힘의 분포와 본질을 추론해 나가는 과정은 우주의 기원을 찾는 여정에서 가장 중요한 이정표가 되며, 보이지 않는 세계를 향한 인류의 도전을 상징합니다. 천문학 연구는 크게 관측, 이론, 기기 제작의 세 분야로 나뉩니다. 보통 한 분야에 집중하는 경우가 많지만, 종합적인 사고를 기르기 위해서는 이 세 가지를 두루 섭렵하는 과정이 필요합니다. 다양한 경험이 축적될 때 현상을 이해하는 시각이 성숙해지고, 비로소 창의적인 연구가 가능해지기 때문입니다. 기획 단계부터 데이터 도출까지 전 과정을 경험하며 얻는 통찰력은 연구자가 복잡한 우주의 원리를 다각도에서 조명할 수 있는 든든한 밑거름이 되어 주며, 학문적 경계를 허무는 창의성의 원천이 됩니다. 연구의 과정은 때로 고독하고 괴롭지만, 학회에서 동료들과 연구 결과를 공유하고 소통하는 순간은 그 모든 고통을 상쇄하는 보람을 줍니다. 천문학자는 혼자만의 세계에 갇히기보다 동료 및 제자들과 협력하며 진리를 탐구하는 사람들입니다. '다른 과학자를 위한 과학자'가 되고자 했던 선구자들의 정신을 이어받아, 함께 연구하며 우주의 비밀을 하나씩 풀어나가는 과정이야말로 천문학이 지닌 진정한 가치이자 매력입니다. 이러한 공동체적 노력은 우리가 우주라는 거대한 신비에 한 걸음 더 다가갈 수 있게 만드는 힘이 됩니다.

황호성

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천문학

[강연] 2023 '노벨상 해설강연' by 안광석, 김경택, 이광렬 l 고등과학원&카오스재단

2023년 노벨 생리의학상은 인류를 팬데믹의 공포에서 구원한 mRNA 백신 기술에 수여되었습니다. 카탈린 카리코와 드루 와이즈만 박사는 뉴클레오사이드 염기 변형이라는 획기적인 발견을 통해 외부 mRNA가 체내에서 일으키는 과도한 염증 반응을 억제하는 데 성공했습니다. 이 기술은 단순히 코로나19 대응을 넘어 암 치료와 유전병 극복을 위한 차세대 의학 혁명의 토대를 마련했다는 점에서 그 가치가 매우 높습니다. 카탈린 카리코 박사의 여정은 과학적 집념이 무엇인지 보여줍니다. 그녀는 연구비 중단과 해고라는 모진 시련 속에서도 mRNA 치료제에 대한 확신을 굽히지 않았습니다. 슈도우리딘을 이용한 염기 변형 기술은 당시 학계에서 외면받았으나, 결국 단백질 생산 효율을 높이고 면역 거부 반응을 해결하는 열쇠가 되었습니다. 한 과학자의 끈질긴 인내심이 전 세계 수백만 명의 생명을 구하는 기적으로 이어진 셈입니다. 물리학 분야에서는 찰나의 순간을 포착하려는 인류의 도전이 결실을 맺었습니다. 아토초 펄스는 100경 분의 1초라는 상상조차 하기 힘든 짧은 시간 폭을 가진 빛입니다. 이는 원자 내부에서 빛의 속도에 가깝게 움직이는 전자의 역학을 관찰할 수 있게 해주는 유일한 도구입니다. 아토초 과학의 등장은 정지된 사진처럼 전자의 움직임을 포착함으로써 물질의 근본적인 성질을 이해하는 새로운 지평을 열었습니다. 아토초 펄스 생성의 핵심은 고차 조화파라는 현상에 있습니다. 초강력 레이저를 기체 원자에 쏘아 전자를 이온화시키고 다시 결합하는 과정에서 발생하는 이 빛은 기존 펨토초 레이저의 한계를 뛰어넘었습니다. 피에르 아고스티니, 페렌츠 크라우스, 안 릴리에 교수는 실험적 방법을 통해 단일 아토초 펄스를 측정하고 제어하는 데 성공했습니다. 이로써 인류는 미시 세계의 초고속 현상을 직접 제어할 수 있는 능력을 갖추게 되었습니다. 노벨 화학상은 나노 세계의 보석이라 불리는 양자점의 발견과 발전에 돌아갔습니다. 양자점은 크기에 따라 방출하는 빛의 색깔이 변하는 독특한 반도체 결정입니다. 이는 '물질의 색은 고유한 성질'이라는 기존의 상식을 뒤엎는 발견이었습니다. 입자의 크기를 조절하는 것만으로도 빨간색부터 파란색까지 모든 가시광선 영역의 색을 구현할 수 있게 된 것입니다. 이러한 양자 역학적 특성은 나노 기술의 무한한 가능성을 상징합니다. 양자점 기술이 실험실을 넘어 우리 삶에 들어오기까지는 정밀한 합성 기술의 발전이 필수적이었습니다. 문지 바웬디 교수는 유기 용매 내에서 균일한 크기의 양자점을 대량으로 생산할 수 있는 공정을 확립했습니다. 이후 이 기술은 디스플레이 산업과 결합하여 QLED TV와 같은 상업적 성공으로 이어졌습니다. 기초 과학의 호기심에서 시작된 연구가 기업의 기술력과 만나 인류의 삶을 풍요롭게 만드는 선순환 구조를 보여준 대표적 사례입니다. 2023년 노벨상 수상 업적들은 공통적으로 수십 년에 걸친 기초 과학 연구의 중요성을 시사합니다. 당장의 경제적 이익이나 가시적인 성과에 매몰되지 않고, 자연의 근본 원리를 탐구하는 과학자들의 순수한 열정이 혁신의 원동력이 되었습니다. 과학은 단거리 경주가 아니라 긴 호흡으로 이어지는 마라톤과 같습니다. 기초 과학에 대한 지속적인 관심과 인내심 있는 지원만이 인류의 미래를 밝히는 새로운 발견을 가능하게 할 것입니다.

김경택, 안광석, 이광렬

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물리학
화학
생명과학

과학의 재미😊를 찾는 과정, 부모님👨‍👩‍👧이 함께해주세요!ㅣ과학관에서 정모 10화 파이널

연말이 되면 한 해를 정리하며 아이 교육에 대해 많은 고민을 하게 됩니다. 부모로서 자녀를 사랑하는 마음은 본능적이지만, 때로는 교육의 방향을 잡는 것이 쉽지 않습니다. 특히 과학은 많은 이들에게 어렵게 느껴지는 분야입니다. 하지만 과학은 단순히 지식을 습득하는 과정이 아니라, 세상을 바라보는 따뜻한 시선이자 아이와 부모가 함께 성장할 수 있는 소중한 매개체가 될 수 있습니다. 일상 속에서 과학을 즐기는 태도가 중요한 이유입니다. 과학은 우리 삶의 곳곳에 스며들어 있으며, 이를 발견하는 즐거움은 가족 간의 유대감을 더욱 깊게 만들어 줍니다. 우리는 음악을 전공하지 않아도 누구나 자유롭게 음악을 즐깁니다. 과학 역시 마찬가지입니다. 과학을 반드시 전문가의 영역으로만 한정 지을 필요는 없습니다. 대중이 과학을 교양으로 접근하고 즐길 수 있도록 문턱을 낮추는 것이 필요합니다. 모든 것을 완벽하게 이해해야 한다는 부담감을 내려놓고, 자신이 흥미를 느끼는 단계부터 차근차근 접근한다면 과학은 우리 삶을 풍요롭게 만드는 즐거운 취미이자 지적 유희가 될 것입니다. 과학을 전공하지 않더라도 그 원리를 이해하고 감상하는 것만으로도 충분한 가치가 있습니다. 아이들은 본래 호기심이 많아 과학을 좋아하지만, 학교에서 시험 과목으로 접하게 되면서 흥미를 잃곤 합니다. 특히 초등학교 3학년을 기점으로 과학을 어렵게 느끼는 경우가 많습니다. 이를 극복하기 위해서는 학교 과학이 전부가 아님을 인지해야 합니다. 과학관이나 다양한 매체를 통해 학교 밖의 과학을 경험하게 함으로써, 지식 암기보다는 현상을 탐구하는 즐거움을 일깨워주어야 합니다. 시민으로서 갖춰야 할 과학적 소양은 미래를 살아가는 큰 힘이 됩니다. 과학 교육의 목적은 단순히 인재 양성을 넘어 성숙한 시민을 기르는 데 있습니다. 급변하는 미래 사회에서 유망한 분야를 미리 예측하여 대비하는 것은 매우 어려운 일입니다. 과거에는 존재하지 않았던 '과학 커뮤니케이터'라는 직업이 생겨난 것처럼, 앞으로의 미래는 서로 다른 분야를 연결하고 융합하는 능력이 중요해질 것입니다. 한 가지 분야에만 매몰되기보다 다양한 경험을 쌓고 이를 과학적 사고와 결합할 때 창의성이 발휘됩니다. 아이들에게 획일화된 길을 제시하기보다, 스스로 연결 고리를 찾을 수 있는 환경을 만들어주어야 합니다. 이러한 다양성과 융합적 접근이 미래를 살아갈 아이들에게 가장 필요한 자산입니다. 아이가 엉뚱한 질문을 던졌을 때 부모가 모든 정답을 알 필요는 없습니다. 중요한 것은 모르는 것을 함께 고민하고 찾아가는 진지한 태도입니다. 과학은 고정된 진리가 아니라 의심을 통해 잠정적인 답을 찾아가는 역동적인 과정이기 때문입니다. 부모 스스로가 과학을 즐기고 탐구하는 모습을 보일 때, 아이들도 자연스럽게 과학적 사고방식을 체득하게 됩니다. 과학관을 아이들만의 공간이 아닌, 부모님 자신의 즐거움을 위한 공간으로 활용해 보시길 권합니다. 부모가 먼저 과학의 재미를 느낄 때 아이들의 호기심도 비로소 빛을 발하게 될 것입니다.

국립과천과학관과학관에서 정모🍀

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[페스티벌+어스] 지속가능한 지구: 미래 by 장동선, 오혜연ㅣ 2022 대한민국 과학축제(페스티벌 어스)

인공지능 기술은 인간의 지능을 모사하며 비약적으로 발전하고 있습니다. 최근 주목받는 'DALL-E(달리)'와 같은 멀티모달 모델은 언어와 시각 정보를 동시에 처리하며 인간의 사고방식에 한 걸음 더 다가섰습니다. 사용자가 문장으로 묘사하면 인공지능이 이를 정교한 이미지로 구현하는 기술은 단순한 편리함을 넘어 예술과 기술의 경계를 허물고 있습니다. 이러한 발전은 우리 삶을 더욱 풍요롭게 만들 잠재력을 지니고 있지만, 동시에 기술이 나아가야 할 올바른 방향에 대한 깊은 고민을 안겨주기도 합니다. 하지만 인공지능의 화려한 발전 뒤에는 데이터의 편향성이라는 어두운 그림자가 존재합니다. 특정 지역이나 문화권에 치우친 학습 데이터는 인공지능이 성별, 인종, 직업에 대해 고정관념을 갖게 만드는 원인이 됩니다. 예를 들어 결혼식이나 특정 직업군을 묘사할 때 서구 중심적이거나 성차별적인 결과물을 내놓는 현상은 기술의 공정성에 의문을 제기합니다. 이는 단순히 기술적 오류를 넘어 사법 시스템이나 채용 등 실생활의 중요한 결정에 부정적인 영향을 미칠 수 있다는 점에서 매우 심각한 문제입니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 연구자들은 포용적인 인공지능 시스템 구축에 힘쓰고 있습니다. 기술의 한계와 목적을 명시하는 '모델 카드(Model Card)'를 도입하여 사용자가 편향성을 인지하도록 돕고, 소외된 지역의 데이터를 적극적으로 수집하여 학습에 반영하는 노력이 이어지고 있습니다. 또한 정확도뿐만 아니라 공정성 지표를 함께 고려하여 특정 집단에 대해 성능이 저하되지 않도록 모델을 설계합니다. 기술적 보완과 더불어 사회적 합의를 통해 인공지능이 인류 전체를 위한 도구로 거듭나도록 만드는 것이 우리의 과제입니다. 뇌과학의 관점에서 볼 때, 인간의 뇌는 본질적으로 생존을 위한 '미래 예측 머신'입니다. 5억 년 전 최초의 뇌가 등장한 이래로 생명체는 외부 환경의 변화를 감지하고 능동적으로 대응하기 위해 신경계를 발달시켜 왔습니다. 과거의 경험을 바탕으로 미래를 예측하는 능력은 위험을 피하고 자원을 확보하는 데 필수적인 요소였습니다. 인공지능이 데이터를 통해 패턴을 학습하듯, 우리의 뇌도 끊임없이 정보를 처리하며 내일의 생존 확률을 높이기 위해 작동합니다. 이러한 예측 능력은 인류 문명을 지탱하는 근간이 되었습니다. 과거 멜서스(Malthus)는 인구 증가 속도를 식량 생산이 따라가지 못해 인류가 파멸할 것이라 경고했지만, 과학 기술의 혁신은 그 예측을 뒤엎었습니다. 하지만 오늘날 우리는 기후 위기라는 더 거대한 도전에 직면해 있습니다. 급격한 기온 상승과 생태계 파괴는 인류의 거주 가능 영역을 좁히고 있으며, 이는 질병과 분쟁의 씨앗이 되고 있습니다. 이제는 단순히 기술적 효율성을 높이는 것을 넘어, 지구라는 한정된 환경 안에서 어떻게 지속 가능한 삶을 영위할 것인가에 대한 근본적인 해답을 찾아야 할 때입니다. 인류가 위기를 극복해 온 핵심 동력은 개별적인 뇌의 성능 향상이 아니라 '뇌와 뇌의 연결'에 있었습니다. 구석기 시대와 비교해 생물학적 뇌 구조는 큰 차이가 없지만, 지식과 정보를 공유하는 속도는 비약적으로 빨라졌습니다. 타인의 행동을 공감하고 뇌파가 동기화되는 '뉴럴 커플링(Neural Coupling)' 현상은 우리가 집단 지성을 발휘할 수 있게 하는 생물학적 토대입니다. 폐쇄적인 사회보다 자유로운 소통이 일어나는 곳에서 혁신이 탄생하듯, 서로의 지혜를 나누는 연결의 힘이야말로 기후 위기와 같은 전 지구적 난제를 해결할 열쇠입니다. 결국 인공지능과 뇌과학이 지향하는 종착지는 인류의 지속 가능한 미래입니다. 인공지능의 편향성을 극복하고 포용성을 확보하는 노력과, 뇌의 연결성을 통해 집단 지성을 극대화하는 과정은 서로 맞닿아 있습니다. 우리는 각자 독립된 개인이지만, 동시에 타인 및 환경과 끊임없이 상호작용하며 변화하는 존재입니다. 기술이 주는 혜택이 특정 계층에 머물지 않고 모두에게 공정하게 돌아갈 때, 그리고 우리가 서로의 존재를 인정하며 연대할 때 비로소 인류는 닥쳐올 위기를 기회로 바꾸며 진보할 수 있을 것입니다.

오혜연, 장동선

카오스재단2022 대한민국 과학축제 ㅣ 페스티벌 어스

뇌인지과학
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[페스티벌+어스] 유튜버 스테이지 (Youtu-verse) by 1분과학, 과학드림, 지식인미나니 ㅣ 2022 대한민국 과학축제(페스티벌 어스)

공룡에 대한 우리의 인식은 지난 200년 동안 극적으로 변화해 왔습니다. 초기 고생물학자들은 공룡을 꼬리를 땅에 끌며 느릿느릿 걷는 거대한 도마뱀이나 코뿔소 같은 모습으로 복원했습니다. 하지만 1970년대 '공룡 르네상스'를 거치며 공룡이 꼬리를 높이 치켜들고 역동적으로 달리는 정온동물이었을 가능성이 제기되었습니다. 최근에는 깃털 공룡 화석들이 잇따라 발견되면서, 공룡이 현대의 새와 밀접하게 연결되어 있다는 사실이 정설로 자리 잡았습니다. 이러한 복원도의 변화는 우리가 당연하게 믿어왔던 지식이 새로운 증거 앞에서 얼마나 유연하게 바뀔 수 있는지를 잘 보여줍니다. 과학은 고정된 진리가 아니라 끊임없이 변화하고 수정되는 역동적인 과정입니다. 과거의 학자들이 이구아노돈의 엄지뼈를 코 위에 붙였던 실수는 당시의 한정된 정보 속에서 최선의 추론을 내린 결과였습니다. 이후 더 완전한 골격 화석이 발견되면서 오류는 수정되었고, 우리는 진실에 한 걸음 더 다가갈 수 있었습니다. 이처럼 과학의 진정한 매력은 정해진 결론에 있는 것이 아니라, 새로운 증거를 토대로 기존의 고정관념을 깨뜨려 나가는 합리적인 탐구 과정에 있습니다. 이러한 태도는 우리가 세상을 더 객관적이고 열린 마음으로 바라보게 하는 힘이 됩니다. 인공지능 기술 역시 인간의 뇌신경망을 모방하려는 끊임없는 시도 끝에 탄생했습니다. 1950년대 앨런 튜링의 질문에서 시작된 이 여정은 초기 컴퓨터의 성능 한계로 인해 긴 정체기를 겪기도 했습니다. 그러나 하드웨어의 비약적인 발전과 방대한 데이터의 축적은 '심층신경망'이라는 돌파구를 마련했습니다. 오늘날의 인공지능은 단순히 입력된 명령을 수행하는 수준을 넘어, 스스로 패턴을 학습하고 정답을 찾아가는 과정을 반복하며 정확도를 높입니다. 이제 인공지능은 스마트폰의 얼굴 인식부터 자율주행에 이르기까지 우리 일상의 깊숙한 곳에서 보이지 않는 조력자 역할을 수행하고 있습니다. 최근 등장한 생성형 인공지능은 인간의 고유 영역이라 여겨졌던 창작의 세계까지 확장되고 있습니다. 텍스트 몇 줄만으로 정교한 그림을 그리거나 음악을 작곡하는 인공지능의 능력은 우리에게 저작권과 창의성에 대한 새로운 질문을 던집니다. 하지만 인공지능과 인간을 대립 관계로 볼 필요는 없습니다. 인공지능은 인간이 처리하기 힘든 방대한 데이터를 순식간에 분석하여 단백질 구조를 예측하거나 에너지 효율을 최적화하는 등 인류의 난제를 해결하는 데 기여하고 있습니다. 결국 인공지능은 인간의 삶의 질을 높이고, 우리가 더 가치 있는 일에 집중할 수 있도록 돕는 강력한 도구로서 진화하고 있는 것입니다. 과학은 세상을 바라보는 하나의 철학이 될 수 있습니다. 우리는 흔히 사물이나 현상에 '좋다' 혹은 '나쁘다'와 같은 주관적인 가치를 부여하며 살아갑니다. 하지만 과학의 시선으로 본 세상은 어떠한 선입견도 없는 객관적인 실체 그 자체입니다. 중력가속도에 따라 떨어지는 사과나 빛조차 빨아들이는 블랙홀은 그저 자연의 법칙을 따를 뿐, 도덕적인 판단의 대상이 아닙니다. 이처럼 언어와 관념이 만들어낸 가상의 의미를 걷어내고 세상을 있는 그대로 바라볼 때, 우리는 비로소 본질에 다가갈 수 있습니다. 이러한 과학적 사고방식은 우리를 편견으로부터 자유롭게 만듭니다. 우리 주변의 흔한 이끼를 대하는 태도의 변화는 과학적 시각의 중요성을 상징적으로 보여줍니다. 많은 이들이 이끼를 습하고 더러운 곳에서 자라는 무가치한 존재로 여기지만, 과학적으로 이끼는 지구 생태계의 위대한 개척자입니다. 4억 5천만 년 전 육상으로 올라온 최초의 생명체인 이끼는 척박한 환경에서 산소를 공급하며 오늘날의 생태계를 만드는 기초를 닦았습니다. 한 평 남짓한 이끼가 수십 그루의 소나무보다 더 많은 산소를 생산하고 미세먼지를 정화한다는 사실을 알게 되면, 무심코 지나쳤던 작은 생명체에서도 경이로운 아름다움을 발견하게 됩니다. 과학 소통은 전문가와 대중 사이의 간극을 메우고 합리적인 사회를 만드는 핵심적인 역할을 합니다. 현대 과학은 고도의 전문성을 띠고 있어 일반인이 접근하기 어렵지만, 과학 커뮤니케이터들은 이를 쉬운 언어로 풀어내어 지식의 문턱을 낮춥니다. 과학적 사실을 공유하는 것은 단순히 정보를 전달하는 것을 넘어, 대중이 논리적이고 비판적인 사고를 할 수 있도록 돕는 과정입니다. 모든 사람이 과학을 즐기고 일상의 문제를 과학적으로 해결하려 노력할 때, 우리 사회는 더 진보하고 개인의 삶은 더욱 풍요로워질 것입니다. 과학은 이제 실험실을 넘어 우리의 삶을 변화시키는 강력한 동력이 되고 있습니다.

1분과학, 과학드림, 지식인미나니

카오스재단2022 대한민국 과학축제 ㅣ 페스티벌 어스

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[질문Q] 연료전지가 궁극적 친환경 전지가 될 수 있을까? | 2018 가을 카오스 강연 '화학의 미스터리, CheMystery' 4강

과학에서 가장 중요한 것은 질문을 멈추지 않는 태도입니다. 화학의 세계에는 여전히 우리가 알지 못하는 수많은 궁금증이 널려 있으며, 연구자는 주변에 산재한 미지의 영역을 탐구하는 독립적인 존재가 되어야 합니다. 때로는 무엇이 세상을 바꿀지 미리 알 수 없기에, 장님 문고리 잡듯 순수하게 마음이 끌리는 대로 연구하는 과정에서 진정한 창발성이 나타납니다. 수많은 연구자가 각자의 호기심을 따라가다 보면, 우리 주변의 분자 수만큼이나 다양한 새로운 발견이 튀어나올 확률은 무궁무진합니다. 오늘날 전기화학은 주로 공학적인 관점에서 다루어지며, 이차전지나 태양 전지, 센서 연구실이라는 이름으로 우리 곁에 존재합니다. 하지만 자연과학으로서의 전기화학은 단순히 배터리 용량을 늘리는 효율 개선을 넘어, 우리가 미처 알지 못했던 근본적인 원리를 탐구하는 데 목적이 있습니다. 미래의 전기화학은 뇌 안에서 일어나는 반응이나 예상치 못한 열역학적 관점 등 전혀 새로운 영역으로 전개될 것입니다. 이러한 기초적인 탐구는 결국 다시 공학에 파급되어 혁신적인 기술의 토대가 됩니다. 인간의 뇌는 전자의 움직임을 제어하는 기존 컴퓨터와는 전혀 다른 방식으로 정보를 처리합니다. 뇌는 복잡한 계산보다는 패턴 인식과 연상에 특화되어 있으며, 이온과 양성자의 움직임을 정교하게 제어하며 작동합니다. 만약 우리가 이러한 메커니즘을 이해하고 물속에서 작동하는 이온 기반의 장치를 구현할 수 있다면, 현재의 컴퓨팅과는 차원이 다른 지능형 장치를 만들 수 있을 것입니다. 이는 단순한 상상을 넘어 인간의 의식에 접근하는 새로운 기술적 도약이 될 수 있습니다. 전기화학의 핵심적인 역할 중 하나는 전자기의 세계와 생체의 세계를 잇는 계면을 다루는 것입니다. 로봇 팔을 제어하거나 질병을 치료하는 과정에서 발생하는 가장 큰 난관은 바로 이 계면을 넘지 못하는 데 있습니다. 우리가 의지대로 외부 장치를 움직이거나 생체 신호를 완벽하게 주고받기 위해서는 두 세계 사이의 간극을 메워줄 정교한 인터페이스가 필요합니다. 이 계면에서 일어나는 반응을 연구하는 전기화학은 노화나 장애를 극복하고 인간의 능력을 확장하는 미래 사회의 열쇠가 될 것입니다. 최근 전기화학에서 가장 빠르게 확장되는 분야는 자연계의 촉매를 활용하는 바이오 전기화학입니다. 자연계의 효소는 상온에서도 완벽하게 작동하는 정교한 기계적 구조를 갖추고 있어 인간이 만든 어떤 촉매보다 효율적입니다. 하지만 이러한 생체 촉매를 인공적인 전극 위에 올려놓으면 그 효율이 급격히 떨어지는 문제가 발생합니다. 생체 내 환경에 최적화된 단백질 구조가 오히려 전자 전달을 방해하기 때문입니다. 이를 해결하기 위해 생체의 원리를 모사하거나 새로운 타협점을 찾는 연구가 활발히 진행 중입니다. 생체 시스템과 달리 우리가 만드는 전기화학 장치는 스스로 부산물을 제거하거나 기능을 회복하는 능력이 부족한 죽어 있는 시스템입니다. 혈당 센서처럼 일회성으로 사용되는 경우에는 효소의 효율을 충분히 활용할 수 있지만, 지속적으로 에너지를 생산해야 하는 연료전지 분야에서는 수명과 효율의 한계가 뚜렷합니다. 생명체처럼 저렴하게 촉매를 교체하거나 유지할 수 없는 환경에서, 어떻게 하면 생체 촉매의 강력한 성능을 인공 시스템에 안정적으로 이식할 수 있을지가 현대 과학의 중요한 과제입니다. 친환경 에너지로 주목받는 수소 경제 역시 현재는 냉정한 현실에 직면해 있습니다. 현재 생산되는 수소의 대부분은 물을 전기분해하기보다 화석 연료를 분해하는 과정에서 얻어지며, 이 과정에서 상당량의 이산화탄소가 배출됩니다. 태양광이나 풍력 같은 재생 에너지를 이용한 수전해 방식이 정착되지 않는다면, 연료전지는 진정한 의미의 친환경 기술이라 불리기 어렵습니다. 따라서 전기화학적 효율을 극대화하여 경제성 있는 수전해 기술을 확보하는 것이 탄소 중립 사회로 나아가기 위한 필수적인 단계라 할 수 있습니다.

카오스재단명강리뷰&질문Q

[질문과 토론의 과학 #18] 💻인공지능 시대의 우리의 대처

수학은 단순히 복잡한 공식을 풀거나 정답을 찾아내는 학문이 아닙니다. 오히려 우리가 세상을 바라보는 논리적인 틀을 제공하며, 보이지 않는 질서를 발견하는 과정에 가깝습니다. 많은 이들이 수학을 어렵고 딱딱한 과목으로만 여기지만, 사실 그 이면에는 끊임없는 호기심과 탐구 정신이 자리잡고 있습니다. 수학적 사고는 복잡한 현상을 단순화하고, 그 안에서 변하지 않는 원리를 찾아내는 힘을 길러줍니다. 이러한 과정은 우리 삶의 다양한 문제를 해결하는 데 필수적인 기초가 됩니다. 과학의 발전사에서 가장 중요한 역할을 한 것은 정답이 아니라 질문이었습니다. 좋은 질문은 새로운 시각을 열어주고, 기존의 고정관념을 깨뜨리는 시작점이 됩니다. 수학자들은 하나의 문제를 해결하기 위해 수많은 질문을 던지며, 그 과정에서 논리의 빈틈을 찾아내고 보완합니다. 질문은 단순히 모르는 것을 묻는 행위를 넘어, 지식의 경계를 확장하는 강력한 도구입니다. 우리가 일상에서 마주하는 사소한 의문들이 때로는 거대한 과학적 발견의 씨앗이 되기도 한다는 점을 잊지 말아야 합니다. 토론은 수학적 사고를 완성하는 중요한 과정 중 하나입니다. 혼자만의 생각에 갇히지 않고 타인의 의견을 경청하며 자신의 논리를 검증하는 과정에서 더 깊은 통찰이 생겨납니다. 서로 다른 관점이 충돌하고 융합될 때, 예상치 못한 창의적인 해결책이 도출되기도 합니다. 수학적 토론은 단순히 누가 옳은지를 가리는 싸움이 아니라, 함께 진리에 다가가는 협력의 여정입니다. 이러한 소통의 문화는 과학 공동체가 건강하게 성장하고 지속적인 혁신을 이룰 수 있게 만드는 핵심적인 동력이 됩니다. 현대 사회에서 수학적 사고의 중요성은 더욱 커지고 있습니다. 데이터가 넘쳐나는 시대에 정보를 비판적으로 수용하고 논리적으로 분석하는 능력은 생존을 위한 필수 역량입니다. 수학은 우리에게 현상의 본질을 꿰뚫어보는 눈을 길러주며, 감정에 휘둘리지 않고 객관적인 근거를 바탕으로 판단할 수 있게 돕습니다. 이는 비단 학문적인 영역에만 국한되지 않고, 경제, 사회, 기술 등 우리 삶의 모든 분야에서 합리적인 의사결정을 내리는 데 큰 도움을 줍니다. 수학은 세상을 이해하는 가장 정교한 도구입니다. 결국 과학과 수학의 본질은 정해진 답을 외우는 것이 아니라, 끊임없이 의심하고 탐구하는 태도에 있습니다. 질문과 토론이 활발하게 이루어지는 환경에서 비로소 창의적인 사고가 꽃피울 수 있습니다. 우리는 결과보다는 과정에 집중하고, 실패를 두려워하지 않는 도전 정신을 가져야 합니다. 수학자들의 탐구 방식이 우리에게 주는 교훈은 명확합니다. 세상을 향한 열린 마음과 논리적인 분석력을 갖출 때, 우리는 더 나은 미래를 설계할 수 있습니다. 지적 호기심을 잃지 않는 삶이야말로 진정한 과학적 삶의 모습입니다.

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[질문Q] 인공지능으로 리만가설을 풀 수 없을까? | 2018 봄 카오스 강연 '모든 것의 수數다' 8강 | 세상을 바꾼 알고리즘 - 알파고와 블록체인을 넘어 미래로

과학의 역사는 단순히 정답을 찾아가는 과정이라기보다, 끊임없이 질문을 던지는 과정에 가깝습니다. 우리가 당연하게 여기는 자연 현상에 대해 '왜?'라는 의문을 품는 순간, 새로운 발견의 문이 열리기 시작합니다. 질문은 지적 호기심의 출발점이자, 기존의 지식을 비판적으로 검토하게 만드는 원동력입니다. 이러한 태도는 단순히 지식을 습득하는 것을 넘어, 세상의 본질을 깊이 있게 이해하려는 철학적 탐구와도 맞닿아 있습니다. 호기심은 인류를 미지의 영역으로 이끄는 가장 강력한 도구입니다. 과거의 과학자들은 눈에 보이지 않는 작은 입자부터 광활한 우주의 끝까지, 모든 것에 의문을 가졌습니다. 그들은 정해진 틀에 갇히지 않고 자유롭게 사고하며, 불가능해 보이는 가설을 세우고 이를 증명하기 위해 치열하게 노력했습니다. 이러한 끊임없는 도전은 현대 문명을 지탱하는 수많은 기술적 진보와 과학적 이론을 탄생시키는 밑거름이 되었습니다. 질문을 던지고 답을 찾는 과정이 항상 순탄한 것은 아닙니다. 수많은 시행착오와 실패가 뒤따르지만, 과학자들은 그 과정에서 얻은 데이터를 바탕으로 질문을 수정하고 다시 도전합니다. 실패는 끝이 아니라 더 나은 질문을 찾기 위한 이정표 역할을 합니다. 끈기 있게 질문을 이어가는 태도는 복잡한 문제를 해결하는 핵심 열쇠이며, 이는 과학적 사고방식이 우리 삶에 주는 가장 큰 교훈 중 하나라고 할 수 있습니다. 과학적 탐구는 개인의 통찰에서 시작되지만, 공동체의 토론과 검증을 통해 완성됩니다. 서로 다른 관점에서 던지는 질문들은 이론의 허점을 보완하고 더욱 견고하게 만듭니다. 타인의 의견을 경청하고 자신의 생각을 논리적으로 설명하는 과정은 과학적 방법론의 핵심입니다. 이러한 소통의 문화는 지식의 공유를 촉진하며, 인류 전체의 지적 자산을 풍요롭게 만드는 데 기여하고 있습니다. 미래 사회에서 질문의 가치는 더욱 높아질 것입니다. 인공지능과 같은 첨단 기술이 발전할수록, 인간만이 가질 수 있는 독창적인 시각과 질문의 힘이 중요해집니다. 단순히 정보를 처리하는 능력을 넘어, 가치 있는 질문을 선별하고 새로운 가치를 창출하는 능력이 요구됩니다. 질문을 멈추지 않는 태도는 급변하는 세상 속에서 우리가 나아가야 할 방향을 제시해 주는 나침반과 같은 역할을 할 것입니다.

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[인터뷰] 명경재_손상된 DNA를 치료하는 기술은 어떤 수준인가요?

유전체 정보의 분석 기술은 현대 사회에서 범죄 수사와 질병 예방 등 다양한 분야에 혁신을 가져왔습니다. 개인마다 조금씩 다른 염기서열을 활용해 범인을 특정하거나 미래의 질병을 예측하는 일은 이미 현실이 되었습니다. 하지만 이러한 기술의 발전은 유전적 특징으로 인간의 가치를 판단하는 우생학적 위험이나 개인 정보 침해와 같은 윤리적 고민을 동반합니다. 영화 '가타카'에서 묘사된 것처럼 유전자가 직업과 신분을 결정짓는 사회가 되지 않도록, 기술의 혜택과 잠재적 부작용 사이의 균형을 맞추는 지혜가 필요합니다. 유전체 연구의 핵심 중 하나인 DNA 복구는 생명체가 생존을 위해 필수적으로 수행하는 자연적인 과정입니다. 현재 과학계는 이러한 복구 과정에 관여하는 다양한 효소들의 작용 원리를 깊이 있게 연구하고 있으나, 이를 실제 질병 치료에 응용하는 단계는 아직 초기 단계에 머물러 있습니다. 특정 효소가 필요한 시점에 정확한 손상 부위로 이동하도록 정밀하게 제어하는 기술적 과제가 남아있기 때문입니다. 한국의 유전체 기술력은 이미 세계적 수준에 도달해 있으며, 이제는 단순한 기술 습득을 넘어 창의적인 아이디어로 무장한 연구자들의 역할이 더욱 중요해진 시점입니다. 기초과학연구원(IBS)은 연구자들이 창의적인 연구에 몰입할 수 있는 환경을 제공하며, 기술 사업화와 특허 출원을 적극적으로 장려하고 있습니다. 특히 미국 국립보건원(NIH)과 같은 해외 선진 연구 기관에서의 경험을 바탕으로, 더 큰 규모의 연구단을 구성하여 시너지를 내는 구조는 한국 기초과학의 경쟁력을 높이는 핵심 동력이 됩니다. 연구 단장으로서 연구의 질을 높이는 동시에, 연구원들이 독립적인 창업을 통해 기술을 사회에 환원할 수 있도록 돕는 체계적인 시스템은 과학 기술의 선순환 구조를 만드는 데 기여하고 있습니다. 새로운 과학적 발견은 때로 기존 학계의 강력한 편견과 부딪히며 시련을 겪기도 합니다. 포유류에게는 존재하지 않는다고 믿어왔던 DNA 복구 기작을 새롭게 발견했을 때, 권위 있는 학자들로부터 부정적인 평가를 받으며 논문 게재에 어려움을 겪었던 사례가 대표적입니다. 하지만 진실을 향한 끈기 있는 연구는 결국 시간이 흐른 뒤 수많은 인용과 후속 연구로 그 가치를 증명받게 됩니다. 이러한 과정은 신진 연구자가 독립적인 연구자로 성장하는 과정에서 겪는 가장 힘든 고비이자, 과학적 자부심을 형성하는 소중한 자산이 됩니다. 생명과학자와 임상 의사 사이의 원활한 소통은 기초 연구가 실제 의료 현장에 적용되기 위해 반드시 넘어야 할 산입니다. 서로 다른 전문 용어와 관점을 가진 두 집단이 협력하기 위해서는 잦은 만남과 대화를 통해 서로의 영역을 이해하려는 노력이 필수적입니다. 각자가 잘하는 분야에 집중하되 공동 연구라는 틀 안에서 서로의 부족한 점을 보완할 때, 비로소 과학적 발견이 질병 치료라는 실질적인 성과로 이어질 수 있습니다. 소통의 장을 넓히고 협력의 가치를 존중하는 문화야말로 미래 과학 기술 발전을 이끄는 진정한 힘입니다.

명경재

카오스재단석학인터뷰

생명과학

[인터뷰] 노정혜_과학이 문화에 스며드는 사회의 품격

노정혜 교수는 한국연구재단 이사장직을 마치고 다시 연구 현장으로 돌아오며 큰 홀가분함과 행복을 느낀다고 전합니다. 재임 기간 동안 약 3만 개에 달하는 연구 과제를 관리하며 연구자들이 공정하고 전문적인 평가를 받을 수 있는 신뢰의 토대를 마련하고자 노력했습니다. 특히 연구자들이 창의적이고 자유롭게 연구할 수 있는 환경을 조성하기 위해 개인 연구 지원 비중을 높이고, 전체 연구 생태계의 건강성을 유지하는 데 주력했습니다. 이러한 노력은 단순히 성과를 내는 것을 넘어, 연구자들이 지속 가능한 연구를 이어갈 수 있는 든든한 기반이 되었습니다. 연구 과제 선정에서 가장 중요한 요소는 독창적인 연구 주제를 명확하게 표현하는 능력입니다. 선정률이 높지 않은 현실에서 연구자는 남들이 시도하지 않은 독창적인 연구 주제를 발굴해야 합니다. 아이디어가 애매하거나 이미 존재하는 것이라면 좋은 평가를 받기 어렵습니다. 따라서 연구자는 자신의 연구 목적과 가치를 논리적으로 설명할 수 있어야 하며, 이는 연구의 성패를 가르는 핵심적인 단계가 됩니다. 기술적인 실험 능력만큼이나 과학적 글쓰기 역량이 강조되는 이유입니다. 한국 과학은 지난 수십 년간의 축적을 통해 이제 본격적으로 열매를 맺는 단계에 진입했습니다. 과거에는 선진국의 연구 주제를 따라가는 경향이 있었으나, 이제는 세계 수준을 선도하기 위해 독창적인 연구 주제를 발굴하는 것이 필수적입니다. 또한 연구 결과를 논문으로 발표하는 데 그치지 않고, 국제 학계와 적극적으로 소통하며 교류하는 자세가 필요합니다. 국제 학술대회 참여나 해외 연구실과의 협력을 통해 한국 과학의 위상을 높이고, 우리만의 독특한 연구 성과를 세계 무대에 널리 알리는 노력이 한국 과학의 미래를 결정지을 것입니다. 카오스재단은 지난 10년 동안 훌륭한 과학자들을 대중 앞에 세워 과학 지식을 쉽게 전달하며 과학의 대중화에 앞장서 왔습니다. 율곡 이이의 '10만 양병설'처럼 과학을 깊이 이해하는 대중 10만 명을 양성하겠다는 목표는 이미 온라인 채널 구독자 20만 명을 돌파하며 가시적인 성과를 거두었습니다. 이제는 국내를 넘어 콘텐츠의 국제화를 도모해야 할 시점입니다. 영어 자막 제작이나 콘텐츠 가공을 통해 외국 유학생과 국제 커뮤니티에도 한국의 우수한 과학 콘텐츠를 제공한다면, 온라인 교육의 활성화와 맞물려 더 큰 파급력을 발휘할 수 있을 것입니다. 과학이 문화의 일부로 스며드는 것은 사회의 품격을 높이고 인간의 삶을 정확하게 이해하는 데 필수적입니다. 팬데믹이나 기후 변화와 같은 현대 사회의 복잡한 문제들을 객관적으로 바라보기 위해서는 기초 과학 지식이 탄탄한 기반이 되어야 합니다. 비록 짧고 감각적인 정보가 넘쳐나는 시대이지만, 깊이 있는 과학 콘텐츠를 지속적으로 생산하고 공유하는 활동은 우리 사회가 당당하고 풍요로운 미래로 나아가는 데 중요한 밑거름이 될 것입니다. 현상의 근본 원리를 이해할 때 우리는 비로소 세상을 더 넓고 깊게 바라볼 수 있는 안목을 갖게 됩니다.

노정혜

카오스재단석학인터뷰

생명과학
융합

[강연] 어떻게 세계적인 연구를 할까? by 현택환 ㅣ기초과학연구원(IBS) x 카오스재단 기초과학 석학 강연 '새로운 발견을 위한 과학' | 2강

나노기술은 현대 과학의 한계를 극복하는 결정적인 '도우미' 역할을 수행합니다. 21세기의 핵심 기반 기술인 나노기술은 우리 일상에 이미 깊숙이 들어와 있습니다. 삼성전자의 퀀텀닷 TV는 반도체 나노입자인 양자점을 기초로 하며, 우리가 접한 mRNA 백신 역시 지질 나노입자 기술이 없었다면 불가능했을 결과물입니다. 이처럼 나노기술은 보이지 않는 작은 세계에서 시작되어 인류의 건강과 기술적 진보를 이끄는 거대한 변화를 만들어내고 있습니다. 나노입자 연구에서 가장 중요한 과제 중 하나는 입자의 크기를 균일하게 만드는 것입니다. 나노 크기에서는 입자의 크기가 작아짐에 따라 에너지 상태가 변하는 독특한 성질이 나타나기 때문입니다. 예를 들어 반도체 나노입자는 크기에 따라 방출하는 빛의 색깔이 달라지는데, 입자들이 제각각이면 선명한 색을 얻을 수 없습니다. 따라서 나노입자를 똑같은 크기로 정밀하게 합성하는 기술은 고성능 디스플레이나 정밀 의료 기기 구현을 위한 필수적인 토대가 됩니다. 과거에는 균일한 나노입자를 얻기 위해 뜨거운 용매에 반응물을 주입하는 방식을 사용했으나, 이는 대량 생산에 한계가 있었습니다. 이를 해결하기 위해 개발된 '승온법(Heat-up process)'은 상온에서부터 서서히 온도를 올려 입자를 합성하는 혁신적인 방법입니다. 이 공정은 별도의 분리 과정 없이도 균일한 입자를 대량으로 찍어낼 수 있게 해주었습니다. 이러한 연구 성과는 전 세계 실험실의 표준 레시피가 되었으며, 대한민국 나노 연구가 세계 정상급 수준으로 도약하는 계기가 되었습니다. 세계적인 연구 성과를 내기 위해서는 기존 연구의 흐름을 파악하고 아직 해결되지 않은 핵심 이슈를 찾아내는 통찰력이 필요합니다. 새로운 아이디어는 무(無)에서 창조되는 것이 아니라, 최신 논문들을 깊이 있게 읽으며 타인의 기발한 생각을 자신의 연구에 적용해보는 과정에서 탄생합니다. 또한 떠오르는 영감을 즉시 기록하는 습관은 매우 중요합니다. 찰나의 아이디어를 놓치지 않고 메모하며 고민을 거듭하는 태도가 과학적 발견의 시작점이 되기 때문입니다. 과학자의 길은 항상 탄탄대로일 수 없으며, 때로는 수년간 결과가 나오지 않는 시련의 시기를 겪기도 합니다. 하지만 대나무가 마디를 만들며 튼튼하게 자라듯, 연구에서의 실패와 고통은 과학자를 더욱 단단하게 만드는 자양분이 됩니다. 극심한 슬럼프 속에서도 포기하지 않고 도서관에서 수많은 자료를 뒤적이며 해답을 찾으려 노력했던 시간은 결국 새로운 물질을 발견하는 밑거름이 되었습니다. 시련을 극복하는 끈기야말로 위대한 발견을 향한 필수적인 과정이라 할 수 있습니다. 현대 과학은 한 명의 천재가 이끄는 시대를 지나, 다양한 분야의 전문가들이 협력하는 융합의 시대로 접어들었습니다. 복잡한 난제들을 해결하기 위해서는 생물학자, 화학자, 공학자들이 서로의 지식을 나누고 부대끼며 연구해야 합니다. 따라서 연구자에게는 뛰어난 실력 못지않게 타인을 배려하고 소통하는 인성이 요구됩니다. 함께 일하는 즐거움을 알고 동료와 시너지를 낼 수 있는 태도가 뒷받침될 때, 비로소 세상을 감동시킬 수 있는 진정한 의미의 세계적인 연구가 완성됩니다. 기초과학연구원(IBS)과 같은 연구 기관들은 세계적인 수준의 연구 환경을 제공하며 대한민국 과학의 미래를 밝히고 있습니다. 지난 10년간의 집중적인 투자를 통해 우리나라는 나노입자 분야에서 명실상부한 세계 1위의 경쟁력을 확보하게 되었습니다. 앞으로도 젊은 과학자들이 실패를 두려워하지 않고 새로운 영역에 도전할 수 있는 토양이 지속적으로 마련되어야 합니다. 이러한 노력이 결실을 맺을 때, 우리 곁에서 노벨상 수상자에 버금가는 위대한 과학자들이 계속해서 배출될 것입니다.

현택환

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화학
융합

[강연] 빛의 한계를 뛰어넘는 분자의 슬기로운 감빵생활 _ by심상희 ㅣ 2021 가을 카오스강연 '과학의 희열' 5강 | 5강

현미경의 역사는 생물학의 발전과 그 궤를 같이해 왔습니다. 17세기 로버트 훅은 직접 고안한 현미경으로 코르크 마개를 관찰하던 중, 작은 방들이 조밀하게 모여 있는 모습이 마치 수도원의 독방이나 감옥 같다고 느껴 '세포(Cell)'라는 이름을 붙였습니다. 이후 레벤후크는 미생물을 발견하여 미생물학의 토대를 닦았고, 카할은 신경 세포의 정교한 구조를 그려내며 뇌과학의 시작을 알렸습니다. 이처럼 현미경은 보이지 않는 미세 세계를 시각화함으로써 인류가 생명의 기본 단위를 이해하는 데 결정적인 역할을 수행해 왔습니다. 하지만 전통적인 광학 현미경은 물리적인 한계에 부딪혔습니다. 19세기 에른스트 아베는 빛의 파동성으로 인해 발생하는 회절 현상을 수식으로 정리하며 회절 한계를 규명했습니다. 가시광선을 사용하는 한, 약 200~300 나노미터보다 작은 물체는 서로 구분할 수 없다는 것입니다. 이로 인해 수 나노미터 크기에 불과한 단백질이나 바이러스는 현미경 아래에서 실제보다 훨씬 거대한 빛의 점으로 뭉개져 보일 수밖에 없었으며, 이는 오랫동안 광학계의 깨지지 않는 법칙처럼 여겨졌습니다. 전자 현미경은 짧은 파장의 전자빔을 사용하여 이 한계를 극복했지만, 세포를 아주 얇게 자르고 고정해야 하기에 살아있는 상태를 관찰하기 어렵다는 치명적인 단점이 있었습니다. 반면 형광 현미경은 특정 분자에만 빛을 내는 표지를 붙여 복잡한 세포 환경 속에서도 원하는 대상만을 선명하게 골라낼 수 있는 '분자 특이성'을 가집니다. 이러한 장점 덕분에 현대 생물학에서 형광 현미경은 세포 내 특정 분자의 위치와 움직임을 파악하는 데 있어 대체 불가능한 도구로 자리 잡게 되었습니다. 초고해상도 현미경은 형광 분자가 '반짝이며' 켜지고 꺼지는 스위칭 현상을 슬기롭게 활용하여 물리적 한계를 뛰어넘었습니다. 모든 분자가 동시에 빛을 내면 회절 무늬가 겹쳐 형체를 알 수 없게 되지만, 확률적으로 아주 적은 수의 분자만 번갈아 가며 빛을 내게 조절하면 개별 분자의 정확한 중심 위치를 파악할 수 있습니다. 이는 마치 어두운 밤하늘에서 수많은 반딧불이가 한꺼번에 빛날 때는 형체를 알 수 없다가, 하나씩 번갈아 빛날 때 그 위치를 정확히 찍어낼 수 있는 것과 같은 원리입니다. 이렇게 측정된 수만 개의 분자 위치 정보는 컴퓨터를 통해 하나의 정밀한 이미지로 재구성됩니다. 미술의 점묘화 기법처럼 수많은 점을 찍어 전체 형상을 만드는 이 방식은 기존보다 10배 이상 정밀한 나노미터 단위의 해상도를 제공합니다. 이를 통해 과학자들은 과거에는 뭉개져 보이던 세포 내부 구조를 실타래처럼 가느다란 가닥 하나까지 선명하게 구분할 수 있게 되었으며, 분자 수준에서 일어나는 생명 활동의 사생활을 직접 목격하는 새로운 시대를 열었습니다. 초고해상도 기술은 기존에 알지 못했던 생명의 비밀들을 속속들이 밝혀내고 있습니다. 신경 세포의 축삭 돌기에서 발견된 정교한 액틴 고리 구조나, 정자 꼬리에 배열된 칼슘 채널의 입체적인 모습은 이 기술이 아니었다면 영원히 베일에 싸여 있었을 것입니다. 또한 살아있는 세포 내에서 미토콘드리아가 역동적으로 움직이고 소포체와 상호작용하는 과정을 실시간으로 관찰함으로써, 질병의 원인을 규명하고 새로운 치료법을 찾는 연구에도 혁신적인 변화를 불러일으키고 있습니다. 과학의 비약적인 발전은 정립된 이론에 의문을 던지고 이를 극복하려는 끈기 있는 노력에서 비롯됩니다. 20년 넘게 해상도 한계에 도전한 슈테판 헬이나, 소속도 없이 거실에서 현미경을 조립했던 에릭 베치히의 사례는 과학적 탐구의 본질을 보여줍니다. 99%의 좌절 속에서도 단 1%의 희열을 위해 나아가는 과학자들의 열정은, 빛의 한계를 넘어 분자들의 세계를 탐험하는 원동력이 되었습니다. 이러한 슬기로운 탐구 정신은 앞으로도 우리가 생명의 신비를 풀어나가는 데 가장 강력한 등불이 될 것입니다.

심상희

카오스재단카오스강연

화학

[과학자가 쓴 과학책#21] 나는 뇌를 만들고 싶다 by 선웅

‘미니 뇌’라고 불리는 뇌 오가노이드는 실제 인간의 뇌를 아주 작은 크기로 재현한 생체 조직입니다. 비록 크기는 1~3mm에 불과하여 실제 뇌의 부피인 1,300cc에 비하면 매우 작지만, 그 안에는 뇌가 갖추어야 할 기본적인 요소들이 포함되어 있습니다. 이는 배아줄기세포를 활용하여 실제 태아가 자궁 내에서 발달하는 과정과 유사한 환경을 조성함으로써 만들어집니다. 과학자들은 이를 통해 복잡한 인간의 뇌 구조를 세포 수준에서 관찰하고 연구할 수 있는 소중한 기회를 얻게 됩니다. 뇌 오가노이드는 뇌 전체를 완벽하게 복제하기보다는 대뇌, 소뇌, 척수 등 특정 부위의 특성을 대변하는 방식으로 제작됩니다. 흥미로운 점은 동일한 줄기세포에서 출발한 ‘쌍둥이’ 같은 존재임에도 불구하고, 배양 환경이나 발생 과정 중의 우연한 요소에 따라 각기 다른 개성을 갖게 된다는 것입니다. 연구자들은 이러한 개체 차이를 ‘변이’라고 부르며, 유전적 요인과 환경적 요인이 복합적으로 작용하여 생명체가 형성되는 신비로운 과정을 미니 뇌를 통해 실시간으로 목격하고 있습니다. 미니 뇌를 키우는 과정은 마치 아이를 양육하는 것과 같은 정성과 인내를 필요로 합니다. 태아의 뇌부터 성인의 뇌에 가까운 특성을 관찰하기 위해서는 짧게는 수백 일에서 길게는 몇 년 동안 세포를 배양해야 하기 때문입니다. 연구자들은 오랜 시간 공을 들여 세포 덩어리가 점차 뇌의 형상을 갖추어 가는 모습을 보며 경이로움을 느끼기도 하지만, 동시에 원하는 결과를 얻기까지의 고단함과 책임감을 경험합니다. 이러한 긴 호흡의 연구는 인간 뇌의 발달 단계를 이해하는 데 필수적인 과정입니다. 현재의 미니 뇌는 인간 뇌의 ‘다운그레이드 버전’이라고 할 수 있지만, 그 실용적 가치는 매우 높습니다. 실제 인간을 대상으로 하기 어려운 신약 개발이나 독성 검사에서 윤리적 문제로부터 비교적 자유로운 대안이 될 수 있기 때문입니다. 또한, 이 다운그레이드된 모델을 어떻게 하면 실제 인간의 뇌에 더 가깝게 ‘업그레이드’할 수 있을지 고민하는 과정 자체가 곧 인간 뇌의 작동 원리를 규명하는 길과 맞닿아 있습니다. 이는 질병 치료를 위한 새로운 돌파구를 마련하는 중요한 기반이 됩니다. 미니 뇌 연구는 인공지능(AI) 및 기계 공학과의 결합을 통해 더욱 확장되고 있습니다. 뇌 오가노이드에 전극을 연결하여 전기적 신호를 측정하고 이를 기계와 연동하는 ‘뇌-기계 인터페이스(Brain-Machine Interface)’ 기술은 이미 현실화되고 있습니다. 인공지능이 논리적이고 통제 가능한 공학적 산물이라면, 미니 뇌는 생물학적 본질을 간직한 존재로서 서로 보완적인 관계를 맺습니다. 미래에는 이러한 기술들이 결합하여 손상된 뇌 기능을 재활하거나 인간의 인지 능력을 보조하는 혁신적인 수단으로 자리 잡을 것으로 기대됩니다. 신경과학은 1969년에 공식적인 용어가 채택되었을 만큼 과학사에서 비교적 젊은 학문에 속합니다. 아직 우리가 뇌에 대해 모르는 것이 많다는 사실은 역설적으로 이 분야가 ‘긁지 않은 복권’과 같은 무한한 가능성을 품고 있음을 의미합니다. 최첨단 기술을 동원하여 뇌의 복잡한 네트워크와 신호 체계를 분석하는 과정은 인류 지식의 최전선을 넓히는 작업입니다. 비록 뇌의 모든 신비를 풀기까지는 갈 길이 멀지만, 매 순간 이루어지는 새로운 발견들은 우리 자신을 이해하는 방식을 근본적으로 바꾸어 놓고 있습니다. 과학의 발전은 연구실 안에서만 머무는 것이 아니라 대중과의 소통을 통해 완성됩니다. 뇌과학의 복잡한 전문 용어 뒤에 숨겨진 본질적인 질문들을 쉬운 언어로 풀어내어 공유하는 것은 사회적 공감대를 형성하는 데 매우 중요합니다. 미니 뇌 기술이 가져올 미래의 변화에 대해 함께 고민하고 익숙해지는 과정은 과학이 인류의 삶에 올바르게 기여하도록 돕는 밑거름이 됩니다. 끊임없이 업데이트되는 연구 성과들이 우리 사회의 지적 지평을 넓히고, 더 나은 미래를 설계하는 영감이 되기를 희망합니다.

선웅

카오스재단읽다과학

뇌인지과학

[인터뷰] 허준이_수학, 예술이 될 수 있을까? 공부와 연구의 차이는?

수학은 기초가 탄탄해야 다음 단계로 나아갈 수 있는 학문이지만, 연구의 세계에서는 조금 늦게 시작해도 괜찮다는 격려를 전합니다. 대학원 이상의 과정에서 다루는 수학의 양은 방대하여, 특정 연구에 필요한 이론을 미리 완벽히 알고 있을 확률은 매우 낮기 때문입니다. 결국 연구자에게 중요한 것은 과거에 얼마나 공부했느냐보다, 필요한 순간에 새로운 이론을 마주하고 이를 이해해 나가는 태도입니다. 이해라는 과정은 찰나와 같아 시간이 지나면 잊히기 마련이므로, 끊임없이 새로 공부하며 채워가는 과정 자체가 수학 연구의 본질이라 할 수 있습니다. 많은 이들이 진로를 결정할 때 거창한 포부나 확신을 기대하지만, 때로는 우연한 계기가 평생의 업으로 이어지기도 합니다. 학부 시절 다양한 학문에 관심을 가졌던 한 수학자는 우연히 수강한 수학 과목에서 예상치 못한 즐거움을 발견하며 수학의 길로 들어섰습니다. 특별한 환상보다는 공부하는 과정 자체가 주는 소소한 재미가 다음 단계로 이끄는 동력이 되었고, 그러한 흐름이 자연스럽게 석사와 박사 과정을 거쳐 연구자의 삶으로 연결되었습니다. 자신이 무엇을 잘하는지 모르는 혼란스러운 시기에도 눈앞에 놓인 배움의 즐거움에 집중하다 보면, 어느덧 자신만의 길 위에 서 있는 자신을 발견하게 됩니다. 수학은 흔히 건조한 논리의 학문으로 여겨지지만, 본질적으로는 시나 음악과 같은 예술 활동과 궤를 같이합니다. 음악이 모티프의 변주를 통해 감동을 주듯, 수학 또한 수많은 명제 속에서 의미 있는 패턴을 찾아내고 이를 증명이라는 과정을 통해 아름답게 엮어내는 작업입니다. 세상의 모든 참인 명제 중 우리가 특별히 '재미있다'고 느끼는 것들은 극히 일부분이며, 이러한 명제들 사이의 관계를 탐구하며 구조를 세워가는 과정은 예술적 창조와 매우 닮아 있습니다. 논리적인 증명 위에 새로운 명제가 얹어지며 만들어지는 수학적 변주는 연구자들에게 깊은 미적 울림과 만족감을 선사합니다. 현대 예술이 대중과 어느 정도 괴리를 겪고 있듯이, 수학 역시 현재는 소수의 전문가만이 그 아름다움을 온전히 누리는 것처럼 보일 수 있습니다. 하지만 과거에 소수만이 향유하던 문학이나 시가 시간이 흘러 고전이 되고 대중적인 예술로 자리 잡았듯, 수학 또한 인류의 문화적 역사가 깊어짐에 따라 더 많은 이들에게 울림을 주는 날이 올 것입니다. 우리가 수학이 지닌 고유한 가치를 포기하지 않고 계속해서 탐구해 나간다면, 먼 미래에는 수학적 발견이 주는 감동이 보편적인 정서로 받아들여질 수 있습니다. 수학의 아름다움이 대중의 삶 속에 자연스럽게 스며드는 미래는 결코 불가능한 꿈이 아닙니다. 수학 공부가 기존의 곡을 완벽하게 소화하여 들려주는 연주와 같다면, 연구는 세상에 없던 새로운 곡을 써 내려가는 작곡과도 같습니다. 연주와 작곡이 서로 밀접한 연관을 맺으며 시너지를 내듯, 탄탄한 학습 능력은 창의적인 연구를 수행하는 데 훌륭한 밑거름이 됩니다. 특히 연구 과정에서 타인과 소통하고 협력하는 능력은 매우 중요한데, 이는 단순히 지식을 주고받는 차원을 넘어 인간적인 유대감을 바탕으로 합니다. 마음이 잘 맞는 동료와 편안하게 대화를 나누는 과정에서 본인도 미처 깨닫지 못했던 아이디어가 마법처럼 떠오르기도 하며, 이러한 관계 맺음은 고독한 연구의 길을 지탱해 주는 큰 힘이 됩니다.

허준이

카오스재단석학인터뷰

수학

[인터뷰] 김민형 ─ 김민형 교수가 말하는 수학, 역사, 그리고 계산 | 2021 마스터클래스 '수학과 계산'

수학적 재능은 사람마다 다양하게 분포되어 있으며, 이는 각자가 탐구하는 연구 분야를 결정하는 중요한 요인이 됩니다. 계산에 능숙한 학자가 있는 반면, 개념적이고 철학적인 사고를 선호하는 학자도 존재합니다. 저 또한 스스로를 완벽한 천재라기보다 사고가 흐트러질 때마다 같은 질문으로 되돌아오는 나름의 테크닉을 사용하는 연구자로 정의합니다. 이러한 역량의 차이는 우열의 문제가 아니라, 자신에게 가장 잘 맞는 수학적 탐구의 길을 찾아가는 과정에서 자연스럽게 드러나는 개성이라 할 수 있습니다. 현대 사회에서 유튜브와 같은 플랫폼은 수학을 공부하려는 이들에게 매우 유용한 도구가 되고 있습니다. 저 또한 유튜브를 통해 기상천외한 동물들의 영상을 보며 자연계에 대한 선입견을 깨곤 하는데, 이는 수학적 사고를 확장하는 데에도 큰 영감을 줍니다. 일반인이나 아이들이 수학에 접근할 때 이러한 다양한 시각 자료를 활용하는 것은 매우 효과적입니다. 배움의 기회는 도처에 널려 있으며, 우리가 세상을 바라보는 고정관념을 탈피할 때 비로소 새로운 수학적 통찰이 시작된다는 점을 시사합니다. '수인가, 모양인가'라는 질문은 저의 오랜 연구 주제이자 영원한 화두입니다. 우리가 세상을 인지하고 기억하는 모든 과정에는 일종의 계산과 수적 표현이 포함되어 있습니다. 인간의 뉴런 네트워크 자체가 수적인 구조를 지니고 있기에, 현실 세계를 대수적으로 창조하거나 기하학적 구조와의 관계를 밝히는 일은 매우 근본적인 탐구입니다. 수와 모양의 경계를 허물고 이를 구체화할 수 있는 프레임워크를 만들어가는 과정은, 단순히 수학적 문제를 푸는 것을 넘어 우주의 본질을 이해하려는 시도와 맞닿아 있습니다. 수학은 20세기 이후 세상을 이해하기 위한 필수적인 언어가 되었습니다. 저는 대학 시절 철학을 전공하려 했으나, 결국 수학을 선택했습니다. 철학이나 문학이 주는 통찰도 훌륭하지만, 수학은 젊은 시절에 배우지 않으면 그 깊이를 체득하기가 점점 더 어려워지기 때문입니다. 최근에는 고대 역사 속 수학의 역할에도 깊은 관심을 두고 있습니다. 피타고라스나 아르키메데스에 얽힌 전설 뒤에 숨겨진 역사적 근거를 파악하는 일은, 수학이 인류 문명사에서 차지하는 위치를 재조명하는 흥미로운 작업이 됩니다. 인공지능과 4차 산업혁명 시대가 도래하면서 계산의 중요성은 역설적으로 더욱 커지고 있습니다. 모든 인공지능의 근간에는 컴퓨터의 계산 과정이 자리 잡고 있기 때문입니다. 따라서 현대의 수학교육은 단순히 공식을 외우는 것을 넘어, 계산에 대한 깊이 있는 사고 능력을 길러주는 방향으로 나아가야 합니다. 한국 청중은 철학적 담론에 익숙하고 수학적 수준도 높지만, 이제는 구체적인 계산의 원리를 파악하고 이를 활용하는 감각을 키워야 합니다. 이것이 바로 미래 시대를 대비하는 수학적 태도의 핵심입니다.

김민형

카오스재단석학인터뷰

수학

[인터뷰] 김지훈_ 이것으로 별도, 달도, 우주도 만든다 | 2021 카오스콘서트 '어둠의 존재들'

현대 우주론 연구에서 컴퓨터 시뮬레이션은 실험이 불가능한 우주를 탐구하는 핵심적인 도구입니다. 연구자들은 은하, 별, 그리고 초거대 질량 블랙홀의 형성 과정을 가상 공간에서 구현하며 우리가 알고 있는 물리 법칙의 타당성을 검증합니다. 직접 우주에 가서 만져보거나 은하의 탄생을 지켜볼 수는 없지만, 정교한 수치 모형을 통해 우주의 진화 과정을 재현함으로써 이론적 가설을 실질적으로 확인하는 독특한 매력을 지닙니다. 시뮬레이션 과정은 매우 정밀하고 방대한 작업입니다. 완벽한 물리 모형을 입력하더라도 컴퓨터의 처리 방식이나 인간의 실수로 인해 오류가 발생할 수 있기에, 하나의 결과물을 얻기 위해 수일에서 수개월의 시간이 소요되기도 합니다. 이러한 연구는 주로 람다 CDM 모형이라 불리는 표준 우주론에 기반을 둡니다. 이는 현재 과학계에서 가장 많은 검증과 확인 절차를 거친 신뢰할 수 있는 틀로, 연구자들은 이 모형을 염두에 두고 우주의 구조를 설계합니다. 우주 구성의 70%를 차지한다고 알려진 암흑 에너지는 여전히 현대 과학의 거대한 수수께끼입니다. 과학자들은 우주 팽창을 설명하기 위해 특정 역할을 수행하는 존재가 반드시 필요하다는 판단 아래, 정체는 모르지만 우선 이름을 붙여 자리를 마련해 두었습니다. 존재의 필요성은 인정되나 실체는 모르는 상태인 암흑 에너지를 규명하는 것은 현대 우주론이 직면한 가장 큰 과제 중 하나이며, 이를 해결하기 위한 다양한 이론적 시도가 이어지고 있습니다. 특히 초거대 질량 블랙홀의 기원과 성장 과정은 시뮬레이션 연구의 주요 관심사입니다. 사건의 지평선 망원경을 통해 관측적 증거는 확보되었으나, 이들이 어떻게 처음 생겨나 주변의 가스와 암흑 물질을 흡수하며 거대해졌는지에 대한 이론적 확립은 아직 미비합니다. 연구자들은 컴퓨터에게 물리적 모형을 제시하고 그것이 실제 우주와 유사하게 구현되는지 묻는 과정을 반복합니다. 이러한 상호작용을 통해 블랙홀의 성장 경로를 추적하며 우주의 비밀에 한 걸음 더 다가갑니다. 과학 연구에는 논리적 분석뿐만 아니라 연구자의 직관이나 육감도 중요한 역할을 합니다. 때로는 머리가 아닌 몸으로 느끼는 본능적인 감각이 새로운 발견의 실마리가 되기도 합니다. 또한, 모든 사람이 바라보는 보편적인 관점에서 벗어나 문제를 다른 시각으로 바라보려는 노력은 과학적 진보를 이끄는 원동력입니다. 이러한 다각적인 시선과 끊임없는 탐구 정신은 미래의 과학자들이 갖추어야 할 소양이며, 우주라는 거대한 신비를 풀어가는 열쇠가 될 것입니다.

김지훈

카오스재단석학인터뷰

물리학
천문학

[석학인터뷰] 김근수 ─ 네이처에 게재될 발견을 하면 어떤 기분일까?

고체물리학은 물질 내부의 양자 현상을 탐구하고 이를 제어하는 학문입니다. 최근 주목받는 2차원 물질인 그래핀과 포스포린은 원자 수준으로 얇다는 공통점이 있지만, 전기적 특성에서는 큰 차이를 보입니다. 그래핀은 전기가 매우 잘 통하는 도체에 가깝지만 전기를 차단하기 어렵다는 단점이 있는 반면, 포스포린은 반도체적 특성을 지녀 트랜지스터 활용에 유리합니다. 다만 포스포린은 산화에 취약하고 대면적 양산이 어렵다는 기술적 난제가 남아 있어, 이를 극복하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있습니다. 물리학자들은 특정 물질의 상용화에만 매몰되지 않고, 그 이면에 숨겨진 보편적인 물리 법칙을 찾는 데 집중합니다. 물질은 일종의 도구이며, 그 안에서 발견된 원리가 다른 물질에도 적용될 수 있다면 그것으로 충분한 가치를 지닙니다. 이는 인류가 도구를 발전시켜 온 역사와 맥을 같이합니다. 과거의 돌멩이가 현대의 반도체로 진화했듯, 2차원 반도체 연구는 인공지능 반도체의 저전력 고성능화를 이끄는 핵심 동력이 됩니다. 결국 물질 연구는 인간의 도구를 목적에 맞게 최적화하려는 노력의 산물이라 할 수 있습니다. 전자의 특성을 이해하는 데 있어 '유사스핀'은 매우 중요한 개념입니다. 이는 실제 스핀은 아니지만 물질 속에서 스핀과 동등한 효과를 내는 현상으로, 그래핀 연구를 통해 널리 알려졌습니다. 과학자에게 가장 큰 희열은 이러한 복잡한 현상들이 하나의 명쾌한 원리로 통합되는 찰나에 찾아옵니다. 단순히 논문이 게재되는 기쁨을 넘어, 오랜 고민 끝에 퍼즐 조각이 맞춰지듯 결론이 도출되는 정신적 카타르시스는 연구를 지속하게 하는 강력한 동기가 됩니다. 이러한 순간은 과학을 단순한 문제 풀이가 아닌 창의적 예술의 영역으로 격상시킵니다. 연구의 길은 결코 화려한 꽃길만이 아닙니다. 세계적인 경쟁 속에서 성과를 내기 위해서는 끊임없는 노력과 개인적인 희생이 수반됩니다. 가족과 보내는 시간을 줄여가며 주말에도 연구에 매진해야 하는 현실은 때로 무거운 고민으로 다가오기도 합니다. 특히 다음 세대 연구자인 학생들이 교수의 치열한 삶을 보고 회의감을 느낄 때면 연구자로서의 책임감과 고뇌는 더욱 깊어집니다. 그럼에도 불구하고 한 명의 과학자를 탄생시키는 과정과 새로운 지식을 창조하는 즐거움은 그 모든 고단함을 상쇄할 만큼 가치 있는 일입니다. 최근의 연구는 완벽한 결정 구조를 넘어 자연계에 보편적으로 존재하는 '무질서 효과'로 확장되고 있습니다. 우리는 흔히 결함이 없는 완벽한 물질을 상상하지만, 실제 물질은 항상 무질서한 요소를 포함하고 있습니다. 이러한 무질서가 전자의 이동에 어떤 영향을 미치는지 탐구하는 것은 이론적으로 매우 도전적인 과제입니다. 포스포린이라는 물질을 통해 자연의 근원적인 질문에 다가가는 이 과정은 여태껏 아무도 가지 않은 길을 개척하는 일입니다. 보편적인 물리 법칙을 향한 이러한 탐구는 기초과학의 본질을 지키며 새로운 지평을 열어줄 것입니다.

김근수

카오스재단석학인터뷰

물리학

[강연] 제28회 2021 서울대 자연과학 공개강연_'불확실한 세계, 그래서 과학'

현대 사회는 거대하고 복잡한 불확실성으로 가득 차 있습니다. 기후 변화부터 감염병의 확산까지, 우리가 마주하는 현실은 한 개인이 온전히 이해하기에는 너무나 방대합니다. 이러한 혼돈 속에서 과학은 단순한 지식의 나열을 넘어, 세상을 투명하게 바라보게 하는 나침반 역할을 수행합니다. 과학자들은 보편적 원리를 탐구함으로써 복잡한 현상 이면에 숨겨진 불변의 법칙을 찾아내고, 이를 통해 미래를 예측하며 인류가 나아갈 방향을 제시합니다. 불확실한 세계일수록 과학적 사고는 더욱 빛을 발하며 우리 삶의 근간을 지탱하는 강력한 도구가 됩니다. 수학은 불확실성 속에서 질서를 찾아내는 가장 강력한 언어입니다. 주사위를 던지는 사소한 행위부터 바이러스의 확산 경로를 예측하는 일까지, 수학은 '큰 수의 법칙'이나 '감염 재생산 지수'와 같은 개념을 통해 복잡한 데이터를 유의미한 정보로 변환합니다. 특히 확률적 모델을 통해 집단 면역의 임계점을 계산하거나 상전이를 이해하는 과정은 수학이 현실 세계와 얼마나 밀접하게 연결되어 있는지를 잘 보여줍니다. 수학적 소양을 기르는 것은 단순히 공식을 외우는 것이 아니라, 세상의 겉모습에 현혹되지 않고 그 중심에 흐르는 보편적 원리를 꿰뚫어 보는 통찰력을 갖추는 과정입니다. 지구 표면의 대부분을 차지하는 바다는 여전히 인류에게 미지의 영역으로 남아 있습니다. 전 세계 바다의 80% 이상이 아직 탐사되지 않았으며, 심해의 지형은 달의 표면보다도 덜 알려져 있습니다. 하지만 아르고 플로트와 같은 첨단 무인 관측 장비와 인공위성을 활용한 현대 해양학은 바다의 운동과 기후 변화의 상관관계를 정밀하게 추적하고 있습니다. 바다는 지구에 축적된 열에너지의 90%를 흡수하며 기후 조절자 역할을 수행합니다. 해류의 흐름과 수온 변화를 이해하는 것은 엘니뇨와 같은 기상 이변에 대비하고, 해양 생태계와 인류의 공존을 도모하는 데 필수적인 과제입니다. 우리 몸의 설계도인 DNA는 G, A, T, C라는 네 종류의 염기로 기록된 방대한 정보의 집합체입니다. 31억 자에 달하는 인간 유전체를 해독하기 위한 '인간 게놈 프로젝트'는 생명과학의 패러다임을 완전히 바꾸어 놓았습니다. 유전체 지도를 확보함으로써 인류는 희귀 질환의 원인을 규명하고 환자 맞춤형 정밀 의료를 실현할 수 있는 기반을 마련했습니다. 특히 최근의 시퀀싱 기술 발전은 코로나19 바이러스의 정체를 신속히 파악하고 백신을 단기간에 설계하는 데 결정적인 기여를 했습니다. 유전 정보의 해독은 생명의 신비를 밝히는 것을 넘어 인류의 건강과 생존을 지키는 핵심 기술로 자리 잡았습니다. 효소는 생명체 내에서 일어나는 거의 모든 화학 반응을 관장하는 정교한 촉매제입니다. 수백 년이 걸릴 수 있는 소화 과정을 단 몇 시간으로 단축하는 효소의 능력은 현대 과학 기술로도 완벽히 모사하기 어려울 만큼 경이롭습니다. 과학자들은 '유도 진화'와 같은 혁신적인 기법을 통해 자연계에 존재하는 효소의 기능을 개량하거나, 플라스틱을 분해하는 새로운 효소를 설계하는 등 환경 문제 해결에 도전하고 있습니다. 아미노산 서열의 미묘한 변화가 거대한 구조적 차이를 만들어내는 효소의 세계는 마치 작은 우주와 같습니다. 이러한 거대 분자에 대한 연구는 지속 가능한 미래를 위한 화학적 해답을 제시합니다. 현대 과학의 성과는 수학, 해양학, 생명과학, 화학 등 서로 다른 분야의 지식이 융합될 때 더욱 극대화됩니다. 수학적 모델링은 감염병 방역 정책의 근거가 되고, 해양 관측 데이터는 기후 위기 대응의 기초가 되며, 유전체 분석과 효소 공학은 신약 개발의 핵심이 됩니다. 과학자들은 각자의 영역에서 미지의 세계를 탐구하지만, 결국 그들의 목적지는 인류가 직면한 불확실성을 해소하고 더 나은 세상을 만드는 것이라는 점에서 일치합니다. 학문 간의 경계를 허무는 협력과 소통은 복잡해지는 지구촌 문제를 해결하기 위한 가장 효과적인 전략이며, 과학이 가진 진정한 힘은 바로 이러한 연결에서 나옵니다. 과학의 출발점은 주변 현상에 대한 사소한 호기심이며, 그 결실을 맺게 하는 동력은 포기하지 않는 끈기입니다. 보이지 않는 심해를 탐사하고, 보이지 않는 유전자를 읽어내며, 보이지 않는 분자의 세계를 설계하는 과정은 끊임없는 도전의 연속입니다. 불확실한 세계는 우리에게 두려움을 주기도 하지만, 동시에 과학이라는 도구를 통해 탐험할 수 있는 무한한 기회를 제공합니다. 질문을 멈추지 않고 진리를 찾아 나가는 과학적 태도는 미래 세대가 갖추어야 할 가장 소중한 가치입니다. 호기심을 잃지 않고 학문에 정진할 때, 우리는 비로소 불확실성을 확신으로 바꾸며 새로운 시대를 열어갈 수 있을 것입니다.

나한나, 서인석, 송윤주, 장혜식

카오스재단서울대자연과학공개강연

화학
생명과학
지구환경과학
수학

[그림으로 보는 과학뉴스] DALL-E (part2)

인공지능 이미지 생성 기술인 DALL-E는 단순히 멋진 그림을 그리는 존재를 넘어, 방대한 양의 이미지를 생성하는 능력을 갖추고 있습니다. 하지만 DALL-E가 만들어낸 결과물 중에는 의도와 맞지 않는 엉뚱한 그림들도 다수 포함되어 있습니다. 여기서 중요한 역할을 하는 것이 바로 CLIP입니다. CLIP은 DALL-E가 생성한 수많은 이미지들을 검토하고 점수를 매겨 가장 적합한 결과물을 선별해내는 검증자 역할을 수행합니다. 결국 우리가 마주하는 놀라운 결과물은 DALL-E의 창의적 시도와 CLIP의 정교한 필터링이 결합된 공동 작업의 산물이라고 할 수 있습니다. 이러한 기술은 예술적 영역을 넘어 실질적인 산업 현장에서도 혁신적인 변화를 이끌어내고 있습니다. 대표적인 예로 자율주행차 학습 과정을 들 수 있습니다. 자율주행 인공지능을 훈련시키기 위해서는 방대한 이미지 데이터에서 신호등의 색깔을 구분하는 등의 레이블링 작업이 필수적입니다. 과거에는 사람이 일일이 수행해야 했던 이 고된 작업을 CLIP과 같은 인공지능이 대신 처리함으로써 데이터 정제 효율을 극대화합니다. 이는 인공지능이 또 다른 인공지능의 학습을 돕는 선순환 구조를 형성하며 기술 발전의 속도를 비약적으로 높이고 있습니다. 인공지능이 보여주는 놀라운 성과는 인간 고유의 영역이라 여겨졌던 창의성에 대해 근본적인 질문을 던지게 합니다. 기계가 인간의 뇌 구조를 모방하여 학습함에 따라, 과거의 경험을 재조합하여 새로운 것을 만들어내는 인간의 창의적 과정이 기계에 의해 충분히 재현될 수 있음이 증명되고 있습니다. 무에서 유를 창조하는 것이 아니라 기존의 데이터를 편집하고 변형하는 방식이라면, 인공지능과 인간의 경계는 더욱 모호해질 수밖에 없습니다. 이러한 변화는 우리로 하여금 인간만이 가진 고유함이 무엇인지 다시금 겸손하게 되돌아보게 만드는 계기가 됩니다. 하지만 기술의 침투 속에서도 인간만이 수행할 수 있는 고차원적인 영역은 여전히 존재합니다. 인공지능이 기존의 스타일을 복제하거나 이미지를 생성할 수는 있지만, 새로운 가치 체계를 제시하거나 사회적 패러다임을 이끄는 추상적인 창의성은 여전히 인간의 몫으로 남아 있습니다. 또한 기술 권력의 독점 문제도 우리가 경계해야 할 지점입니다. OpenAI와 같은 기업들이 초기 의도와 달리 기술을 폐쇄적으로 운용하려는 경향을 보이기도 하지만, 우리는 이러한 기술적 변화 속에서 인간이 집중해야 할 가치가 무엇인지 고민하며 사회를 발전시켜 나갈 방향을 모색해야 합니다. 로봇 공학의 역설로 불리는 '모라벡의 역설'은 인공지능 시대에 우리가 가야 할 길을 시사합니다. 복잡한 계산이나 이미지 생성은 기계가 압도적으로 잘하지만, 생강 껍질을 까는 것과 같은 일상적이고 섬세한 동작은 여전히 인간에게 훨씬 쉽습니다. 이처럼 기계와 인간은 각자 잘하는 영역이 명확히 구분되어 있습니다. 기술을 막연한 공포의 대상으로 보기보다는, 아날로그에서 디지털로 전환되었던 시기처럼 인공지능과의 공존을 통해 인간이 더 가치 있는 일에 집중할 수 있는 새로운 사회적 구조를 만들어가는 지혜가 필요한 시점입니다.

국립과천과학관요즘과학👏

뇌인지과학
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[그림으로 보는 과학뉴스] DALL-E (part1)

최근 인공지능 기술은 단순한 데이터 처리를 넘어 창의성의 영역인 예술 분야까지 그 보폭을 넓히고 있습니다. 과거의 AI가 기존 데이터를 검색하여 보여주는 수준에 머물렀다면, 이제는 인간의 상상력을 실체화하는 단계에 이르렀습니다. 특히 '아보카도 안락의자'나 '스파게티로 만든 기사'와 같이 세상에 존재하지 않던 독창적인 이미지를 텍스트 입력만으로 생성해내는 모습은 놀라움을 자아냅니다. 이러한 변화는 인공지능이 단순한 도구를 넘어 새로운 창작의 주체로 거듭나고 있음을 시사하며, 디자인과 예술 산업 전반에 걸쳐 거대한 패러다임의 전환을 예고하고 있습니다. 이러한 혁신의 중심에는 '달리(DALL-E)'라는 이름의 인공지능 프로그램이 있습니다. 초현실주의 화가 살바도르 달리와 애니메이션 캐릭터 월-E의 이름을 합성하여 명명된 이 기술은 오픈AI가 개발한 거대 언어 모델인 GPT-3를 기반으로 합니다. 달리는 수많은 파라미터를 활용하여 언어와 이미지 사이의 복잡한 관계를 학습했습니다. 특히 실험실의 정제된 데이터가 아닌, 인터넷이라는 광활한 정보의 바다에서 실제 사람들이 사용하는 자연어를 스스로 학습했다는 점이 핵심입니다. 이를 통해 달리는 단순한 모방을 넘어 문맥을 이해하고 새로운 시각적 결과물을 도출하는 능력을 갖추게 되었습니다. 달리의 작동 원리는 인간이 언어를 사용할 때 머릿속에 이미지를 떠올리는 과정과 매우 유사합니다. 우리가 '점심에 스파게티를 먹자'고 말할 때 뇌가 자동으로 음식의 형상을 연상하듯, 인공지능 역시 텍스트를 입력받으면 그에 대응하는 시각적 결과물을 구현해냅니다. 이는 컴퓨터에게 이미지와 텍스트를 정교하게 대조하는 훈련을 시킨 결과입니다. 덕분에 인공지능은 하나의 키워드에 대해서도 수많은 사람이 각기 다른 생각을 하듯 다채로운 스타일을 동시에 제시할 수 있으며, 이는 기존의 검색 방식과는 차원이 다른 창조적 진화라고 할 수 있습니다. 달리의 창의성을 뒷받침하는 또 다른 핵심 기술은 '클립(CLIP)'이라는 알고리즘입니다. 클립은 언어와 이미지를 대조하여 사전 학습을 수행하는 역할을 담당하며, 주로 인터넷상의 이미지와 그에 달린 캡션들을 분석하며 공부합니다. 전문가들이 정제한 데이터가 아니라 일반 사용자들이 사진에 남긴 주석과 설명을 학습했기에, 클립은 현실 세계의 복잡한 맥락을 더욱 정확하게 파악할 수 있습니다. 과거에는 개와 고양이를 구분하는 것조차 어려운 과제였으나, 이제는 특정 인물이 특정 행동을 하는 구체적인 상황까지 완벽하게 이해하고 찾아낼 수 있는 수준으로 진화했습니다. 인공지능이 자연어 속에 담긴 이미지의 표상을 완벽히 이해하게 되면서, 창작의 경계는 더욱 허물어지고 있습니다. 이제 AI는 단순한 검색 엔진의 역할을 넘어 인간의 추상적인 아이디어를 구체적인 시각 매체로 변환해주는 강력한 파트너가 되었습니다. 이러한 기술적 진보는 디자이너들에게 새로운 영감을 제공하는 동시에, 창작의 정의에 대한 근본적인 질문을 던지기도 합니다. 텍스트와 이미지의 결합을 통해 탄생한 새로운 형태의 지능은 앞으로 자율주행 조향 기술 등 다양한 산업 분야로 확장될 잠재력을 지니고 있으며, 우리 삶의 방식을 더욱 풍요롭게 변화시킬 것입니다.

국립과천과학관요즘과학👏

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융합

[연구뭐하지] 김기훈 교수_서울대학교 '첨단복합물질상태 연구실' | 극한 물리 조건 속 물질의 현상을 이해하다!

극한 조건 물리 연구는 일상에서 접하기 힘든 물리적 환경에서 물질이 어떻게 거동하는지를 탐구하는 학문입니다. 원자가 규칙적으로 배열된 고체를 대상으로 초고자기장이나 초고압, 그리고 절대영도에 가까운 극저온 상태를 인위적으로 조성하여 그 속에서 나타나는 새로운 물성을 근본적으로 이해하고자 노력합니다. 이러한 연구는 물질의 본질적인 특성을 파악하고 인류가 아직 도달하지 못한 물리적 영역을 개척하는 데 중요한 의미를 지닙니다. 특히 복합적인 원소들로 이루어진 신물질을 직접 합성하고 그 변화를 관찰하는 과정은 현대 물리학의 지평을 넓히는 핵심적인 작업이라 할 수 있습니다. 연구의 시작은 세상에 없던 신물질을 합성하는 것에서부터 출발합니다. 최소 3개에서 5개에 이르는 다양한 원소들을 조합하여 신물질을 만들어내고, 이를 단결정이나 다결정, 혹은 얇은 박막 형태로 성장시킵니다. 이렇게 탄생한 시료들에 극저온과 초고압, 초고자기장이라는 극한의 조건을 가했을 때 일어나는 현상을 종합적으로 측정합니다. 이는 단순히 이론적인 예측을 넘어 실제 물질이 보여주는 경이로운 변화를 직접 확인하고 데이터로 증명해내는 도전적인 과정입니다. 연구자들은 이러한 과정을 통해 물질의 숨겨진 원리를 하나씩 밝혀나갑니다. 초전도체나 자성 연구를 수행하기 위해서는 온도를 2~4 켈빈 수준의 극저온으로 낮추는 기술이 필수적입니다. 이를 위해 액체 헬륨이 사용되는데, 비용 문제로 인해 일반적인 연구 환경에서는 접근이 쉽지 않은 경우가 많습니다. 하지만 체계적인 인프라가 갖춰진 연구실에서는 액체 헬륨 수급에 대한 걱정 없이 실험에 몰입할 수 있는 환경을 제공합니다. 안정적인 저온실 운영은 연구자들이 물리적 한계에 도전하며 다양한 실험적 시도를 마음껏 펼칠 수 있게 하는 든든한 기반이 됩니다. 이러한 인프라는 연구의 질을 높이고 실험의 연속성을 보장하는 핵심 자산입니다. 연구의 무대는 국내에만 국한되지 않고 전 세계로 확장됩니다. 특히 초고자기장 실험의 경우 미국 탈라하시에 위치한 국립 고자기장 연구소와 같은 세계적인 기관과 협력하여 수행되기도 합니다. 학생들은 해외 출장을 통해 글로벌 연구 트렌드를 익히고 국제 학회에 참여하며 시야를 넓힐 기회를 얻습니다. 또한 장기적인 연구를 위해 체력 관리와 어학 공부를 지원하는 등 연구자의 성장을 돕는 복지 체계는 학생들이 연구에 전념하면서도 균형 잡힌 생활을 유지할 수 있도록 돕는 중요한 요소입니다. 이는 학계에서 글로벌한 역량을 발휘할 수 있는 밑거름이 됩니다. 극한 조건 물리 연구실을 상징하는 키워드는 '수제 맥주와 운동화'입니다. 이는 직접 무언가를 만들어내는 즐거움과 미지의 영역을 향해 끊임없이 발을 내딛는 탐험 정신을 의미합니다. 우주 전체를 놓고 보았을 때 지구 밖의 수많은 물질은 이미 극한의 조건 속에 놓여 있으며, 이를 연구하는 것은 인류가 아직 가보지 못한 영역에 발자국을 남기는 일과 같습니다. 창의적인 노력과 진취적인 자세를 가진 연구자들에게 이 분야는 무궁무진한 가능성이 열려 있는 도전의 장이 될 것입니다. 새로운 발견을 향한 열정은 곧 인류 지식의 경계를 확장하는 원동력이 됩니다.

김기훈

카오스재단연구뭐하지

물리학

[석학인터뷰] AI가 정말 인간처럼 대화할 수 있을까? | 2020 가을 카오스강연 'Ai X'

인공지능이 인간과 유사한 마음을 가진 것처럼 느껴질 수 있는가에 대한 논의는 매우 흥미롭습니다. 기계가 인간처럼 느껴지는 것은 충분히 가능하지만, 그것이 곧 자의식을 의미하지는 않습니다. 진정한 마음을 갖기 위해서는 생물학적 생존 욕구나 욕망이 전제되어야 하기 때문입니다. 예를 들어 알파고는 세계 최고의 바둑 실력을 갖추었지만, 승리하고자 하는 욕망은 전혀 없습니다. 현재의 기술은 자의식을 형성하기보다 고도화된 기능을 수행하는 데 집중되어 있어, 진정한 이해의 단계에 도달하기는 어려워 보입니다. 소통의 본질은 단순히 지식과 정보를 전달하는 것에 그치지 않습니다. 진정한 교감은 데이터의 양이나 정보의 정확성보다는 정서적 연결과 다양한 외적 요소들이 복합적으로 작용하여 이루어지는 영역입니다. 인공지능이 세상의 모든 지식을 학습하더라도 인간 특유의 사회성을 완벽히 재현하는 데 한계가 있는 이유가 바로 여기에 있습니다. 학습만으로는 도달할 수 없는 영역이 분명히 존재하며, 이는 인공지능이 인간과 동일한 수준의 소통 파트너가 되는 데 큰 걸림돌이 될 것입니다. 하지만 인공지능이 인간과 자연스럽게 대화할 가능성을 긍정하는 시각도 존재합니다. 인간 사이의 대화 역시 항상 완벽하거나 논리적이지 않다는 점을 고려하면, 인공지능이 높은 수준의 의사소통 능력을 갖추는 것은 충분히 실현 가능한 목표입니다. 수십 년 내에 기술이 고도화되면 일상적인 대화에서 인간과 기계를 구분하기 어려워질 것입니다. 비록 인공지능이 실제로 감정을 느끼지는 못하더라도, 상대방의 감정에 공감하는 것처럼 행동하거나 인위적으로 감정을 흉내 내는 수준까지는 도달할 수 있습니다. 기술적으로 인공지능이 인간의 대화 수준에 근접하기 위해서는 인지과학에서 말하는 '마음 이론'의 구현이 필요합니다. 이는 상대방의 마음 상태를 모델링하고 이해하는 능력을 의미하는데, 현재의 인공지능은 아직 이러한 단계에 이르지 못했습니다. 최근의 기술들은 질문에 대해 매우 정교한 답변을 내놓으며 마치 의미를 이해하는 것처럼 보이지만, 이는 데이터 기반의 결과물일 뿐입니다. 진정한 의미의 이해와 공감이 결여된 상태에서의 대화는 결국 고도화된 기술적 모사에 머무를 수밖에 없습니다. 결국 인공지능은 튜링 테스트를 통과할 정도로 정교하게 인간을 속이는 시스템으로 발전할 가능성이 큽니다. 방대한 데이터를 통해 인간의 반응을 학습함으로써 겉으로 보기에는 창의적이고 자연스러운 대화가 가능해질 것이기 때문입니다. 우리가 인공지능이 인간처럼 대화할 수 없다는 것을 완벽히 증명할 수 없는 한, 기술은 끊임없이 그 경계를 허물어갈 것입니다. 인간의 대화 수준이 생각보다 높지 않다는 점도 인공지능이 인간의 영역에 들어오는 것이 그리 어렵지 않음을 시사합니다.

남세동, 신현정, 이교구, 이세민, 임창환, 장병탁, 최재식, 한보형, 함유근, 현동훈

카오스재단2020 카오스강연 'Ai X'

뇌인지과학

[석학인터뷰] 훈련된 AI는 예술가를 이길 수 있다?없다? | 2020 가을 카오스강연 'Ai X'

인공지능이 예술의 영역에 발을 들이면서 우리는 예술의 본질에 대해 다시금 질문하게 됩니다. 현재의 인공지능은 방대한 데이터를 학습하여 기존의 패턴을 재현하는 데 탁월한 능력을 보여줍니다. 하지만 피카소와 같이 기존의 틀을 깨고 새로운 영역을 개척한 천재들의 기발함을 재현하기란 여전히 어려운 과제입니다. 인공지능은 훈련된 데이터의 범주 안에서 창작물을 만들어내기 때문에, 완전히 무(無)에서 유(有)를 창조하거나 시대를 앞서가는 독창성을 발휘하는 데에는 한계가 있다는 시각이 지배적입니다. 예술을 자아의 표현이라고 정의한다면, 인공지능에게는 결정적인 결핍이 존재합니다. 바로 '나'라는 자의식입니다. 예술가는 자신의 경험과 감정, 그리고 세상을 바라보는 고유한 시선을 작품에 투영하지만, 인공지능은 아직 스스로를 인식하고 표현하고자 하는 내적 동기를 가지고 있지 않습니다. 기술적인 측면에서 정교한 묘사와 표현은 가능할지 몰라도, 그 이면에 담긴 인간적인 고뇌나 철학적 메시지를 기대하기는 어렵습니다. 따라서 인공지능의 창작물은 기술적 완성도는 높을지언정, 진정한 의미의 자아 표현으로 보기에는 무리가 있습니다. 반면, 예술의 가치를 창작자가 아닌 수용자의 관점에서 바라본다면 이야기는 달라집니다. 작품을 감상하는 사람이 감동을 느끼고 새로운 영감을 얻는다면, 그 주체가 인간인지 기계인지는 중요하지 않을 수 있습니다. 마치 튜링 테스트가 기계의 사고 여부를 판별하듯, 예술 역시 수용자의 반응을 척도로 삼을 수 있다는 논리입니다. 현대 예술의 난해함과 모호성을 고려할 때, 인공지능이 만들어낸 추상적인 창작물은 이미 인간의 작품과 구별하기 힘든 수준에 도달해 있습니다. 감동의 주체가 인간이라면, 인공지능의 창작물 또한 예술의 범주에 포함될 가능성이 열려 있습니다. 인공지능은 인간 예술가에게 위협이 아닌 새로운 영감의 원천이자 협업의 파트너가 될 수 있습니다. 실제로 많은 예술가가 인공지능이 생성한 예기치 못한 패턴이나 조합에서 아이디어를 얻어 창작 활동에 활용하고 있습니다. 이는 마치 피아노라는 악기가 음악가에게 도구가 되듯, 인공지능 역시 인간의 감정을 더욱 풍부하게 표현해주는 고도의 매체로 기능하는 것입니다. 기술적 표현은 인공지능이 담당하고, 그 방향성과 영감을 인간이 제공하는 방식의 협업은 예술의 지평을 넓히는 새로운 가능성을 제시하며 창작의 고통을 덜어주기도 합니다. 미래에는 예술을 평가하는 기준 자체가 근본적으로 변화할 수 있습니다. 과거의 잣대로는 인공지능의 창작을 부정할 수 있지만, 기술과 예술이 융합된 시대의 인류는 또 다른 가치를 발견할 것입니다. 인공지능이 인간이 보지 못한 새로운 시각이나 창의성을 보여준 사례는 이미 알파고 등 여러 분야에서 증명된 바 있습니다. 결국 인공지능 예술은 인간의 창의성을 대체하는 것이 아니라, 인간의 상상력을 확장하고 새로운 예술적 장르를 개척하는 과정으로 이해되어야 합니다. 기술의 발전과 함께 예술의 정의 또한 끊임없이 진화해 나갈 것입니다.

남세동, 신현정, 이교구, 이세민, 임창환, 장병탁, 최재식, 한보형, 함유근, 현동훈

카오스재단2020 카오스강연 'Ai X'

뇌인지과학

[연구뭐하지?] 신용일 교수_서울대학교 '양자기체 연구실' | 초유동성?! 양자기체?! 이곳에서 물리 폭풍렙업 중!

양자기체 연구는 절대영도에 매우 근접한, 대략 10의 -9승 도 정도의 극저온 상태에서 물질의 성질을 탐구하는 분야입니다. 이렇게 극도로 낮은 온도에서는 기체가 평소와는 전혀 다른 독특한 양자 현상을 보이게 되는데, 그중에서도 마찰 없이 흐르는 성질인 '초유동성'이 핵심적인 연구 대상입니다. 서울대학교 물리천문학부 양자기체 연구실에서는 이러한 신비로운 물리적 현상을 규명하기 위해 다양한 실험적 접근을 시도하며, 자연의 근본적인 원리를 파헤치는 데 주력하고 있습니다. 과거에는 초유동성 연구가 주로 낮은 온도의 고체에서 나타나는 초전도 현상이나 액체 헬륨의 특이한 흐름을 통해 이루어져 왔습니다. 그러나 최근 원자 기체를 극저온으로 냉각할 수 있는 정교한 실험 기술이 비약적으로 발전하면서 연구의 지평이 넓어졌습니다. 이제 과학자들은 원자 기체의 내부 상태를 세밀하게 제어함으로써 새로운 시스템에서 초유동성을 관찰할 수 있게 되었습니다. 이는 양자 다체계 현상을 이해하는 데 있어 매우 중요한 전환점이 되었으며, 현대 물리학의 핵심적인 연구 분야로 자리 잡았습니다. 극저온 양자기체 물성을 연구하기 위해서는 고도의 기술적 숙련도가 요구됩니다. 연구자들은 기본적으로 진공 기술과 레이저 기술을 완벽히 익혀야 하며, 원자 물리학에 대한 깊은 이해가 필수적입니다. 실험 과정은 마치 만 피스짜리 퍼즐을 맞추거나 RPG 게임에서 레벨업을 하는 과정과 비슷합니다. 수많은 부품을 조립하고 정교하게 조정하며 차곡차곡 경험치를 쌓아가는 긴 여정은 때로 어렵고 힘들지만, 그 과정에서 얻는 지적 즐거움과 성취감은 무엇과도 바꿀 수 없는 중독성 있는 매력을 지니고 있습니다. 연구실의 분위기는 자유롭고 수평적인 의사소통을 지향하며, 팀원 간의 협력이 무엇보다 중요하게 여겨집니다. 복잡한 실험 장비를 다루고 방대한 데이터를 분석해야 하기에 팀플레이 능력이 필수적인 덕목으로 꼽힙니다. 일상적인 소통의 한 예로 식사 메뉴를 정하거나 커피 내기를 할 때 가위바위보를 활용하는 등 유쾌한 문화를 공유하기도 합니다. 이러한 유연한 분위기 속에서 연구원들은 서로의 아이디어를 자유롭게 나누며, 창의적인 연구를 지속할 수 있는 동력을 얻습니다. 초유동성과 초전도 현상에 대한 명확한 물리적 이해는 단순히 지식의 확장을 넘어 인류의 실생활에 혁명적인 변화를 가져올 수 있습니다. 만약 상온에서도 저항 없이 전류가 흐르는 초전도체를 개발할 수 있다면, 발전소에서 도시로 전력을 수송할 때 발생하는 막대한 에너지 손실을 획기적으로 줄일 수 있습니다. 극저온 양자기체 연구는 이러한 꿈의 물질을 설계하기 위한 기초 지식을 제공하며, 에너지 절약과 효율적인 전력망 구축 등 미래 기술의 토대를 마련하는 데 결정적인 역할을 할 것입니다.

신용일

카오스재단연구뭐하지

물리학

[과학을 찾는 사람들] 긱블 차누 : 슈뢰딩거의 질문지

과학을 사랑하는 사람들이 모인 집단에서도 정작 그들의 롤모델은 스포츠 스타나 음악가인 경우가 많습니다. 이는 과학계에 대중적이고 매력적인 아이콘이 부족하다는 방증이기도 합니다. 긱블의 박찬후 대표는 이러한 아쉬움에서 출발하여, 과학이 단순히 연구실 안의 학문에 머물지 않고 누구나 즐길 수 있는 대중문화가 되기를 꿈꿨습니다. 그는 과학자와는 또 다른 영역에서 대중을 위한 과학 콘텐츠를 제작하며, 사람들이 과학을 통해 즐거움을 느끼고 긍정적인 영향을 받을 수 있는 환경을 조성하는 데 힘쓰고 있습니다. 긱블이 지향하는 가치는 효율성이나 목적 중심의 도구 제작에만 국한되지 않습니다. 이들은 세계적인 장난감 브랜드인 레고를 라이벌로 삼으며, 순수한 재미를 위한 물건을 만드는 데 집중합니다. 때로는 영국의 유명 유튜버 콜린 퍼즈처럼 위험해 보이거나 엉뚱한 발명품을 선보이기도 하지만, 그 과정 속에는 과학적 원리와 창의적인 도전 정신이 녹아 있습니다. 이러한 시도들은 대중에게 과학이 얼마나 역동적이고 흥미로운 분야인지를 시각적으로 증명하며, 기존의 딱딱한 과학 이미지를 탈피하는 데 기여하고 있습니다. 메이커 문화의 핵심은 이전에 없던 새로운 효율을 찾는 것이 아니라, 만드는 과정 자체에서 즐거움을 좇는 역할에 있습니다. 박찬후 대표는 스스로를 메이커라기보다 메이커를 빛내주는 사람이라고 정의합니다. 그에게 과학자와 공학자는 세상 사람들에게 자랑하고 싶은 보석 같은 존재들입니다. 이러한 철학은 콘텐츠 전반에 흐르며, 많은 이들이 공학도나 메이커로서의 꿈을 키우는 계기를 마련해 줍니다. 누군가의 재능을 발견하고 이를 대중에게 매력적으로 전달하는 일은 과학 생태계를 풍성하게 만드는 중요한 밑거름이 됩니다. 미래의 과학자와 메이커를 꿈꾸는 학생들에게 가장 필요한 덕목은 주변의 시선에 굴하지 않고 직접 부딪쳐 보는 용기입니다. 흔히 과학을 한다고 하면 지구를 구해야 한다는 식의 거창한 사명감이나 완벽한 가치 증명을 요구받곤 합니다. 하지만 일상의 작은 호기심을 행동으로 옮기는 과정 자체가 과학적 행위의 시작입니다. 결과가 어떻게 나올지 미리 걱정하며 움츠러들기보다는, 일단 저질러 보고 그 과정에서 배우는 태도가 중요합니다. 실패에 대한 두려움을 극복할 때 비로소 창의적인 혁신이 가능해집니다. 결국 시도하는 사람이 변화를 만들어냅니다. 안 될 것 같은 이유를 찾기보다 일단 실행에 옮기는 에너지는 대중과 소통하는 가장 강력한 무기이기도 합니다. 타인의 평가에 신경 쓰기보다 자신의 아이디어를 실현하는 데 집중할 때, 과학은 비로소 개인의 삶에 생동감을 불어넣는 도구가 됩니다. 실패한 모습을 보여주기 싫어 도전을 멈추는 것이 아니라, 끊임없는 시도를 통해 자신만의 길을 개척해 나가는 과정이 필요합니다. 이러한 도전 정신이 모여 우리 사회의 과학적 토양을 더욱 단단하게 다져나갈 것입니다.

국립과천과학관과학을 찾는👀사람들

융합

[석학인터뷰] AI 대체 어디까지 가능할까? | 2020 가을 카오스강연 'Ai X'

인공지능이 비약적으로 발전하면서 창의성의 영역까지 넘보고 있지만, 인간의 독창성과는 본질적인 차이가 있습니다. 현재의 인공지능은 방대한 데이터를 학습하여 그와 유사한 결과물을 만들어내는 데 탁월한 능력을 발휘합니다. 하지만 과거의 위대한 예술가들이나 과학자들처럼 기존의 틀을 완전히 깨고 새로운 영역을 개척하는 혁신은 여전히 인간만의 고유한 영역으로 남아 있습니다. 학습 데이터의 범주를 넘어서는 진정한 의미의 창조는 단순한 계산이나 조합 이상의 직관과 통찰을 필요로 하기 때문입니다. 인공지능이 인간보다 더 창의적으로 보일 수도 있는 시대가 오겠지만, 무에서 유를 창조하는 개척자 정신은 여전히 풀기 어려운 숙제입니다. 인간과 인공지능의 소통에서 가장 큰 장벽은 공감 능력과 마음 이론의 부재입니다. 상대방의 마음을 모델링하고 그 감정을 깊이 있게 이해하는 능력은 지식의 습득만으로는 도달하기 어려운 경지입니다. 인간의 대화 수준이 생각보다 높지 않다는 점을 이용해 자연스러운 대화를 구현하는 것은 가능할지도 모르지만, 인공지능이 단순히 문제를 해결하는 지능을 넘어 자아를 가진 의식체로 거듭나는 것은 전혀 다른 차원의 문제입니다. 지능과 의식 사이의 간극은 우리가 기술적으로 해결해야 할 가장 복잡한 질문 중 하나이며, 이를 어떻게 정의하느냐에 따라 미래의 모습이 결정될 것입니다. 인공지능이 인간의 수준에 도달하는 시점에 대해서는 전문가들 사이에서도 의견이 분분합니다. 누군가는 2034년경이면 충분하다고 보기도 하고, 또 다른 이는 2074년은 되어야 가능할 것이라고 예측하기도 합니다. 특히 인간이 가진 강점인 지속적인 지식 추론 처리나 여러 정보를 유기적으로 통합하는 능력은 인공지능이 단기간에 따라잡기 힘든 부분입니다. 과거 바둑에서 인공지능이 인간을 이기지 못할 것이라 단언했던 예측이 빗나갔듯이, 미래의 가능성을 섣불리 단정하기는 어렵습니다. 결국 지능을 단순한 문제 해결 능력으로 볼 것인지, 아니면 복합적인 사고의 통합체로 볼 것인지에 따라 인공지능의 미래는 달라질 것입니다.

남세동, 신현정, 이교구, 이세민, 임창환, 장병탁, 최재식, 한보형, 함유근, 현동훈

카오스재단2020 카오스강연 'Ai X'

뇌인지과학

[코로나TALK-11] 사회적 지위에 따라 온라인교육도 달라진다 _신종호 교수 | 11강

코로나19는 전 세계 교육 현장에 전례 없는 변화를 불러왔습니다. 유네스코와 월드뱅크의 자료에 따르면, 팬데믹 초기 전 세계 177개국에서 약 13억 명의 학생들이 학교 문이 닫히는 '셧다운' 상황을 경험했습니다. 이러한 위기 속에서 대면 교육의 대안으로 온라인 교육이 급부상했지만, 각 국가의 준비 정도와 교육의 질에 대한 우려도 함께 제기되었습니다. 우리나라도 네 차례의 개학 연기 끝에 온라인 개학을 단행하며, 기존의 대면 중심 교육 체제에서 벗어나 디지털 기술을 활용한 새로운 교육 실험의 장에 들어서게 되었습니다. 온라인 교육의 확산은 '디지털 리터러시'와 교육 격차라는 심각한 사회적 과제를 던져주었습니다. 취약계층 가정의 아이들은 컴퓨터나 소프트웨어를 다루는 기술적 경험이 상대적으로 부족하여 온라인 학습 효과에서 소외될 가능성이 큽니다. 실제로 미국의 사례를 보면 소득 수준에 따라 온라인 교육 참여 시간이 최대 10배까지 차이 나는 것으로 나타났습니다. 이는 단순히 기기의 유무를 넘어, 가정 내 학습 지원 체계의 부재가 학업 성취도의 불균형으로 이어질 수 있음을 시사하며, 교육의 공정성을 확보하기 위한 국가적 차원의 고민을 안겨주었습니다. 한국은 IT 강국임에도 불구하고 초기에는 온라인 서버 플랫폼 구축 과정에서 적지 않은 혼란을 겪었습니다. 전 국민의 컴퓨터 보유율이 완벽하지 않은 상황에서 취약계층 학생들을 위한 디지털 기기 보급은 가장 시급한 과제였습니다. 이에 정부와 교육청은 긴급 수요 조사를 통해 노트북과 태블릿 PC를 지원하고, EBS와 한국교육학술정보원을 중심으로 수백만 명이 동시에 접속할 수 있는 대규모 플랫폼을 단기간에 구축했습니다. 이러한 인프라 정비는 온라인 교육이 중단 없이 이어질 수 있도록 돕는 최소한의 토대를 마련하는 중요한 계기가 되었습니다. 인프라가 갖춰진 이후에는 학습 효과의 격차가 새로운 쟁점이 되었습니다. 조사 결과에 따르면 상위권 학생들은 성적을 유지하는 반면, 중·하위권 학생들의 성적은 하락하는 경향을 보였습니다. 이는 자기주도적 학습 능력이 부족한 학생들에게 교사나 부모의 밀착 지원이 필수적이기 때문입니다. 특히 온라인 환경에서는 생활 관리가 어렵고 학습 동기를 유지하기가 쉽지 않아, 적절한 지원 체계가 없는 학생들은 학업 성취도 저하뿐만 아니라 학업 중도 탈락의 위험에 노출될 수 있다는 우려가 교육계 안팎에서 현실화되고 있습니다. 현재의 온라인 교육은 콘텐츠의 양적 부족과 상호작용의 한계라는 벽에 부딪혀 있습니다. 초등학교와 중학교를 위한 양질의 콘텐츠가 고등학교에 비해 상대적으로 부족하며, 교사들이 직접 모든 자료를 제작하는 데 따르는 업무 부담도 상당합니다. 또한 '줌 피로 (Zoom Fatigue)'라는 용어가 등장할 만큼 실시간 화상 수업은 교수자와 학습자 모두에게 높은 피로도를 유발합니다. 화면 너머로 서로의 존재감을 느끼기 어려운 환경은 학생들의 학습 동기를 저하시키고, 능동적인 참여를 방해하여 교육의 질적 저하를 초래하는 요소로 작용하고 있습니다. 미래의 교육은 교실이라는 물리적 공간을 넘어 새로운 생태계를 조성하는 방향으로 나아가야 합니다. 미네르바 대학의 사례처럼 온라인의 장점을 극대화하여 전 세계 전문가들과 연결되는 협력 교육 모델을 구축할 필요가 있습니다. 교사는 단순히 지식을 전달하는 역할을 넘어 학생들의 질문을 정리하고 피드백을 주는 튜터로서의 기능을 강화해야 합니다. 또한 고교학점제와 연계하여 학교 밖의 우수한 콘텐츠를 학점으로 인정하는 등 학교의 울타리를 허무는 유연한 교육 체제로의 전환을 통해 물리적 제약을 극복하는 노력이 요구됩니다. 궁극적으로 온·오프라인 교육의 병행은 교육의 본질을 회복하는 기회가 되어야 합니다. 단순히 지식을 암기하고 평가하는 시스템에서 벗어나, 개별 학생의 관심사와 역량에 맞춘 '개인화된 교육'을 실현해야 합니다. 배운 내용을 실제 문제 해결에 적용해 보는 경험을 제공함으로써 학생들이 자신만의 재능을 발견하고 새로운 가치를 창출할 수 있도록 돕는 것이 핵심입니다. 이번 변화를 계기로 우리 교육이 일방적인 전달 체계를 넘어 학생의 성장을 실질적으로 지원하고 미래 역량을 키워주는 역동적인 시스템으로 거듭나기를 기대합니다.

신종호

카오스재단코로나19 과학토크

생명과학
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[과학자가 쓴 과학책#8] 그래픽디자이너 유지원의 아틀리에: 미래 디자인의 핵심은 수학!? | 뉴턴의 아틀리에 북토크(2)

디자인은 단순히 아름다움을 추구하는 행위를 넘어, 과학과 수학의 원리를 실천적으로 구현하는 과정입니다. '뉴턴의 아틀리에'가 우리의 생각을 텍스트로 담아낸 것이라면, '튜링의 아틀리에'는 디자이너로서 과학적 사고를 어떻게 작업에 투영할 것인가에 대한 실천적 강령이라 할 수 있습니다. 과거에는 예술과 과학의 차이를 부각하거나 추상적인 융합에 머무는 경우가 많았지만, 이제는 구체적인 결과물을 통해 그 효용성을 증명해야 합니다. 지식을 쌓고 경험을 확장하는 여정은 결국 더 좋은 작업을 통해 세상과 소통하기 위함이며, 이는 창작자가 물리 세계의 법칙을 깊이 이해할 때 비로소 완성됩니다. 우리가 마주하는 모든 형태는 중력과 같은 물리적 조건과 유기적인 관계를 맺고 있습니다. 영화 '컨택트'에 등장하는 외계 생명체 헵타포드의 방사형 대칭 구조는 그들이 사는 행성의 중력 환경을 암시하며, 이는 곧 그들의 언어와 비선형적 시간관으로까지 이어집니다. 이처럼 조형은 단순한 모양 이상의 의미를 내포하며, 디자이너는 사물의 외형을 통해 그 이면의 조건을 추정해 나가는 눈을 가져야 합니다. 인간의 신체 조건이 선형적 시간관을 만들었듯, 물리적 환경은 예술적 표현의 근간이 됩니다. 따라서 물리와 미술은 별개의 영역이 아니라, 우리가 세상을 인지하고 가시화하는 방식을 결정짓는 상호 보완적인 관계에 있습니다. 타이포그래피는 글자라는 시각적 요소를 통해 의미를 재구성하는 비주얼 커뮤니케이션의 핵심입니다. 셰익스피어 전집 작업에서 수학적 그리드를 활용해 도형을 추출하고 이를 디자인에 적용한 사례는, 순수한 수학적 접근이 어떻게 문학적 감수성과 연결될 수 있는지를 잘 보여줍니다. 때로는 기성 폰트의 문장 부호가 주는 이질감을 해결하기 위해 직접 문장 부호를 디자인하기도 하는데, 이는 독자의 시선을 사로잡는 세밀한 조형적 완성도를 추구하는 과정입니다. 아무도 알아채지 못하는 미세한 차이라 할지라도, 디자이너는 그 속에서 아름다움을 발견하고 행복을 느낍니다. 이러한 집요함이 모여 책이라는 매체의 경험적 지평을 넓히게 됩니다. 현대의 디자이너는 감각적인 영역을 넘어 소프트웨어를 조정하고 코딩을 활용하는 공학적 역량을 요구받고 있습니다. 수백 페이지에 달하는 책의 숫자 간격을 일일이 조정하는 대신, 폰트 소프트웨어의 내부 설정을 변경하여 문제를 해결하는 방식은 이공계적 사고방식의 실천적 예시입니다. 이는 단순한 노동의 효율화를 넘어, 기술적 도구를 창의적으로 제어함으로써 디자인의 질서를 바로잡는 일입니다. '유지원의 발바움'과 같은 커스텀 폰트의 탄생은 디자이너가 기술의 수동적 사용자에 머물지 않고, 자신의 의도를 관철하기 위해 도구를 재정의하는 주체임을 보여줍니다. 이러한 기술적 이해는 복잡한 시각적 문제를 해결하는 강력한 무기가 됩니다. 디지털 환경은 대개 사각형의 좌표 체계를 기반으로 구축되어 있어, 삼각형과 같은 비정형적 구조를 다룰 때 예기치 못한 기술적 한계에 부딪히기도 합니다. 정삼각형의 높이를 계산할 때 발생하는 무리수와 그로 인한 미세한 오차의 누적은 작업자에게 고통을 안겨주지만, 동시에 기술이 인간의 자연스러운 인지를 어떻게 제약하는지 질문하게 만듭니다. 예술가는 이러한 기술적 불편함을 민감하게 포착하고, '컴퓨터가 우리로부터 앗아간 세계'에 대해 의문을 던지는 사람입니다. 규격화된 세계가 주는 편리함 뒤에 숨겨진 생동감을 되찾기 위해, 디자이너는 끊임없이 도구의 한계를 시험하고 새로운 조형적 가능성을 탐색해야 합니다. 앨런 튜링은 수학을 생물학에 접목하여 동물의 무늬가 형성되는 원리를 수식으로 풀어낸 선구자였습니다. 그의 '튜링 패턴' 개념은 오늘날 제너레이티브 디자인의 근간이 되어, 동일한 알고리즘 안에서도 개체마다 조금씩 다른 변주를 만들어내는 미래형 디자인을 가능케 합니다. 산업 시대의 디자인이 하나의 설계도로 똑같은 제품을 찍어내는 방식이었다면, 디지털 시대의 디자이너는 원칙이 되는 알고리즘을 설계하여 무한한 다양성을 창조합니다. 이는 마치 자연의 현무암이 저마다 다른 구멍을 가지듯, 기술을 통해 유기적인 생명력을 조형물에 부여하는 과정입니다. 이제 디자이너는 제임스 와트의 후예에서 앨런 튜링의 후예로 거듭나고 있습니다. 과학적 원리를 기반으로 한 조형은 단순히 형태를 흉내 내는 것이 아니라, 그 이면의 메커니즘을 이해하고 적용하는 일입니다. 해마의 꼬리가 사각형 구조를 통해 유연성과 강한 악력을 동시에 확보한다는 사실을 깨달을 때, 우리는 비로소 단순한 모방을 넘어선 혁신적인 디자인을 도출할 수 있습니다. 수학을 어렵게만 느끼던 학생들도 자연 속에 숨겨진 수학의 얼굴을 발견하는 순간 창의적인 영감을 얻게 됩니다. 프랭크 게리가 항공 공학의 기술을 빌려 유선형 건축의 새 지평을 열었듯, 우리 역시 과학자들과 소통하며 무엇이든 직접 만들어보는 실천적 태도를 가져야 합니다. 이러한 시도들이 모여 디자인의 미래는 더욱 풍요롭고 유기적인 모습으로 진화할 것입니다.

김상욱, 유지원

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[과학송 창작 워크숍] 시와 멘토 3회차 강의★

과학송 창작 워크숍 '생애 첫 노래 만들기'는 누구나 자신만의 노래를 가질 수 있다는 희망을 전합니다. 음악 전공자가 아니더라도, 혹은 뛰어난 음감이 없더라도 가사에 어울리는 멜로디를 붙이는 과정은 충분히 가능합니다. 지난 시간에 작성한 가사를 바탕으로 새로운 멜로디를 고민하는 과정은 창작의 즐거움을 일깨워줍니다. 상큼한 느낌이나 애착이 가는 대상을 떠올리며 흥얼거리는 것만으로도 훌륭한 작곡의 시작이 될 수 있으며, 이는 곧 나만의 고유한 감성이 담긴 노래로 발전하는 첫걸음이 됩니다. 멜로디를 만들 때 가장 중요한 도구는 바로 기록입니다. 떠오르는 음을 피아노로 직접 짚어보거나 목소리로 내뱉을 때, 이를 음성 메모로 남겨두는 습관이 필요합니다. '내 눈은 얼마나 클까?'와 같은 질문형 가사에 맞춰 음의 높낮이를 조절하다 보면 자연스럽게 리듬이 형성됩니다. 음감이 부족하다고 느껴질 때일수록 음성 메모 기능을 활용해 기억을 보조하는 것이 좋습니다. 이러한 기록들이 모여 하나의 단락을 이루고, 노래의 뼈대를 완성해 나가는 밑거름이 되어 창작의 불확실성을 확신으로 바꾸어 줍니다. 작곡 과정에서 가사와 멜로디가 완벽하게 맞지 않는다면 과감하게 수정하는 유연함이 필요합니다. 가사의 발음을 늘리거나 줄여서 멜로디에 맞추기도 하고, 반대로 멜로디를 가사의 뉘앙스에 어울리게 변형할 수도 있습니다. 때로는 한 음을 길게 연결하는 것만으로도 충분히 훌륭한 노래가 됩니다. 중요한 것은 정해진 틀에 얽매이지 않고 자신의 마음이 가는 대로 음을 눌러보며 생각지도 못한 아름다운 멜로디를 발견하는 즐거움을 만끽하는 것입니다. 이러한 과정 속에서 노래는 점차 생명력을 얻게 됩니다. 처음으로 자신의 목소리가 노래가 되는 과정을 경험하면 누구나 어색함을 느끼기 마련입니다. 하지만 그 어색함은 창작의 과정에서 지극히 자연스러운 감정입니다. 녹음된 자신의 노래를 반복해서 듣다 보면 어느 부분을 수정해야 할지, 혹은 어떤 느낌이 더 매끄러울지 스스로 깨닫게 됩니다. 멜로디를 넣었다 뺐다 하며 다듬는 과정을 거치면 처음의 어색함은 사라지고, 어느덧 조화롭게 어우러지는 멜로디를 마주하게 됩니다. 이는 창작자로서 느끼는 큰 보람 중 하나이며, 작품의 완성도를 높이는 필수적인 단계입니다. 우리가 일상에서 무심코 내뱉는 흥얼거림은 모두 노래가 될 잠재력을 가지고 있습니다. 노래는 특별한 사람들만의 전유물이 아니며, 평소의 작은 영감을 소중히 여기고 기록하는 것에서부터 시작됩니다. 과학이라는 주제를 노래로 풀어내는 과정은 처음에는 어렵게 느껴질 수 있지만, 자신의 생각을 멜로디에 담아내는 순간 새로운 소통의 창구가 열립니다. 용기를 내어 첫걸음을 뗀다면 누구나 자신만의 과학송을 완성하고, 이를 통해 세상과 소통하는 특별한 경험을 할 수 있을 것입니다. 창작의 문은 누구에게나 열려 있습니다.

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[인생과학책 #8] 과학자가 고른 소설책, 그리고…

과학적 사고방식을 가장 잘 보여주는 문학 작품으로 셜록 홈즈 시리즈를 꼽을 수 있습니다. 주인공 셜록 홈즈가 사건의 단서를 찾아내고 이를 조합하여 결론을 도출하는 과정은 과학자들이 가설을 세우고 검증하는 과정과 매우 흡사합니다. 100년이 넘는 시간 동안 사랑받은 이 소설은 단순한 추리물을 넘어 법의학의 발전에도 큰 영감을 주었습니다. 특히 '모든 접촉은 흔적을 남긴다'는 법의학의 기본 원칙은 셜록 홈즈의 수사 기법에서 비롯되었다고 해도 과언이 아닙니다. 조선 후기의 실학자 다산 정약용은 시대를 앞서간 과학자이자 저술가였습니다. 그는 유배라는 고난의 시간 속에서도 나라와 백성을 위해 500여 권에 달하는 방대한 저술을 남겼습니다. 소설 '목민심서'는 그의 일대기를 통해 현실에 안주하지 않고 끊임없이 질문을 던지며 학문을 통해 세상을 이롭게 하려 했던 그의 의지를 잘 보여줍니다. 이러한 태도는 오늘날 현대 과학자들이 세상을 바라보고 탐구하는 방식과도 깊게 맞닿아 있어 우리에게 큰 울림을 줍니다. 다산 정약용의 형인 정약전 역시 뛰어난 자연과학자로서의 면모를 보여주었습니다. 그는 흑산도 유배 시절, 한반도 남서해안의 수산물을 체계적으로 분류하고 기록한 국내 최초의 해양 생물학 서적인 '자산어보'를 저술했습니다. 각종 어류의 명칭과 분포, 형태는 물론 습성과 활용법까지 상세히 기록된 이 책은 수백 년이 지난 지금까지도 해양 생태계를 이해하는 귀중한 자료로 평가받습니다. 이는 척박한 환경에서도 탐구 정신을 잃지 않았던 선조들의 뛰어난 과학적 자질을 증명합니다. 로봇공학의 권위자들은 인생의 책으로 백과사전을 꼽기도 합니다. 첨단 기술의 집합체인 로봇을 연구하기 위해서는 다방면의 지식이 필수적이기 때문입니다. 이 책은 자연과 인간의 모든 활동에 관한 정보를 체계적으로 정리한 보물창고와 같습니다. 과거 인터넷이 없던 시절, 백과사전은 호기심 많은 아이들에게 지식의 바다를 유영하게 해주는 유일한 통로였습니다. 모르는 용어를 찾고 꼬리에 꼬리를 무는 질문을 해결하는 과정은 과학적 사고의 기초를 다지는 훌륭한 훈련이 되었습니다. 천재 물리학자 리처드 파인만 역시 백과사전을 통해 창의적인 인재로 성장했습니다. 그의 아버지는 백과사전의 내용을 주변 사물과 비교하며 실감 나게 설명해 주었고, 이는 파인만이 관찰력과 원리를 깨우치는 습관을 갖게 했습니다. 오늘날 종이 백과사전은 사라지고 위키백과나 검색 엔진이 그 자리를 대신하고 있지만, 지식을 탐구하고 체계화하려는 본질은 변하지 않았습니다. 우리는 과거보다 더 강력한 지식의 도구를 손에 쥐고 있으며, 이를 어떻게 활용하느냐가 미래의 성취를 결정할 것입니다.

김호영, 오준호, 최준일

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[과학송 창작 워크숍] 시와 멘토 1회차 강의!

노래를 만든다는 것은 거창한 음악적 재능이나 전공 지식이 필요한 일이 아닙니다. 마음속 깊은 곳에 담아둔 이야기를 누군가에게 말로 전하기 어려울 때, 우리는 노래라는 형식을 빌려 자유롭게 표현할 수 있습니다. 싱어송라이터 시와는 자신의 속마음을 친구들에게 솔직하게 털어놓았을 때 돌아올지 모를 비난이나 시선이 두려워 노래를 만들기 시작했다고 고백합니다. 이처럼 창작은 나를 이상하게 보지 않을까 하는 걱정을 뒤로하고, 오직 나만의 진실한 목소리를 담아내는 놀이와 같은 과정에서 출발합니다. 특별히 하고 싶은 이야기가 떠오르지 않을 때도 노래를 만들고 싶은 마음은 충분히 생길 수 있습니다. 그럴 때는 멀리서 소재를 찾기보다 지금 당장 눈앞에 보이는 사물이나 현재의 기분을 가사로 옮겨보는 것이 좋은 시작점이 됩니다. 예를 들어 무언가를 처음 시도하며 느끼는 긴장감이나 실수할까 봐 걱정되는 마음을 있는 그대로 적어보는 것입니다. '실수할까 틀릴까 이상할까'와 같은 솔직한 감정의 기록은 그 자체로 훌륭한 가사가 되며, 창작의 문턱을 낮추어 누구나 쉽게 첫걸음을 뗄 수 있게 돕습니다. 멜로디를 만드는 과정 역시 생각보다 단순하고 직관적인 방법으로 접근할 수 있습니다. 계이름이 적힌 종이를 무작위로 뽑거나 주사위를 굴려 음을 정하는 방식은 창작에 대한 막연한 두려움을 없애는 데 매우 효과적입니다. 정해진 규칙 없이 우연히 만난 음들을 조합하다 보면 예상치 못한 미묘하고 흥미로운 멜로디가 탄생하곤 합니다. 이때 중요한 것은 떠오른 멜로디를 잊지 않도록 스마트폰의 음성 메모 기능을 활용해 즉시 기록하는 습관입니다. 완벽한 곡을 쓰겠다는 부담감을 내려놓고 소리를 찾아가는 과정 자체를 즐겨보세요. 좋은 가사를 쓰기 위해서는 기존에 사랑받는 노래들의 구조를 유심히 살펴보는 것이 큰 도움이 됩니다. 대중에게 기억되는 노래들의 공통점은 특정 단어나 문장, 혹은 비슷한 발음을 반복하여 청중의 귀에 쉽게 각인시킨다는 점입니다. 글자 수를 맞추거나 리듬감을 살리는 반복 기법은 노래를 더 친숙하게 만들고 곡의 전체적인 완성도를 높여줍니다. 과학송을 만들 때도 가사가 막힌다면 이러한 반복의 묘미를 적극적으로 활용해 보세요. 짧고 강렬한 반복은 노래에 생동감을 불어넣고 전달하고자 하는 메시지를 더욱 명확하게 만들어 줍니다. 노래는 멜로디에 맞춰 발음을 늘리거나 줄이고, '랄랄라'와 같은 추임새를 넣어 자유롭게 변주할 수 있는 유연한 예술입니다. 수영을 배울 때 우리 몸이 물에 뜬다는 사실을 믿고 몸을 맡기듯, 우리 안에 내재된 음악적 본능을 믿고 시도하는 자세가 무엇보다 중요합니다. 모든 창작의 시도는 더 나은 노래로 나아가는 소중한 과정이며, 과학이라는 주제 또한 이러한 즐거운 실험을 통해 멋진 노래로 재탄생할 수 있습니다. 처음의 두려움을 설렘으로 바꾸어 나만의 생애 첫 노래를 완성해 나가는 기쁨을 꼭 만끽해 보시기 바랍니다.

국립과천과학관

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[연구뭐하지?] 우베 피셔 교수 _서울대학교 '차가운 원자이론 연구실' | 세상에서 가장 차가운 원자를 만나다?

현대 물리학의 최전선에서는 수많은 입자가 모여 만들어내는 양자적 행동을 탐구하는 연구가 활발히 진행되고 있습니다. 개별 입자들이 독립적으로 존재할 때와 달리, 이들이 집합적으로 상호작용하며 나타내는 다체계 이론은 물리적 세계를 이해하는 핵심적인 열쇠가 됩니다. 특히 원자와 빛 입자 사이의 정밀한 상호작용을 분석함으로써 우리는 눈에 보이지 않는 미시 세계의 질서를 구체화하고 있습니다. 이러한 연구는 단순한 이론 정립에 그치지 않고 실제 실험과의 긴밀한 협력을 통해 그 타당성을 검증하며 새로운 물리적 가능성을 열어갑니다. 극저온 상태의 원자는 물리학자들에게 매우 흥미로운 연구 대상입니다. 온도를 극한으로 낮추면 원자들은 마치 유체처럼 흐르는 독특한 현상을 보이는데, 이를 활용해 양자 시뮬레이션을 수행할 수 있습니다. 이는 중력이나 시공간의 곡률과 같은 거시적인 우주 현상을 실험실 내부에서 재현하는 놀라운 과정이라고 할 수 있습니다. 예를 들어 음향학적 호킹 복사나 블랙홀의 특성을 연구함으로써, 우주의 근본적인 원리를 작은 원자들의 움직임을 통해 증명해 나가는 지적 여정을 지속하고 있습니다. 서로 다른 물리적 시스템을 결합하는 하이브리드 시스템 연구는 현대 양자역학의 또 다른 중요한 축을 담당합니다. 초전도체와 극저온 원자 시스템을 융합함으로써 기존의 단일 시스템으로는 관찰하기 어려웠던 새로운 양자 현상을 탐구하는 것이 가능해집니다. 온도를 극도로 낮추었을 때 발생하는 양자역학적 변화는 우리가 흔히 알고 있는 초전도 현상과도 깊은 연관이 있습니다. 이러한 융합 연구는 물리적 경계를 허물고 더 넓은 범위의 과학적 발견을 가능하게 하며 미래 기술의 토대를 마련해 줍니다. 물리학의 진정한 매력은 복잡한 수식 너머에 존재하는 명확한 이미지에 있습니다. 연구자들에게 수식은 단순한 계산 도구가 아니라, 머릿속에 물리적 현상을 그려내고 서로의 생각을 공유하는 가장 효율적인 언어와 같습니다. 때로는 긴 설명보다 한 줄의 수식이 더 명확한 소통의 수단이 되기도 하며, 이를 통해 연구 결과의 방향성을 논의하고 새로운 가설을 세우기도 합니다. 이러한 학문적 소통은 연구자들 사이의 깊은 유대감을 형성하며 새로운 발견을 향한 강력한 동력을 제공해 줍니다. 연구의 성과는 강압적인 분위기가 아닌 연구자의 자율성과 주도적인 태도에서 비롯된다고 믿습니다. 교수의 세심한 가이드라인 아래에서 학생이 스스로 주제를 탐구하고 구상할 수 있는 환경은 창의적인 연구를 가능하게 하는 원동력이 됩니다. 시간 관리를 효율적으로 수행하며 자신의 연구에 책임을 다하는 태도는 물리학자로서 성장하는 데 필수적인 요소입니다. 다양한 배경을 가진 이들이 모여 자유롭게 토론하고 탐구하는 열린 공간에서, 양자역학의 신비로운 세계를 함께 밝혀나갈 동료를 기다리고 있습니다.

Uwe R. Fischer(우베 피셔)

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[연구뭐하지?] 오토 반 코어트 교수_서울대학교 '사교접촉기하와 응용 연구실' | 복도에서 마주친 교수님이 묻습니다. "질문있나요?" 당신의 대답은?

심플렉틱 및 접촉 기하학은 순수 수학의 한 분야이지만, 그 뿌리를 물리학의 역학에 두고 있습니다. 이 학문은 해밀턴 방정식과 같은 동역학계를 다루며, 태양계 내 천체들의 궤도와 같은 복잡한 움직임을 분석하는 데 중요한 도구가 됩니다. 특히 특정 시간 후에 제자리로 돌아오는 주기 궤도를 찾는 연구는 현대 수학에서도 여전히 활발하게 논의되는 주제입니다. 이러한 수학적 접근은 단순히 이론에 그치지 않고 우주의 질서를 이해하는 핵심적인 열쇠가 됩니다. 수학적 모델링을 통해 주기 궤도를 이해하는 것은 실제 우주 탐사 계획을 세우는 데 큰 도움이 됩니다. 중력을 이용하여 한 지점에서 다른 지점으로 이동하는 효율적인 경로를 설계하거나, 인공위성의 궤도를 계산하는 등 실질적인 응용이 가능하기 때문입니다. 또한 로봇 팔의 움직임과 같은 로봇 공학 분야에서도 순수 수학의 원리가 적용됩니다. 이처럼 심플렉틱 기하학은 천체 역학부터 첨단 기술에 이르기까지 폭넓은 분야에서 문제 해결의 이론적 토대를 제공하고 있습니다. 오토 반 코어트 교수님의 연구실은 학생들의 자율성을 존중하며 학문적 호기심을 마음껏 펼칠 수 있는 분위기를 자랑합니다. 교수님은 학생들이 연구에만 집중할 수 있도록 행정적인 부담을 최소화해주시며, 질문이 많은 학생을 언제나 환영합니다. 비록 교수님의 독특한 필기를 이해하기 위해서는 높은 집중력이 필요하다는 유쾌한 고충도 있지만, 이는 오히려 수업에 몰입하게 만드는 계기가 됩니다. 끊임없이 질문하고 탐구하려는 열정을 가진 이들에게 이곳은 순수 수학의 깊이를 경험할 수 있는 최적의 장소입니다.

Otto van Koert(오토 반 코어트)

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[과학자가 쓴 과학책#4] 블랙홀 강의 by우종학 | KAOS X 공원생활 특집 | 김태훈의 게으른 책읽기

블랙홀은 일상에서 흔히 쓰이는 단어지만 그 실체를 명확히 정의하기는 쉽지 않습니다. 현대 물리학의 관점에서 블랙홀은 시공간의 극단적인 휘어짐으로 정의됩니다. 고전역학적으로는 중력이 너무 강해 빛조차 빠져나올 수 없는 어떤 중력적인 실체를 의미하죠. 우리는 흔히 시간과 공간을 분리해서 생각하지만, 블랙홀과 같은 극한의 환경에서는 이 둘이 하나로 얽힌 시공간의 개념으로 이해되어야 합니다. 이러한 시공간의 왜곡은 단순히 이론적인 가설을 넘어 우주의 신비를 담고 있는 거대한 상징과도 같습니다. 블랙홀의 현대적 개념은 아인슈타인의 일반 상대성 이론에서 출발했습니다. 천재 과학자 슈바르츠실트는 아인슈타인의 방정식을 풀어 별이 붕괴하여 블랙홀이 될 수 있음을 수학적으로 증명해냈죠. 흥미로운 점은 정작 아인슈타인 본인도 초기에는 블랙홀의 존재를 부정했다는 사실입니다. 무한히 작은 점에 엄청난 질량이 모인다는 설정이 당시의 물리적 상식으로는 받아들이기 힘든 기괴한 현상으로 보였기 때문입니다. 이는 과학적 진리가 때로는 당대의 고정관념을 뛰어넘는 파격적인 모습으로 다가온다는 점을 시사합니다. 별의 일생은 중력과 압력의 끊임없는 투쟁입니다. 태양보다 수십 배 큰 질량을 가진 별은 수명을 다한 뒤 중력 붕괴를 멈추지 못하고 결국 블랙홀이 됩니다. 백색왜성이나 중성자별 단계의 압력조차 이 거대한 중력을 이겨내지 못할 때, 물질은 무한히 작은 공간으로 수렴하게 됩니다. 물리학자들은 이 영역을 '특이점'이라 부르는데, 이는 인류가 가진 지식의 지평선을 넘어서는 미지의 영역입니다. 블랙홀 내부로 들어간 질량은 사라지지 않고 그대로 유지되며 그 주변의 강력한 중력장으로 자신의 존재를 끊임없이 드러냅니다. 블랙홀 연구는 단순히 천체를 관측하는 일을 넘어 인류 지성의 경계를 확장하는 과정입니다. 수많은 과학자는 뉴턴이 말한 '거인의 어깨' 위에서 조금씩 지식의 지평을 넓혀왔습니다. 블랙홀은 바로 그 지평선의 가장자리에 위치한 주제로, 우리가 아직 모르는 것이 많기에 더욱 매력적입니다. 이미 밝혀진 사실에 안주하기보다 미지의 영역을 탐구하며 지적 호기심을 충족시키는 행위는 인류 문명을 발전시키는 원동력이 됩니다. 과학은 마치 미술관의 작품처럼 자주 접하고 관심을 가질수록 그 깊은 맛과 가치를 느낄 수 있는 예술과도 같습니다. 현대 사회에서 과학은 종종 실용적인 도구로만 여겨지곤 합니다. 하지만 과학의 진정한 가치는 인간에게 무한한 상상력을 부여하고 삶의 근원적인 의미를 되새기게 하는 데 있습니다. 먹고사는 문제를 넘어 '우리는 어디서 왔는가'와 같은 철학적 질문에 답을 찾아가는 과정이 바로 천문학의 본질입니다. 아인슈타인이 강조했듯 상상력은 호모 사피엔스를 인간답게 만드는 가장 중요한 능력입니다. 블랙홀이라는 신비로운 대상을 통해 우주의 역사를 배우는 일은 각박한 일상 속에서 우리 삶의 지평을 넓혀주는 소중한 지적 경험이 될 것입니다.

우종학

카오스재단읽다과학

천문학

[인생과학책 #5] 역대 최고의 과학 베스트셀러! 정말 읽었니? (1)

책이라는 존재는 우리 인류가 만들어낸 가장 경이로운 결과물 중 하나입니다. 나무로 만든 평평한 물체에 불과해 보이지만, 그 안에 새겨진 수많은 기호들을 들여다보는 순간 우리는 수천 년 전 살았던 누군가의 마음속으로 들어가는 경이로운 경험을 하게 됩니다. 이는 단순한 읽기를 넘어 시공간을 초월한 소통의 시작이라 할 수 있습니다. 독서는 우리가 직접 보지 못한 먼 과거의 지혜를 현재로 불러오는 소중한 통로가 되어주며, 타인의 삶을 간접적으로 체험하게 하는 신비로운 힘을 지니고 있습니다. 글쓰기는 인류가 남긴 위대한 유산 중 하나로 손꼽힙니다. 서로 일면식도 없는 사람들, 심지어 수 세기의 시간 차이를 두고 살아가는 시민들을 하나로 묶어주는 역할을 하기 때문입니다. 기록된 문장을 통해 우리는 저자의 생각과 감정을 공유하며 지식의 연쇄를 만들어냅니다. 이러한 연결은 개인의 경험을 인류 전체의 유산으로 확장하며, 물리적 제약에 갇혀 있던 인간의 유한함을 극복하게 만드는 원동력이 됩니다. 문자는 시대를 관통하는 목소리가 되어 우리를 하나로 이어주는 역할을 수행합니다. 우주는 거대하고 신비로운 공간이며, 인류는 아주 오래전부터 그 기원과 구조를 이해하고자 끊임없이 노력해 왔습니다. 칼 세이건이 강조했듯, '코스모스'를 탐구하는 과정은 곧 우리 자신을 발견하는 여정과도 같습니다. 별의 먼지에서 태어난 우리가 다시 별을 바라보며 우주의 질서를 논하는 것은 매우 경이로운 일입니다. 과학적 탐구는 단순히 지식을 쌓는 행위를 넘어, 우리가 어디에서 왔고 어디로 가고 있는지에 대한 근원적인 질문에 답을 찾아가는 숭고한 과정이라 할 수 있으며 이는 인류의 지적 지평을 넓혀줍니다. 스티븐 호킹의 '시간의 역사'는 우주의 시작과 끝, 그리고 블랙홀의 비밀을 대중에게 알리는 데 결정적인 역할을 했습니다. 그는 복잡한 물리 법칙을 통해 우주가 어떻게 탄생했는지, 그리고 시간이란 무엇인지에 대해 깊이 있는 통찰을 제공했습니다. '모든 것의 이론'을 찾으려는 그의 열정은 인류가 가진 지적 호기심의 정점을 보여줍니다. 이러한 과학적 성취는 우리가 발을 딛고 있는 지구라는 작은 공간을 넘어 무한한 우주로 시야를 넓혀주는 중요한 계기가 되었으며, 보이지 않는 세계에 대한 이해를 가능하게 했습니다. 결국 과학과 문학은 인간이라는 존재를 이해하고 세상을 연결한다는 점에서 같은 목적을 지니고 있습니다. 책을 통해 타인의 마음을 읽고, 과학을 통해 우주의 원리를 깨닫는 과정은 모두 고립된 개인이 거대한 세계의 일원임을 확인시켜 줍니다. 지식의 공유는 시대를 초월한 연대감을 형성하며, 우리가 직면한 수많은 질문에 대한 해답을 함께 찾아가게 합니다. 이러한 끊임없는 탐구와 기록이야말로 인류 문명을 지탱하는 가장 견고한 기둥이며, 우리가 더 나은 미래를 향해 나아갈 수 있도록 돕는 소중한 이정표가 될 것입니다.

김도현, 김범준, 김상우, 심현철, 안광석

카오스재단읽다과학

융합

[석학인터뷰] 이성환_ 인간이 AI를 이길 수 있는 방법?! | 2020 봄 카오스강연 '첨단기술의 과학'

인공지능 연구는 1980년대부터 필기체 인식과 같은 구체적인 문제 해결을 중심으로 발전해 왔습니다. 오늘날 인공지능은 컴퓨터 시각, 자연어 처리, 기계 학습, 그리고 뇌 정보 처리 등 매우 다양한 세부 분야로 나뉩니다. 최근에는 딥러닝이 큰 주목을 받고 있지만, 궁극적으로는 학습된 지식을 바탕으로 스스로 추론하고 판단하는 기술이 인공지능의 핵심적인 가치가 될 것입니다. 특히 시각 분야에 비해 상대적으로 연구 인력이 부족한 자연어 처리나 원천 학습 기술 분야에 대한 지속적인 관심과 연구가 필요합니다. 인공지능이 인간의 지능을 추월할 것이라는 우려 속에서 우리가 집중해야 할 점은 기계가 대체할 수 없는 인간만의 고유한 역량입니다. 창의성은 물론이고 타인과 소통하며 협력하는 능력, 그리고 사안을 다각도로 분석하는 비판적 사고력은 인공지능 시대에 더욱 빛을 발할 것입니다. 기술의 발전이 가속화될수록 인간은 기계와 경쟁하기보다는 인간만이 가진 정서적, 지적 특성을 강화함으로써 인공지능이 도달하지 못한 영역을 개척하고 기술을 올바른 방향으로 이끄는 주체가 되어야 합니다. 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI)는 신체 근육을 전혀 사용하지 않고 오직 뇌파만을 분석하여 외부 세계를 제어하는 혁신적인 기술입니다. 이 기술은 인간의 의도를 기계에 직접 전달함으로써 신체적 한계를 극복하고 외부 환경과 상호작용하는 새로운 방식을 제시합니다. 뇌-컴퓨터 인터페이스는 단순히 기기를 조작하는 수준을 넘어 인간과 인공지능이 직접 결합하는 미래를 예고하고 있습니다. 이러한 기술적 진보는 우리가 세상과 소통하는 방식을 근본적으로 변화시키며, 미래 사회의 핵심적인 기술로 자리 잡을 것입니다.

이성환

카오스재단카오스강연

뇌인지과학

[석학인터뷰] 김호영_ 공돌이?? 아티스트!!! | 2020 봄 카오스강연 '첨단기술의 과학'

역학과 예술은 자연을 이해하고 표현한다는 점에서 깊은 공통점을 지니고 있습니다. 기계 역학이 사물의 움직임을 수학적으로 분석하고 이해하는 과정은, 미술가가 대상을 관찰하여 화폭에 담거나 입체적으로 형상화하는 사고 과정과 매우 흡사합니다. 실제로 르네상스 시대에는 과학과 예술의 경계가 모호하여 많은 예술가가 과학적 탐구를 병행하기도 했습니다. 오늘날에는 이러한 전통을 이어받아 과학적 시각으로 예술을 재해석하거나, 과학적 원리 속에서 발견한 아름다움을 예술의 경지로 승화시키려는 협업이 활발하게 이루어지고 있습니다. 최근 로봇 공학의 흐름은 딱딱하고 무거운 금속 구조를 벗어나 부드럽고 유연한 '소프트 로봇'으로 향하고 있습니다. 아이를 돌보거나 사람이 직접 착용하는 로봇의 경우, 차가운 금속보다는 말랑말랑한 소재가 훨씬 안전하고 친숙하게 다가오기 때문입니다. 또한, 아주 비좁은 틈새를 비집고 들어가 인명을 구조해야 하는 특수 상황에서도 유연한 구조는 필수적입니다. 이러한 소프트 로봇은 기존의 기계가 가진 한계를 극복하고 인간의 삶에 더욱 깊숙이 들어와 다양한 편의를 제공할 것으로 기대됩니다. 과학적 사고를 기르는 데 있어 의외로 큰 도움을 주는 것은 추리 소설 속 탐정의 논리입니다. 셜록 홈즈가 흩어진 단서들을 찾아내서 그것들을 잘 조합하여 어떤 결론을 도출하는 과정은 과학자가 가설을 세우고 검증하는 탐구 과정과 본질적으로 맞닿아 있습니다. 이러한 논리적 사고를 바탕으로 탄생할 미래의 기계는 더 이상 정형화된 모습에 머물지 않을 것입니다. 사용자의 필요에 따라 자유자재로 모양을 바꾸고, 사람의 손길이 닿았을 때 부드러운 촉감을 전달하는 새로운 형태의 로봇들이 우리 곁에서 공존하며 세상을 더욱 풍요롭게 만들 것입니다.

김호영

카오스재단카오스강연

물리학
융합

[석학인터뷰] 김용대_ 요즘 핫한 블록체인, 암호화폐 한방 정리! | 2020 봄 카오스강연 '첨단기술의 과학'

우리가 흔히 이용하는 은행은 중앙 집중형 원장 시스템을 통해 거래를 관리하지만, 이는 필연적으로 중앙 기관의 통제와 보안 취약성이라는 문제를 동반합니다. 블록체인은 바로 이러한 중앙 집중형 시스템의 폐해에서 벗어나기 위해 원장을 분산하여 저장하려는 시도에서 탄생했습니다. 많은 이들이 블록체인의 보안을 데이터의 기밀성으로 오해하곤 하지만, 사실 이 기술의 핵심은 원장의 내용이 위변조되지 않았음을 보장하는 무결성에 있습니다. 즉, 누구나 기록을 볼 수 있지만 누구도 함부로 내용을 고칠 수 없는 투명하고 견고한 신뢰 체계를 구축하는 것이 블록체인이 지향하는 진정한 보안의 가치라고 할 수 있습니다. 기술적 사고의 원천이 반드시 과학 서적에만 국한되는 것은 아닙니다. 어린 시절 탐독했던 한국 문학 작품들은 세상을 바라보는 깊이와 상상력의 밑거름이 되었으며, 이는 현재의 연구 활동에도 간접적인 영향을 미치고 있습니다. 특히 젊은 세대에게는 SF 소설 읽기를 적극적으로 권장하고 싶습니다. 미국에서 교수 생활을 하며 경험한 바에 따르면, 뛰어난 성과를 내는 연구자들의 아이디어가 과거 SF 소설 속 시나리오에서 시작되어 현실로 구현되는 사례를 자주 목격했기 때문입니다. 문학적 상상력은 단순히 허구에 그치지 않고, 복잡한 기술적 문제를 해결하거나 새로운 미래를 설계하는 데 있어 매우 중요한 창의적 기반이 됩니다. 지난 12년 동안 블록체인 기술은 눈부신 발전을 거듭해 왔지만, 동시에 명확한 기술적 한계에도 직면해 있는 것이 사실입니다. 현재 전 세계의 많은 연구실에서는 기존 블록체인 시스템이 가진 성능과 확장성의 문제를 해결하기 위해 치열한 고민을 이어가고 있습니다. 우리가 마주한 이러한 한계점들은 단순히 장애물이 아니라, 기술이 한 단계 더 도약하기 위해 반드시 넘어야 할 필수적인 과제이기도 합니다. 앞으로의 여정은 지금까지 이룩한 성과를 바탕으로 실질적인 기술적 장벽을 어떻게 극복할 것인가에 달려 있습니다. 블록체인이 그리는 미래가 단순한 기대를 넘어 현실적인 인프라로 자리 잡기 위해서는 지속적인 연구와 혁신적인 접근이 필요합니다.

김용대

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수학
융합

[석학인터뷰] 오혜연_ 인공지능이 새로운 것? 글쎄요.. | 2020 봄 카오스강연 '첨단기술의 과학'

인공지능은 최근에 갑자기 등장한 새로운 기술이 아닙니다. 사실 컴퓨터 과학이라는 거대한 학문 체계 안에서 1950년대부터 꾸준히 연구되어 온 유서 깊은 분야입니다. 대중의 관심은 2000년대와 최근 몇 년 사이 폭발적으로 증가했지만, 전문가들은 이미 수십 년 전부터 인공지능이 가져올 변화와 미래에 대해 깊이 고민해 왔습니다. 따라서 인공지능을 낯선 존재로 여기기보다는 오랜 시간 축적된 기술적 진보의 결과물로 이해하는 태도가 필요합니다. 현재 한국의 인공지능 연구는 정부와 학계, 대중의 뜨거운 관심 속에 매우 활발하게 이루어지고 있습니다. 하지만 연구의 질적 성장을 위해서는 다양성 확보가 시급한 과제입니다. 특정 방법론이나 주제에만 연구가 치중되어 있는 경향이 있으며, 연구자의 연령, 성별, 국적 등 인적 구성의 다양성도 주요 선진국에 비해 부족한 실정입니다. 진정한 기술 혁신을 위해서는 폭넓은 시각과 다양한 배경을 가진 연구자들이 함께 협력하는 환경이 조성되어야 합니다. 테드 창의 소설 『당신 인생의 이야기』는 과학적 상상력을 문학의 영역으로 확장한 훌륭한 사례입니다. 그는 현실에서 직접 실험하기 어려운 가설들을 기발한 상상력으로 풀어내며 미래를 예측하고 인간의 본질을 탐구합니다. 이러한 SF 장르의 통찰력은 과학자들에게 단순한 재미를 넘어 새로운 연구의 영감과 상상력을 제공하는 중요한 원천이 되기도 합니다. 과학적 사고와 문학적 상상력이 만날 때 우리는 비로소 보이지 않는 미래의 단면을 엿볼 수 있게 됩니다. 인공지능 연구의 핵심 과제 중 하나는 컴퓨터에게 인간의 언어를 가르치는 것입니다. 이는 단순히 단어를 나열하는 수준을 넘어, 컴퓨터가 사람과 원활하게 소통하기 위해 언어를 어떻게 배우고 이해하며 생성할 것인가에 대한 깊은 고민을 담고 있습니다. 자연어 처리 기술의 발전은 기계가 인간의 지식 체계에 접근하고 상호작용하는 방식을 근본적으로 바꾸고 있으며, 이는 인공지능이 인간의 진정한 동반자로 거듭나기 위해 반드시 넘어야 할 산이기도 합니다. 인공지능의 특성을 가장 잘 나타내는 표현 중 하나는 '쉬운 것은 어렵고 어려운 것은 쉽다'는 역설입니다. 인간에게는 직관적이고 쉬운 일상적인 행동들이 컴퓨터에게는 구현하기 가장 어려운 과제가 되기도 하며, 반대로 인간이 어렵게 느끼는 복잡한 계산이나 논리 연산은 컴퓨터가 훨씬 쉽게 해결하곤 합니다. 이러한 지능의 차이를 이해하는 것은 인공지능의 현재 위치를 파악하고, 앞으로 우리가 어떤 방향으로 기술을 발전시켜야 할지 결정하는 데 중요한 이정표가 됩니다.

오혜연

카오스재단카오스강연

뇌인지과학

[술술과학] 실제 눈은 하나, 마음의 눈은 셋? | 카오스 브레인 오디세이(10)

영화 '레인맨'의 실제 모델인 킴 픽은 서번트 증후군의 대표적인 사례로 꼽힙니다. 그는 선천적인 유전 질환으로 인해 좌뇌와 우뇌를 잇는 뇌량이 손상된 상태로 태어났지만, 오히려 그 덕분에 독특한 천재성을 발휘했습니다. 만여 권의 책 내용을 암기하고 양쪽 눈으로 서로 다른 페이지를 동시에 읽어내는 그의 능력은 뇌의 정보 처리 방식이 얼마나 신비로운지를 보여줍니다. 일반적인 뇌가 정보를 통합하여 하나의 이미지를 만드는 것과 달리, 그의 뇌는 각 반구가 독립적으로 작동하며 방대한 데이터를 처리했던 것입니다. 시각 장애 중에는 '맹시'라고 불리는 기이한 현상이 존재합니다. 이는 안구의 문제가 아니라 뇌졸중 등으로 시각 피질이 손상되어 앞을 전혀 보지 못한다고 느끼는 환자가, 실제로는 사물의 위치를 파악하거나 특정 동작을 수행하는 현상을 말합니다. 일산화탄소 중독으로 시력을 잃은 다이앤은 연필을 정확히 낚아채거나 편지함의 좁은 틈에 편지를 완벽하게 집어넣어 세상을 놀라게 했습니다. 이는 환자가 의식적으로는 사물을 인지하지 못하더라도, 뇌의 특정 경로가 여전히 시각 정보를 받아들여 신체 활동을 제어하고 있음을 시사합니다. 우리 뇌의 시각 정보는 크게 세 갈래의 경로로 나뉩니다. 진화적으로 오래된 '오래된 경로(뇌간 경로)'는 본능적이고 무의식적인 생존 행동을 담당합니다. 반면 영장류에서 발달한 '새로운 경로'는 시각 피질을 거쳐 다시 두 갈래로 갈라집니다. 사물의 정체를 파악하는 'What 경로'와 사물의 위치 및 조작을 담당하는 'How 경로'가 그것입니다. 이 세 경로는 각기 다른 역할을 수행하며 조화를 이루지만, 때로는 독립적으로 작동하여 우리가 의식하지 못하는 사이에도 정교한 움직임을 가능하게 만듭니다. 뇌 속의 보이지 않는 좀비가 우리 몸을 움직이는 셈입니다. 시각적 착시는 우리의 의식과 무의식이 어떻게 충돌하는지 보여주는 흥미로운 사례입니다. 화살표 방향에 따라 선분의 길이가 달라 보이는 착시 현상에서, 우리의 눈은 길이를 잘못 판단하지만 물건을 잡으려는 손가락의 폭은 실제 길이에 맞춰 정확하게 벌어집니다. 이는 의식적인 인지를 담당하는 경로가 착시에 속더라도, 행동을 제어하는 무의식적 경로는 진실을 꿰뚫어 보고 있음을 의미합니다. 우리는 종종 스스로의 의지로 행동한다고 믿지만, 실제로는 뇌 속의 무의식적 시스템이 감각의 오류를 넘어 정교하게 몸을 움직이고 있는 것입니다. 뇌과학의 발전은 우리가 어렴풋이 느끼던 무의식의 세계를 과학적으로 증명해내고 있습니다. 영화 '스타워즈'의 포스나 '매트릭스'의 대사처럼, 길을 아는 것과 그 길을 걷는 것의 차이는 우리 뇌의 복잡한 시각 체계에서 기인합니다. 상상이란 '거꾸로 달리는 시각'이라는 말처럼, 우리는 기억과 환각, 꿈을 통해 현실 너머의 세계를 경험합니다. 세 갈래의 시각 경로가 만들어내는 이 복잡한 조화는 인간이 단순히 정보를 처리하는 기계를 넘어, 창의성과 상상력을 발휘하는 존재가 되게 하는 근원입니다. 우리의 뇌는 여전히 우리가 알지 못하는 거대한 무의식의 심연을 품고 있습니다.

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뇌인지과학

[인생과학책 #1] 시작은 과학자의 전기부터!

위대한 과학자들의 전기를 읽는 일은 언제나 가슴 벅찬 경험을 선사합니다. 알베르트 아인슈타인이나 리처드 파인만 같은 인물들이 남긴 기록을 통해 우리는 한 개인의 지적 탐구가 인류 전체의 지평을 어떻게 넓혔는지 목격하게 됩니다. 이러한 과정은 단순히 지식을 전달하는 것을 넘어, 우리 모두에게 깊은 영감을 주며 세상을 바라보는 새로운 시각을 열어줍니다. 이전 시대의 선구자들이 가졌던 고뇌와 열정을 들여다보는 것은 현대인들에게도 여전히 유효한 즐거움이자 배움의 원천이 됩니다. 어린 시절 학교에서 상으로 받은 알렉산더 플레밍의 전기는 과학의 세계로 향하는 소중한 통로가 되었습니다. 페니실린의 발견자로 잘 알려진 그의 삶은 우연한 발견을 위대한 업적으로 승화시킨 끈기와 통찰력을 보여줍니다. 과거의 과학자와 엔지니어들이 당면한 문제를 해결하기 위해 세상을 어떻게 정의하고 사고했는지 추적하는 과정은 매우 흥미롭습니다. 이러한 기록들은 과학이 단순히 실험실 안의 결과물이 아니라, 인간의 끊임없는 호기심과 탐구 정신이 빚어낸 예술적 산물임을 깨닫게 해줍니다. 마리 퀴리의 전기는 많은 이들에게 과학자로서의 꿈을 심어준 기념비적인 작품입니다. 그녀의 삶과 업적은 방사능 연구라는 거대한 학문적 성취를 넘어, 한 인간이 진리를 향해 나아가는 숭고한 여정을 보여줍니다. 특히 화학에 관심을 가졌던 이들에게 그녀의 이야기는 더욱 각별한 의미로 다가옵니다. 누구나 쉽게 이해할 수 있을 만큼 명확하면서도 깊이 있는 그녀의 연구 방식은 진정한 과학자가 갖추어야 할 덕목이 무엇인지 다시금 생각하게 만듭니다. 그녀는 시대를 앞서간 진정한 탐구자였습니다. 과학적 성취는 종종 복잡하고 난해한 수식으로 기억되지만, 그 본질은 의외로 명쾌하고 직관적인 경우가 많습니다. 위대한 과학자들은 자신들의 복잡한 이론을 대중이 이해할 수 있는 언어로 풀어내는 능력을 갖추고 있었습니다. 이는 그들이 단순히 기술적인 숙련가에 머물지 않고, 세상의 원리를 깊이 있게 통찰한 철학자였음을 시사합니다. 과학의 역사를 수놓은 수많은 발견은 결국 인간에 대한 이해와 자연에 대한 경외심에서 출발했으며, 이러한 태도는 오늘날 우리에게도 변함없는 가치를 전달합니다. 현대 과학은 이제 인문학이라는 거대한 숲에 그 뿌리를 내리고 있습니다. 월터 아이작슨이나 데이비드 보더니스 같은 작가들이 조명한 과학자들의 삶은 인문학적 소양과 과학적 사고가 어떻게 상호작용하는지 잘 보여줍니다. 과학은 고립된 섬이 아니라 인류의 역사와 문화, 그리고 철학적 사유와 긴밀하게 연결되어 있습니다. 이러한 통합적 관점은 우리가 과학을 더 깊이 이해하고 사랑하게 만드는 원동력이 됩니다. 인문의 숲에서 자라난 과학의 뿌리는 더욱 단단하게 우리 삶의 토대를 지탱하고 있습니다.

Daniel D.Lee(다니엘 리), Mary Katharine Levinge Collins(메리 콜린스), Sir Tim Hunt(팀 헌트 경)

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[카오스 술술과학] 뇌 건강: 뇌에 발을 달자?! | 카오스 브레인 오디세이(6)

무라카미 하루키는 자신의 묘비명에 '적어도 끝까지 걷지는 않았다'라고 적고 싶어 할 만큼 달리기에 진심인 작가입니다. 비단 하루키뿐만 아니라 역사 속 수많은 천재들도 걷기와 달리기를 통해 영감을 얻었습니다. 다윈은 집 주변에 '생각하는 길'을 만들어 매일 산책했고, 아인슈타인은 자전거를 타다 상대성 이론의 실마리를 찾았습니다. 스티브 잡스와 마크 저커버그 역시 산책하며 회의하는 것을 즐겼습니다. 이처럼 위대한 성취를 이룬 이들이 운동에 열광한 이유는 그것이 단순한 운동을 넘어 뇌 기능을 극대화하는 열쇠였기 때문입니다. 운동은 신경 세포 생산을 촉진하며, 특히 기억을 담당하는 해마의 활성화를 돕습니다. 뇌과학에서는 학습을 머릿속에 새로운 길을 내는 과정으로, 기억을 그 길을 자주 다니는 상태로 비유합니다. 운동은 이러한 신경 세포 사이의 연결인 시냅스를 강화하여 학습과 기억의 효율을 비약적으로 높여줍니다. 실제로 걷거나 움직이며 창의성 검사를 받은 이들이 앉아 있는 이들보다 60% 더 높은 성적을 거두었다는 연구 결과도 있습니다. 따라서 아이들에게 무엇을 가르칠지 고민하기보다 마음껏 뛰어놀게 하는 것이 학습 능력을 키우는 더 현명한 방법이 될 수 있습니다. 나이가 들면 신경 세포가 더 이상 생성되지 않는다는 통념과 달리, 뇌는 평생에 걸쳐 재생될 수 있습니다. 활발한 운동은 새로운 신경 세포를 지속적으로 만들어 뇌의 노화를 늦추는 결정적인 역할을 합니다. 놀라운 점은 일주일에 5일 정도, 하루 30분 이상 걷는 것만으로도 치매 발생률을 40%나 낮출 수 있다는 사실입니다. 이는 어떤 약물로도 달성하기 힘든 경이로운 수치입니다. 만일 이러한 효과를 내는 약물이 발매되었다면 노벨상 후보로 거론될 만큼 강력한 효능을 지닌 셈입니다. 운동은 노년의 삶을 지키는 가장 강력하고 경제적인 예방책입니다. 현대인의 고질병인 스트레스와 우울증 관리에도 운동은 탁월한 처방전이 됩니다. 우리 뇌가 위협을 느끼면 편도체가 활성화되어 코르티솔을 분비하는데, 운동은 이러한 스트레스 반응에 대한 내성을 키워주는 예방 접종 역할을 합니다. 특히 운동은 감정을 조절하는 전두엽과 폭주하는 편도체 사이의 연결망을 강화하여 이성적인 통제를 가능하게 합니다. 이는 전두엽이 아직 미성숙한 청소년기의 불안감을 해소하는 데에도 큰 도움을 줍니다. 또한 운동은 신경 세포 손상을 유발하는 우울증의 악순환을 끊고, 뇌의 크기를 회복시키며 정서적 안정을 되찾아주는 효과가 있습니다. 뇌 건강을 위한 운동의 핵심은 꾸준함에 있습니다. 일주일에 적어도 세 번, 한 번에 40분 이상 걷거나 달리는 습관을 6개월 이상 유지하는 것이 중요합니다. 이때 도파민, 세로토닌, 엔도르핀 같은 행복 호르몬이 분비되어 뇌에 황홀감을 선사합니다. 이는 과거 인류가 생존을 위해 사냥감을 추적하던 시절부터 이어진 보상 체계의 산물입니다. 의학의 아버지 히포크라테스는 2,400년 전 이미 걷는 것이 최고의 약물이라고 강조했습니다. 지금 당장 운동화를 신고 밖으로 나가는 작은 실천이, 6개월 후 여러분의 몸과 뇌를 완전히 다른 차원으로 변화시킬 것입니다.

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뇌인지과학

[석학인터뷰] 이현숙_ 암은 왜 생길까요? 결론부터 말씀드리면.. | 2020 서울대 자연과학대 공개강연 '과학으로 살아남기'

분자생물학은 전통적인 생물학의 틀을 넘어 물리학자와 화학자들의 시선에서 시작된 학문입니다. 생명 현상을 단순한 관찰이 아닌 물리화학적 구조를 기반으로 이해하려는 시도가 이 학문의 핵심입니다. DNA와 RNA, 그리고 단백질의 구조와 상호작용을 세밀하게 분석함으로써 생명의 본질에 접근합니다. 이는 과거 아리스토텔레스 방식의 동식물 분류와는 차별화된 현대 과학의 정수라고 할 수 있으며, 미시적인 세계에서 생명의 원리를 탐구합니다. 암 연구와 분자생물학은 떼려야 뗄 수 없는 밀접한 관계를 맺고 있습니다. 실제로 암 생물학 분야에서 이룩한 성과의 상당 부분은 분자생물학적 방법론을 통해 도출되었습니다. 암의 발생 기전을 연구하다 보면 자연스럽게 분자 수준에서의 변화를 마주하게 되며, 이를 통해 암의 비밀을 하나씩 풀어나가게 됩니다. 결국 두 학문은 서로의 발전을 견인하며 인류의 건강을 증진하는 데 기여하고 있으며, 질병의 근본 원인을 파악하는 강력한 도구가 됩니다. 암은 본질적으로 DNA의 질병이라고 정의할 수 있습니다. 세포가 성장하고 분열하는 과정에서 DNA는 필연적으로 손상을 입게 되며, 이러한 돌연변이가 축적되면서 암이 발생합니다. 수명이 길어질수록 암 발생 확률이 높아지는 것은 생물학적인 숙명과도 같습니다. 하지만 최근에는 조기 진단 기술의 발전과 면역관문 억제제 같은 혁신적인 치료법의 등장으로 암을 다스리고 극복할 수 있는 가능성이 그 어느 때보다 높아지고 있는 추세입니다. 과학계의 지속 가능한 발전을 위해서는 다양성 확보가 필수적입니다. 특히 우수한 여성 인력들이 경력 단계마다 이탈하는 '파이프라인 누출' 현상은 반드시 해결해야 할 과제입니다. 대학원까지는 높은 비율을 차지하던 여성 과학자들이 교수로 임용되는 과정에서 급격히 줄어드는 현실은 사회적 지원의 부족을 시사합니다. 창의적인 연구 환경은 다양한 배경을 가진 이들이 섞여 있을 때 비로소 완성되며, 이는 과학계 전체의 경쟁력으로 이어집니다. 분자생물학의 태동과 열정을 느끼고 싶다면 호러스 저드슨의 저서 '창조의 제8일'을 추천합니다. 이 책은 분자생물학의 선구자들이 어떻게 학문의 기틀을 마련했는지, 그리고 노벨상의 산실인 케임브리지 분자생물학 연구소가 어떤 과정을 거쳐 탄생했는지를 생생하게 담고 있습니다. 과학적 탐구의 즐거움과 학문에 임하는 자세를 일깨워주는 이 기록은, 우리가 왜 분자생물학을 공부해야 하는지에 대한 깊은 울림과 영감을 선사할 것입니다.

이현숙

카오스재단석학인터뷰

생명과학

[석학인터뷰] 메리 콜린스(UCL 면역학부 교수)_과학은 친구들과 수다 떨면서 하는 재밌는 학문이죠

일본 사회에서 여성 과학자가 마주하는 현실은 매우 엄격합니다. 결혼한 여성에게 완벽한 아내와 어머니, 그리고 훌륭한 연구자라는 세 가지 역할을 동시에 요구하는 높은 기대치는 큰 부담이 됩니다. 이는 영국과도 차이가 있는데, 영국은 주니어 단계의 여성 과학자는 많지만 리더급으로 성장하는 경우는 드뭅니다. 연구와 리더십이라는 두 가지 막중한 책임을 동시에 수행하는 것이 현실적으로 매우 어렵기 때문입니다. 이러한 환경적 요인은 여성 과학자들이 연구 자체에만 집중하게 만드는 선택의 기로에 서게 합니다. 과학계의 리더십 문제는 단순히 개인의 역량 차이가 아니라 사회적 구조와 깊이 연관되어 있습니다. 여성들이 가족과 부모, 아이를 돌봐야 한다는 사회적 압박은 연구에 온전히 집중하는 것을 방해하는 근본적인 원인이 됩니다. 연구실 운영과 조직 관리라는 두 마리 토끼를 잡는 것은 누구에게나 힘든 일이며, 이를 해결하기 위해서는 가사 분담과 같은 실질적인 지원과 더불어 사회적 인식의 변화가 반드시 선행되어야 합니다. 리더십에 집중하기 위해 연구실 운영을 내려놓는 결단이 필요한 경우도 생깁니다. 어린 여학생들이 과학에 흥미를 느끼게 하려면 초등학교 시절부터 롤모델을 접하게 하는 것이 중요합니다. 과학이 단순히 딱딱한 학문이 아니라 사람들과 소통하고 협력하는 창의적인 분야임을 깨뜩게 해주어야 합니다. 많은 여학생이 심리학을 선택하는 이유는 그것이 사람과 관련된 학문이라 생각하기 때문입니다. 따라서 고등학교 시절 연구실 체험 등을 통해 과학 역시 즐거운 팀워크의 과정임을 직접 경험하게 하는 노력이 필요합니다. 과학은 이상한 교수님들만 있는 곳이 아니라 친구들과 어울리며 즐겁게 일할 수 있는 곳입니다. 생명공학 분야의 혁신인 유전자 치료나 크리스퍼(CRISPR) 기술은 의학적 난제를 해결할 열쇠로 주목받고 있습니다. 하지만 이러한 기술이 실제 환자들에게 혜택으로 돌아가기까지는 매우 긴 시간이 필요합니다. 과거 유전자 치료의 사례를 보면 기술에 대한 기대가 정점에 달한 시점으로부터 실제 임상 적용까지 약 40년이라는 세월이 걸렸습니다. 과학적 발견이 노벨상으로 이어지는 것도 중요하지만, 연구실에서 환자에게 도달하기까지의 복잡한 과정과 그 속에 담긴 인내의 시간을 이해하는 것이 무엇보다 중요합니다. 한국은 이미 세계적인 수준의 기술력을 보유하고 있으며, 과학을 소중히 여기는 열정적인 문화를 가지고 있습니다. 노벨상 수상에 대한 과도한 압박감을 느끼기보다는 현재 보유한 기술적 강점에 자부심을 갖는 태도가 필요합니다. 기초 과학에 대한 투자와 더불어 젊은 연구자들에게 자유로운 연구 환경을 제공한다면, 기술 강국으로서의 면모는 더욱 빛날 것입니다. 자신의 직관을 믿고 연구에 몰입할 수 있는 문화가 정착될 때 진정한 과학적 진보가 이루어지며, 이는 국가의 자부심으로 이어질 것입니다.

Mary Katharine Levinge Collins(메리 콜린스)

카오스재단석학인터뷰

생명과학
융합

[석학인터뷰] 윌리엄 케일린_노벨상 수상자의 이야기 ㅣ 새벽 4시 40분, 스톡홀름에서 전화가 온다면?

노벨상 수상 소식을 알리는 스톡홀름에서의 전화는 한 과학자의 인생을 송두리째 바꾸어 놓습니다. 매년 수상 확률이 희박함에도 불구하고 벨소리를 켜두고 잠드는 설렘은 모든 연구자의 마음속에 자리 잡고 있을 것입니다. 사실 많은 과학자가 처음부터 연구의 길을 확신하는 것은 아닙니다. 의학도를 꿈꾸던 청년이 훌륭한 멘토를 만나 진정한 과학의 가치를 깨닫고 뒤늦게 연구에 뛰어드는 사례도 많습니다. 중요한 것은 자신이 하는 일을 즐기며 열정을 쏟을 수 있는 환경을 만나는 것입니다. 과학자로서의 삶에서 가장 큰 축복은 일이 더 이상 노동이 아닌 놀이처럼 느껴지는 순간을 맞이하는 것입니다. 연구실에서 기술을 익히고 자신만의 아이디어를 구체화하다 보면, 어느덧 스스로의 재능에 대한 확신이 생기기 시작합니다. 관련 분야의 문헌을 탐독하며 지식의 지평을 넓히는 과정은 모호했던 의문들을 명확하게 해소해 줍니다. 이러한 자신감은 단순히 지식의 양에서 오는 것이 아니라, 문제를 해결해 나가는 과정 자체를 즐기는 태도에서 비롯됩니다. 암 정복은 인류의 오랜 숙원이자 가능성 있는 목표입니다. 2000년 인간 게놈 지도가 발표된 이후, 암 연구는 비로소 정밀한 데이터에 기반한 체계적인 연구의 기틀을 마련하게 되었습니다. 과거 달 착륙이 공학적인 문제 해결의 영역이었다면, 암 치료는 여전히 풀어야 할 과학적 원리가 산재한 영역입니다. 공학은 비용과 시간을 예측할 수 있지만, 과학은 근본적인 원리를 발견해 나가는 과정이기에 더 많은 인내와 탐구가 필요합니다. 우리는 여전히 암이라는 복잡한 생물학적 퍼즐을 풀기 위한 원리를 배우는 중입니다. 모든 위대한 발견은 기술이나 실험 방법이 아니라, 해결하고자 하는 본질적인 질문에서 시작됩니다. 단순히 최신 기술을 사용하는 것에 매몰되지 않고, 그 질문이 얼마나 중요하고 흥미로운지를 먼저 성찰해야 합니다. 좋은 실험은 명확한 결과뿐만 아니라 문제를 바라보는 재치 있는 아이디어를 포함해야 합니다. 남들이 이미 수행하고 있거나 누구나 생각할 수 있는 뻔한 실험보다는, 자신만이 제시할 수 있는 새로운 관점과 반전이 담긴 연구가 과학의 진보를 이끌어냅니다. 현대 과학자들은 자신의 연구가 즉각적으로 어디에 응용될 수 있는지를 증명해야 한다는 압박을 자주 받습니다. 하지만 모든 혁신적인 응용은 기초적인 기전 연구라는 토대 위에서 탄생합니다. 처음에는 단순히 생물학적 퍼즐을 풀고자 했던 순수한 호기심이 결국 인류에게 유용한 지식으로 축적되는 것입니다. 과학에는 지름길이 없으며, 생명 현상을 깊이 있게 이해하려는 기초 연구가 선행될 때 비로소 암 치료와 같은 실질적인 응용 분야의 문이 열리게 됩니다.

William G. Kaelin Jr(윌리엄 케일린)

카오스재단노벨상/필즈상 해설강연

생명과학

[노벨상 강연] 윌리엄 케일린_ 2019 노벨상 수상자｜카오스재단 x 고등과학원 '2019 노벨상 해설 강연' | 3강

윌리엄 케일린 교수는 임상 의사로 수련을 받던 중 유전적 결함으로 발생하는 암에 깊은 관심을 갖게 되었습니다. 특히 그는 폰 히펠-린다우 병(VHL)이라는 희귀 질환에 주목했습니다. 이 질환은 뇌나 망막, 척수 등에 비정상적인 혈관 형성을 특징으로 하는 종양을 유발하며, 신장암의 주된 원인이 되기도 합니다. 약 3만 명 중 한 명꼴로 발생하는 이 질환은 단순한 희귀병을 넘어, 우리 몸이 암에 걸리는 근본적인 기전을 이해하는 중요한 출발점이 되었습니다. 우리 몸의 설계도인 DNA는 단백질을 만드는 청사진 역할을 합니다. VHL 유전자에 변이가 생기면 이 청사진에 잘못된 지시가 담기게 되고, 결과적으로 비정상적인 단백질이 생성됩니다. 30억 개의 염기 중 단 하나만 잘못되어도 단백질의 기능에 치명적인 문제가 생길 수 있으며, 이는 환자에게 생과 사를 가르는 중대한 사안이 됩니다. 이러한 유전적 변이는 암 발생 위험을 비약적으로 높이며 세포의 정상적인 제어 기능을 마비시키게 됩니다. VHL 환자의 종양은 신생 혈관 형성이 매우 활발하여 마치 혈관 덩어리처럼 보이는 특징이 있습니다. 또한 신체가 너무 많은 적혈구를 생성하게 만드는 독특한 현상을 동반하기도 합니다. 이는 세포가 충분한 산소를 공급받고 있음에도 불구하고, 산소가 부족하다고 착각하여 계속해서 산소 부족 신호를 보내기 때문입니다. 연구자들은 이 과정에서 혈관 내피 성장 인자(VEGF)와 에리스로포이에틴 호르몬이 과도하게 만들어진다는 사실을 발견했습니다. 산소 감지의 핵심은 저산소 유도 인자(HIF)와 VHL 단백질의 상호작용에 있습니다. 산소가 충분할 때 VHL 단백질은 저산소 유도 인자(HIF)를 포착하여 파괴하는 역할을 하지만, 산소가 부족하면 이 과정이 중단되어 HIF가 축적됩니다. 축적된 HIF는 혈관을 더 만들라는 지시를 내리게 됩니다. 만약 VHL 유전자에 결함이 생기면 산소 농도와 상관없이 HIF가 계속 쌓이게 되어, 암세포가 멈추지 않고 성장할 수 있는 환경이 조성되는 것입니다. 과학자들은 저산소 유도 인자(HIF)의 특정 아미노산에 산소 원자가 붙는 과정을 규명함으로써 새로운 치료의 길을 열었습니다. 이 메커니즘을 조절하는 억제제는 빈혈 환자의 적혈구 생성을 돕거나, 심장마비 및 뇌졸중 환자의 산소 공급 문제를 해결하는 데 사용될 수 있습니다. 실제로 신장암 치료를 위해 비정상적인 신호를 차단하는 약물들이 개발되어 승인을 받았으며, 이는 다양한 고형암 치료에 있어 새로운 전기를 마련할 것으로 기대되고 있습니다. 윌리엄 케일린 교수는 과학 연구에 있어 논리적인 사고 체계와 좋은 질문의 중요성을 강조합니다. 그는 실패를 일상적인 과정으로 받아들이며, 예상치 못한 결과에서 새로운 배움을 얻는 창의적인 태도가 필요하다고 말합니다. 단순히 알려진 지식을 습득하는 것을 넘어, 자연의 섭리를 밝혀내기 위해 끈질기게 질문을 던지는 과정이 과학의 본질입니다. 이러한 탐구의 즐거움을 느끼며 스스로에게 엄격하게 임할 때 위대한 발견이 뒤따르게 됩니다. 미래의 과학자들에게 노벨상이라는 결과보다 연구 과정 자체를 사랑할 것을 권합니다. 과학적 발견은 인류의 삶을 개선하는 강력한 힘을 지니고 있지만, 동시에 유전자 편집 기술과 같은 첨단 기술에 대해서는 엄격한 윤리적 책임감이 요구됩니다. 과학자는 자신이 답할 수 없는 영역에 대해 솔직하게 인정하는 합리성을 갖추어야 하며, 끊임없이 변화하는 기술 속에서도 본질적인 기전을 이해하려는 노력을 멈추지 말아야 인류의 발전에 기여할 수 있습니다.

William G. Kaelin Jr(윌리엄 케일린)

카오스재단노벨상/필즈상 해설강연

생명과학

[석학인터뷰] 다니엘리_AI가 정말로 인간을 지배할 수 있다?! | 2019 가을 강연 '도대체 都大體'

한국은 풍부한 재능과 거대한 잠재력을 지닌 국가로, 새로운 기술이 탄생하고 발전하기에 최적의 환경을 갖추고 있습니다. 특히 인공지능과 로봇공학 분야에서 한국 학생들이 보여줄 미래는 매우 밝습니다. 흔히 인공지능과 로봇공학을 별개의 학문으로 구분하곤 하지만, 진정한 혁신은 이 둘을 하나의 통합된 시스템으로 바라볼 때 시작됩니다. 물리적인 세계에 구현된 지능은 단순한 소프트웨어를 넘어 강력한 가능성을 창출하며, 학생들이 수학과 과학적 기초를 탄탄히 다진다면 인공지능의 새로운 방향을 제시하는 훌륭한 아이디어를 낼 수 있을 것입니다. 인공지능은 앞으로도 인간의 일상생활을 개선하고 돕는 강력한 도구로서 존재할 것입니다. 비록 기술의 발전이 인간의 노동력을 일부 대체하며 사회적 마찰을 일으킬 수도 있지만, 이는 과거의 기술 혁신 과정에서도 늘 존재했던 현상입니다. 흥미롭게도 인공지능에게 쉬운 일이 인간에게는 어렵고, 반대로 인간에게 당연한 일이 인공지능에게는 매우 어려운 경우가 많습니다. 따라서 로봇이 모든 일자리를 완전히 대체하기까지는 아직 갈 길이 멀며, 인간은 기술의 진보에 맞춰 새로운 역량을 배우고 적응하며 기술과 공존하는 법을 익혀야 합니다. 미래를 설계하는 데 있어 가장 중요한 것은 상상력과 영감입니다. 공상과학 소설을 통해 미래의 가능성을 꿈꾸고, 위대한 과학자들의 삶을 통해 세상을 바꾸는 아이디어를 얻는 과정은 공학적 지식만큼이나 필수적입니다. 수학, 통계학, 컴퓨터 과학과 같은 기초 학문은 세상을 이해하는 도구가 되지만, 이를 움직이는 원동력은 결국 무엇을 만들고 싶은지에 대한 열망에서 나옵니다. 차세대 인재들이 선배 과학자들의 업적을 발판 삼아 더 큰 발전을 이루고, 인공지능과 로봇공학이라는 유망한 분야에서 세상을 놀라게 할 혁신을 이끌어내기를 기대합니다.

Daniel D.Lee(다니엘 리)

카오스재단카오스강연

뇌인지과학

[강연] (동시통역)AI and Robot Intelligence _ by다니엘 리｜2019 가을 카오스강연 '도대체 都大體' | 2강

인공지능과 로봇 공학의 궁극적인 목표는 인간의 지능을 이해하고 이를 기계적으로 재현하는 데 있습니다. 우리는 아주 오래전부터 우리 자신을 닮은 존재를 꿈꿔왔으며, 이는 단순히 편리한 도구를 만드는 것을 넘어 인간이라는 존재의 본질을 탐구하는 과정이기도 합니다. 현대의 인공지능 연구는 뇌의 신경 세포인 뉴런의 작동 원리를 수학적으로 모델링하는 것에서 시작되었습니다. 이러한 시도는 컴퓨터가 데이터를 통해 스스로 학습하고 판단할 수 있는 머신러닝의 시대로 우리를 인도했습니다. 머신러닝의 핵심은 방대한 데이터를 바탕으로 사물을 분류하고 예측하는 모델을 구축하는 것입니다. 초기에는 단순한 선형 분류 모델인 퍼셉트론을 사용했지만, 현실의 복잡한 문제를 해결하기 위해 여러 층의 뉴런을 쌓은 뉴럴 네트워크가 등장했습니다. 이것이 바로 오늘날 우리가 열광하는 딥러닝의 기초입니다. 딥러닝은 이미지 인식이나 바둑과 같은 특정 영역에서 이미 인간의 능력을 뛰어넘는 성과를 보여주고 있습니다. 하지만 이는 여전히 가상의 공간이나 정해진 규칙 안에서의 성취라는 한계가 있습니다. 가상 세계의 인공지능과 달리, 물리적 세계에서 활동하는 로봇 지능은 훨씬 더 복잡한 과제에 직면합니다. 로봇은 센서를 통해 주변을 지각하고, 이를 바탕으로 행동을 계획하며, 실제로 물리적인 움직임을 실행해야 합니다. 현실 세계는 끊임없이 변화하고 예측 불가능한 변수가 가득하기 때문에, 바둑판 위에서처럼 완벽한 정보를 얻는 것이 불가능합니다. 자율주행 자동차나 휴머노이드 로봇이 인간처럼 자연스럽게 움직이기 위해서는 방대한 데이터뿐만 아니라 물리적 환경에 대한 깊은 이해가 필수적입니다. 최근 인지 과학에서는 마음이 단순히 뇌의 정보 처리 결과가 아니라, 신체와 밀접하게 연결되어 있다는 '체화된 인지' 관점이 주목받고 있습니다. 우리가 세상을 인식하는 방식은 우리의 신체 구조와 감각 기관에 따라 달라지기 때문입니다. 따라서 진정한 인공지능을 구현하기 위해서는 소프트웨어적인 알고리즘뿐만 아니라, 그것이 담길 하드웨어인 로봇의 신체적 특성도 함께 고려되어야 합니다. 이는 인공지능이 단순히 계산하는 기계를 넘어, 우리와 같은 공간에서 상호작용하는 존재로 진화하는 핵심 열쇠가 됩니다. 미래의 인공지능은 단순히 명령을 수행하는 비서를 넘어, 인간과 정서적으로 교감하는 동반자가 될 것으로 기대됩니다. 이를 위해서는 인간의 감정과 성격, 그리고 사회적 관계를 이해하는 능력이 필요합니다. 사용자의 표정이나 목소리 톤을 분석하여 현재의 기분 상태를 파악하고, 그에 적절한 반응을 보이는 '마음을 가진 인공지능' 연구가 활발히 진행되고 있습니다. 이러한 기술은 고령화 사회에서 돌봄 로봇이나 정서적 지지 시스템으로 활용되어 인간의 삶의 질을 높이는 데 기여할 것입니다. 로봇이 인간을 닮아갈수록 느껴지는 거부감인 '불쾌한 골짜기' 현상은 인공지능 대중화의 큰 숙제 중 하나입니다. 이를 극복하기 위해 연구자들은 로봇에게 친근한 캐릭터성을 부여하거나, 인간의 행동 양식을 더욱 정교하게 모방하는 기술을 개발하고 있습니다. 또한, 인공지능이 내린 결정의 근거를 인간이 이해할 수 있도록 설명하는 '설명 가능한 AI' 연구도 중요해지고 있습니다. 기술에 대한 신뢰가 바탕이 될 때 비로소 인공지능은 우리 사회의 진정한 구성원으로 받아들여질 수 있기 때문입니다. 인공지능은 이제 거스를 수 없는 시대적 흐름이며, 인류의 능력을 확장하는 강력한 도구가 되었습니다. 창의성이나 복잡한 윤리적 판단 영역에서는 여전히 인간의 역할이 중요하지만, 인공지능과의 협업은 우리가 직면한 수많은 난제를 해결하는 실마리가 될 것입니다. 우리는 인공지능을 단순한 도구나 경쟁자로 볼 것이 아니라, 함께 진화해 나갈 파트너로 대우해야 합니다. 인간의 지혜와 인공지능의 효율성이 조화를 이룰 때, 우리는 도대체 지능이란 무엇인가라는 질문에 대한 답에 한 걸음 더 다가갈 수 있을 것입니다.

Daniel D.Lee(다니엘 리)

카오스재단카오스강연

뇌인지과학
융합

[Lecture] AI and Robot Intelligence _ by Daniel D. Lee｜2019 가을 카오스강연 '도대체 都大體' | 2강

인공지능은 단순히 기계를 만드는 기술을 넘어, 인간과 세상을 이해하는 새로운 창입니다. 우리는 인공지능을 통해 인간의 지능이 어떻게 작동하는지, 그리고 기계가 세상을 어떻게 다르게 인식하는지를 탐구합니다. 특히 뇌의 신경망을 모방한 인공 신경망 기술은 컴퓨터가 복잡한 데이터를 처리하고 사물을 인식하는 방식을 혁신적으로 변화시켰습니다. 이러한 과정은 결국 '인간이란 무엇인가'라는 근본적인 질문으로 우리를 안내하며, 기계와 인간이 공존하는 미래를 설계하는 기초가 됩니다. 현대 인공지능의 핵심인 딥러닝은 전통적인 프로그래밍 방식과는 확연히 다릅니다. 과거에는 인간이 직접 규칙을 입력해야 했지만, 이제는 방대한 데이터를 통해 기계가 스스로 학습합니다. 수많은 층으로 구성된 인공 신경망은 데이터 속의 패턴을 찾아내고, 이를 통해 날씨를 예측하거나 수천 가지의 사물을 정확하게 구분해냅니다. 이러한 데이터 기반의 접근 방식은 컴퓨팅 파워의 비약적인 발전과 결합하여, 특정 영역에서는 이미 인간의 능력을 뛰어넘는 놀라운 성과를 보여주고 있습니다. 가상 세계의 지능을 현실 세계로 가져오는 로봇 공학은 또 다른 차원의 도전입니다. 로봇은 단순히 계산하는 뇌뿐만 아니라, 세상을 감지하는 센서와 움직임을 제어하는 신체를 조화롭게 통합해야 합니다. 자율주행 자동차가 복잡한 도로 상황을 판단하고 안전하게 주행하는 과정은 물리 법칙과 인공지능 알고리즘이 결합된 정교한 결과물입니다. 현실의 불확실성과 복잡성을 극복하며 인간처럼 유연하게 움직이는 로봇을 만드는 일은 현대 과학이 해결해야 할 가장 흥미로운 숙제 중 하나입니다. 최근 인지과학에서는 지능이 뇌의 계산 능력에만 국한되지 않는다는 '체화된 인지' 개념이 주목받고 있습니다. 신체 구조와 감각 기관이 우리가 세상을 인식하고 사고하는 방식에 결정적인 영향을 미친다는 주장입니다. 로봇 역시 어떤 형태의 하드웨어를 가졌느냐에 따라 학습하고 반응하는 방식이 달라집니다. 이는 인공지능 연구가 단순히 알고리즘 개발에 머물지 않고, 기계의 몸과 마음이 어떻게 상호작용하며 지능을 형성하는지를 깊이 있게 고찰해야 함을 시사합니다. 미래의 인공지능은 단순한 도구를 넘어 인간의 정서적 동반자가 될 것입니다. 이를 위해서는 기계에 '마음'을 심어주는 기술이 필수적입니다. 인간의 얼굴 표정, 목소리 톤, 사용하는 단어를 분석하여 감정 상태를 이해하고, 그에 맞춰 적절하게 반응하는 인공지능은 우리 삶을 더욱 풍요롭게 만들 수 있습니다. 감정을 공유하고 신뢰를 쌓을 수 있는 인공지능 에이전트는 고령화 사회의 돌봄 서비스나 개인 맞춤형 비서 등 다양한 분야에서 혁신적인 역할을 수행하게 될 것입니다. 로봇이 인간을 너무 닮았을 때 느끼는 거부감인 '불쾌한 골짜기' 현상은 인공지능 설계에서 중요한 고려 사항입니다. 이를 극복하기 위해서는 로봇의 외형뿐만 아니라 행동의 예측 가능성과 신뢰성을 높이는 연구가 병행되어야 합니다. 또한, 인공지능이 자신의 판단 근거를 설명할 수 있는 '설명 가능한 AI' 기술은 인간과 기계 사이의 신뢰를 구축하는 핵심 열쇠입니다. 기술적 완성도를 넘어 윤리적 가이드라인을 준수하고 인간의 가치를 존중하는 시스템을 만드는 것이 무엇보다 중요합니다. 인공지능은 인류의 적이 아니라, 함께 성장하고 협력해야 할 파트너입니다. 인공지능을 어떻게 대우하고 활용하느냐에 따라 우리의 미래는 크게 달라질 것입니다. 기계에 지능을 부여함으로써 인간은 반복적인 노동에서 벗어나 더욱 창의적이고 자유로운 삶을 누릴 수 있게 됩니다. 개인화된 인공지능이 각자의 필요에 맞게 도움을 주는 사회에서, 우리는 기술과 인간성이 조화를 이루는 새로운 문명을 맞이하게 될 것입니다. 끊임없는 탐구와 열린 마음이 그 미래를 여는 동력이 될 것입니다.

Daniel D.Lee(다니엘 리)

카오스재단카오스강연

뇌인지과학
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[강연] 창의성의 기원, 뇌가 사랑한 오브제 _ by김대수｜2019 봄 카오스강연 '기원, 궁극의 질문들' 10강 | 10강

유전자는 자연의 역사 속에서 자신의 존재를 보존하고 자손에게 전달하기 위해 뇌라는 경이로운 기관을 만들어냈습니다. 유전자가 담을 수 있는 정보량은 한정적이지만, 뇌는 그 수만 배에 달하는 방대한 정보를 수집하고 활용할 수 있는 잠재력을 지니고 있습니다. 결국 뇌는 유전자의 생존을 돕기 위해 세상에 적응하고, 때로는 슬픔과 행복이라는 감정을 만들어내며 창의적인 방식으로 외부 세계와 소통하는 신비로운 역할을 수행합니다. 우리 뇌는 세상을 바라볼 때 모든 정보를 낱개로 받아들이기보다 특정 단위로 묶어서 인식하는 경향이 있는데, 이를 '오브제'라고 부릅니다. 예술가들이 과일로 사람의 얼굴을 그리듯, 뇌는 파편화된 정보 속에서 본질을 끌어내어 하나의 의미 있는 대상으로 완성하거나 다른 대상과 분리하여 인식합니다. 이러한 패턴 완성 및 분리 기능은 뇌가 복잡한 환경 속에서 사물을 정확히 판별하고 생존에 필요한 판단을 내리는 데 핵심적인 근거가 됩니다. 생명 진화의 역사를 살펴보면 뇌의 존재 이유는 움직임과 밀접한 관련이 있음을 알 수 있습니다. 신경계가 없는 해면동물이나 고정된 생활을 하는 멍게와 달리, 고등 동물일수록 목과 턱, 손발이 발달하여 주변의 오브제와 적극적으로 상호작용하게 되었습니다. 사물을 만지고 다루는 능력이 발달함에 따라 뇌의 기능도 함께 진화했으며, 이는 자연 속의 다양한 자원을 활용하여 생존과 번식의 가능성을 높이는 결정적인 계기가 되었습니다. 창의성이란 단순히 독특한 생각을 하는 것에 그치지 않고, 사물의 새로운 용도를 발견하여 실질적인 유용함을 만들어내는 능력을 의미합니다. 물고기를 잡기 위해 빵 조각을 미끼로 사용하는 새의 행동처럼, 자연계에서 창의성은 더 많은 에너지를 효율적으로 습득하게 해주는 강력한 생존 전략입니다. 남들이 이미 검증된 방식에만 머물 때, 새로운 아이디어를 통해 틈새시장을 개척하는 창의적 활동은 개체와 종의 번영에 커다란 이점을 제공합니다. 신경과학적 관점에서 호기심은 특정 물체에 대한 끌림과 탐구 욕구로 정의됩니다. 연구 결과, 시상하부의 MPA라는 신경 영역이 물체에 대한 호기심을 관장한다는 사실이 밝혀졌습니다. 이 신경이 활성화되면 동물은 새로운 대상에 강한 애착을 보이며 이를 획득하기 위해 평소에 없던 창의적인 행동을 발휘합니다. 즉, 호기심은 뇌가 목표를 발견했을 때 이를 달성하기 위해 잠재된 능력을 끌어올리는 핵심적인 동력이 됩니다. 창의력을 현실에서 구현하는 또 다른 핵심 기제는 '메타인지'입니다. 이는 자신이 아는 것과 모르는 것을 구분하고, 하나의 경험을 전혀 다른 상황에 적용하여 문제를 해결하는 고차원적인 학습 능력입니다. 뇌가 오브제를 탐색하며 얻은 정보들을 융합하고 응용하는 과정에서 메타인지가 작동하며, 이는 단순한 지식 습득을 넘어 새로운 가치를 창출하는 창의적 사고로 이어집니다. 이러한 능력은 변화하는 환경에 적응하는 데 필수적입니다. 사물의 가치를 판단하고 창의적인 선택을 내리는 과정에는 사회적 신뢰와 환경이 중요한 변수로 작용합니다. 마시멜로 실험이 보여주듯, 미래의 보상을 믿고 현재의 욕구를 참아내는 능력은 뇌가 더 깊은 아이디어를 생산할 시간을 벌어줍니다. 또한, 충분한 휴식은 뇌가 정보를 연결하고 창의성을 발휘하게 돕는 '인큐베이션' 역할을 합니다. 결국 창의성은 오브제를 향한 뇌의 본능이자, 세상을 더 유용하게 활용하려는 생명력의 표현입니다.

김대수

카오스재단카오스강연

생명과학
뇌인지과학

[강연] Why so many? - 성 로잘리아의 축복과 쥐라기 공원 _ by최재천｜2019 봄 카오스강연 '기원, 궁극의 질문들' 7강 | 7강

생명의 본질은 복제에 있습니다. 가상의 DNA 본부에서 바라본 지구는 수많은 생명체가 각자의 데이터를 복제하며 살아가는 거대한 사업장과 같습니다. 여기서 중요한 것은 특정 종의 번영이 아니라 전체 복제량의 유지입니다. 인간이 지구 전역에 퍼져 성공을 거두었지만, 생태계의 관점에서는 하나의 종이 사라지고 다른 존재가 그 자리를 대신해도 복제의 원리는 멈추지 않습니다. 이러한 냉혹한 생명의 원리 속에서 우리는 다양성이라는 생존 전략을 발견하게 됩니다. 생명은 개별적인 존재의 안위보다 유전 정보의 지속을 우선시하며, 그 과정에서 수많은 변이를 허용합니다. 생태학의 아버지 허친슨은 산타 로살리아 성당의 연못에서 작은 딱정벌레들을 관찰하며 '생태적 지위(Niche)'라는 개념을 정립했습니다. 이는 자연계에 단순히 공간만 존재하는 것이 아니라, 시간과 자원을 나누어 쓰는 미세한 생태적 지위가 촘촘히 박혀 있음을 의미합니다. 겉보기에는 평범한 연못이라도 그 안에는 수많은 생명체가 서로의 영역을 침범하지 않고 공존할 수 있는 입체적인 틈새가 마련되어 있습니다. 이러한 생태적 지위의 분화가 바로 지구를 풍요롭게 만드는 다양성의 근간이 됩니다. 자연은 3차원적인 시공간을 쪼개어 더 많은 생명이 깃들 수 있는 자리를 끊임없이 만들어냅니다. 다양성은 종 사이뿐만 아니라 한 종 내부에서도 찬란하게 빛납니다. 무당벌레의 무늬가 개체마다 다르듯, 우리 인간도 저마다 고유한 외모와 특성을 지니고 있습니다. 거대한 대왕고래부터 눈에 보이지 않는 바이러스에 이르기까지 생명체는 크기와 형태의 한계를 넘나들며 존재합니다. 자연은 왜 이토록 복잡하고 다양한 형태를 만들어냈을까요? 그것은 단순히 보기 좋기 위함이 아니라, 변화무쌍한 환경 속에서 생명이 끊기지 않고 이어지기 위한 필연적인 선택이었습니다. 이러한 변이는 예기치 못한 환경의 변화에 대응할 수 있는 생명만의 보험과도 같습니다. 우리는 효율성을 위해 단일 재배(Monoculture) 방식을 택하곤 합니다. 하지만 바나나 농장처럼 유전적으로 동일한 개체들만 모여 있는 곳은 병충해나 환경 변화에 극도로 취약합니다. 살충제에 내성을 가진 곤충이 등장하면 순식간에 전체 생태계가 무너질 수 있기 때문입니다. 반면 다양한 생물이 어우러진 자연은 서로가 서로를 견제하고 보완하며 건강한 네트워크를 유지합니다. 다양성은 단순히 도덕적인 가치를 넘어, 생존을 위한 가장 강력한 방어 기제인 셈입니다. 획일화된 시스템은 관리하기 편할지 모르나, 작은 충격에도 전체가 붕괴될 위험을 내포하고 있습니다. 찰스 다윈은 '종의 기원'을 통해 지극히 단순한 시작으로부터 가장 아름답고 경이로운 형태들이 진화해 왔음을 역설했습니다. 그는 가축의 품종 개량(인위 선택)에서 힌트를 얻어 자연에서도 환경에 적합한 변이가 살아남는 '자연 선택'이 일어난다는 사실을 밝혀냈습니다. 돌연변이와 유전자의 흐름, 그리고 우연한 사건들이 겹치며 생명은 끊임없이 새로운 변이를 만들어냅니다. 이러한 과정은 설계된 계획이 아니라, 생명이 스스로 길을 찾아가는 역동적인 과정의 결과물입니다. 자연은 의도적인 선택이 아니라, 주어진 조건에서 최선을 다해 살아남은 결과들의 집합체라고 할 수 있습니다. 성 선택은 다양성을 가속화하는 또 다른 핵심 동력입니다. 암수가 서로를 선택하는 과정은 결코 무작위적이지 않으며, 이 신중한 선택을 통해 매 세대 독특한 유전자 조합이 탄생합니다. 공작의 화려한 꼬리나 개미의 자기희생적 행동은 생존 투쟁만으로는 설명하기 어려운 생명의 신비를 보여줍니다. 유성 생식을 통해 유전자를 섞는 행위는 번거롭고 위험할 수 있지만, 이를 통해 얻는 유전적 다양성은 종이 멸종의 위기를 극복하고 진화의 역사를 써 내려가는 원동력이 됩니다. 성은 유전자를 재조합함으로써 부모와는 또 다른, 새로운 가능성을 지닌 후손을 세상에 내놓습니다. 오늘날 인류는 유전자 조작과 기술 발전을 통해 스스로의 운명을 결정지으려 합니다. 하지만 인위적인 선택으로 다양성을 훼손하고 획일화된 길을 걷는다면, 우리는 예기치 못한 재앙 앞에 무력해질 수 있습니다. 이제 우리는 스스로를 '현명한 인간'이라 자부하는 호모 사피엔스를 넘어, 다른 생명체와 공존하며 지구를 공유하는 '호모 심비우스'로 거듭나야 합니다. 생태적 전환을 통해 다양성을 존중하고 보존하는 것만이 인류가 지구라는 터전에서 오래도록 지속될 수 있는 유일한 길입니다. 우리의 미래는 기술적 진보가 아니라, 자연의 다양성을 얼마나 포용하느냐에 달려 있습니다.

최재천

카오스재단카오스강연

생명과학

[석학인터뷰] 오세정_기상천외한 연구를 하고 싶어요

과거에는 과학 대중화라고 하면 주로 학생들에게 지식을 쉽게 전달하는 수준에 머물렀습니다. 하지만 카오스 재단 활동을 통해 직접 마주한 대중의 모습은 예상보다 훨씬 진지하고 지적 수준이 높았습니다. 전문적인 지식을 깊이 있게 다루는 강연에도 많은 분이 열정적으로 참여하며, 먼 곳에서 찾아오는 수고를 마다하지 않는 모습은 매우 인상적이었습니다. 이는 우리 사회의 과학 문화 수준이 이미 충분히 성숙했음을 보여주며, 그동안 대중이 과학을 접할 기회가 부족했을 뿐이라는 점을 시사합니다. 한국의 연구 환경은 과거 열악한 상황 속에서 해외 학술지에 논문을 게재하는 성과 중심의 문화를 형성해 왔습니다. 남들이 이미 닦아놓은 길을 빠르게 추격하는 방식은 효율적이었지만, 이제는 독창적인 연구가 필요한 시점입니다. 노벨상과 같은 세계적인 성과는 기상천외하고 남들이 시도하지 않는 분야를 개척할 때 비로소 가능해집니다. 실패를 두려워하지 않고 자신만의 독특한 아이디어를 실행에 옮길 수 있는 연구 문화가 정착되어야 우리 과학계의 진정한 도약이 이루어질 것입니다. 기초과학 연구는 공공의 자산인 세금으로 지원되는 만큼 투명한 집행이 중요하지만, 지나치게 관료적 시스템은 연구자의 자율성을 저해하기도 합니다. 연구에 꼭 필요한 연구 소모품 하나를 구매할 때도 복잡한 사유를 증명해야 하는 현실은 창의적인 탐구 활동에 걸림돌이 됩니다. 선진적인 연구 환경을 구축하기 위해서는 연구자의 판단을 신뢰하고 자율성을 보장하는 제도적 개선이 필요합니다. 규제보다는 지원에 집중하는 유연한 행정 시스템이 뒷받침될 때 연구자들은 더욱 과감한 도전에 나설 수 있습니다. 현재의 입시 위주 교육은 정답을 맞히는 데만 집중하게 하여 학생들이 실수에 대한 두려움을 갖게 만듭니다. 지식을 단순히 암기하는 시대는 지나갔으며, 이제는 새로운 생각을 창출하고 자신만의 관심사를 깊이 있게 추구하는 능력이 무엇보다 중요합니다. 중고등학교부터 대학교에 이르기까지 교육의 패러다임을 근본적으로 전환해야 합니다. 학생들이 실패를 두려워하지 않고 다양한 시도를 할 수 있는 환경을 조성함으로써, 변화하는 미래 사회에 걸맞은 창의적인 인재를 양성해야 할 시점입니다. 서울대학교를 비롯한 주요 대학들은 국민의 세금과 사회적 혜택을 바탕으로 운영되는 만큼 공동체에 대한 막중한 책임감을 가져야 합니다. 단순히 우수한 학생을 선발하는 데 그치지 않고, 학생들이 사회적 가치를 실천하며 이타적인 리더로 성장할 수 있도록 돕는 교육이 필요합니다. 또한 세계가 주목할 만한 독창적인 연구 성과를 창출하여 학문적 자부심을 높여야 합니다. 대학 구성원들이 자신의 성취를 공동체의 발전으로 연결할 때, 비로소 세계 무대에서 진정으로 존경받는 교육 기관으로 거듭날 수 있습니다.

오세정

카오스재단석학인터뷰

융합

[과학관이간다] 강연 국립과천과학관 유만선연구관 (6.24, 양주 상수초)

우리는 흔히 새로운 것을 상상하며 즐거워하는 사람들을 '드리머'라고 부릅니다. 하지만 상상에 그치지 않고 이를 실제 행동으로 옮겨 무언가를 만들어내는 사람들은 '메이커'라는 특별한 이름을 갖게 됩니다. 많은 이들이 좋은 아이디어를 떠올리지만, 실제로 그것을 실행에 옮기는 사람은 극소수에 불과합니다. 직접 손을 움직여 무언가를 구현하는 과정은 단순히 물건을 만드는 행위를 넘어, 자신의 생각을 현실로 증명해내는 아주 가치 있고 흥미로운 도전입니다. 무언가를 만들기 전, 기존의 물건이 어떻게 구성되어 있는지 파악하는 '역설계' 과정은 매우 중요합니다. 버려진 가전제품이나 장난감을 직접 분해하며 내부의 기판과 모터를 관찰하다 보면, 우리가 당연하게 사용하던 물건들의 작동 원리를 자연스럽게 깨닫게 됩니다. 이 과정에서 가장 강조되는 것은 안전입니다. 보안경과 안전 장갑을 착용하는 습관은 공학적 탐구의 기본이며, 이러한 세심한 관찰을 통해 사물을 바라보는 새로운 시각을 기를 수 있습니다. 고장 난 물건을 스스로 고쳐보는 경험은 메이커로서 성장하는 데 있어 가장 소중한 자산이 됩니다. 단순히 새 제품을 사는 것보다 망가진 부분을 찾아내고 설계를 통해 부품을 교체하거나 수리하는 과정에서 실질적인 기술력이 쌓이기 때문입니다. 은퇴한 어르신들이 장난감을 고쳐주는 '장난감 병원'의 사례처럼, 수리는 물건에 새로운 생명을 불어넣는 예술적인 행위이기도 합니다. 이러한 시도는 실패를 두려워하지 않고 문제 해결 능력을 키우는 밑거름이 됩니다. 본격적인 제작에 앞서 박스나 고무줄 같은 저렴하고 다루기 쉬운 재료로 '시제품 제작'을 해보는 단계가 필요합니다. 종이 상자는 언제든 다시 자르고 붙일 수 있어 창의적인 실험에 적합하며, 철판이나 비싼 재료를 바로 사용했을 때 발생하는 수정의 어려움을 보완해 줍니다. 시제품 제작을 통해 설계의 오류를 발견하고 구조를 개선하다 보면, 처음 생각했던 것보다 훨씬 완성도 높은 결과물을 얻을 수 있습니다. 가벼운 재료로 빠르게 만들어보는 과정은 제작의 즐거움을 배가시킵니다. 현대의 메이커들은 레이저 커터나 3D 프린터 같은 첨단 도구를 활용해 더욱 정밀한 작업을 수행합니다. 컴퓨터로 설계한 도면이 실제 물건으로 탄생하는 과정은 놀랍지만, 그만큼 재료의 특성을 이해하는 전문성도 요구됩니다. 예를 들어 나무를 다룰 때는 결의 방향에 따라 강도가 달라진다는 점을 고려해야 하며, 부품이 서로 맞물리도록 설계할 때는 미세한 오차까지 계산해야 합니다. 도구의 발전은 상상을 현실로 만드는 정교함을 더해주며 제작의 범위를 무한히 넓혀줍니다. 자신이 만든 결과물과 설계도를 다른 사람들과 나누는 공유의 문화는 메이커 운동의 핵심입니다. 인터넷을 통해 지식을 나누면 전 세계의 다양한 아이디어가 모여 기존의 설계를 더욱 발전시킬 수 있습니다. 전기 자동차의 설계도를 공유하여 각기 다른 형태의 자동차가 탄생하는 것처럼, 나눔은 개인의 즐거움을 넘어 사회 전체의 기술적 진보를 이끌어냅니다. 협력과 공유를 통해 우리는 혼자일 때보다 훨씬 더 크고 가치 있는 변화를 만들어낼 수 있습니다. 미래에는 대량 생산된 기성품을 사는 대신, 개인이 직접 디자인하고 집이나 근처 공방에서 즉시 제작하는 시대가 올 것입니다. 바이오 프린팅이나 스스로 형태를 변형하는 지능형 재료 연구가 발전함에 따라, 물건의 설계도가 재료 자체에 담기는 혁신적인 변화도 기대됩니다. 누구나 창작자가 될 수 있는 환경에서 메이커 활동은 단순한 취미를 넘어 미래 사회를 이끌어갈 중요한 역량이 될 것입니다. 직접 만들고 고치며 배우는 과정 속에 우리 미래의 가능성이 담겨 있습니다.

국립과천과학관과학강연👨‍🏫

융합

[석학인터뷰] 최재천_ 과학자일수록 글을 잘 써야 해요 | 2019 봄 카오스강연 '기원, 궁극의 질문들'

우리 사회에 '통섭'이라는 화두가 등장한 지 어느덧 10년이 넘는 시간이 흐르며 많은 변화가 있었습니다. 초기에는 생소한 개념으로 인해 학계의 비판을 받기도 했으나, 이제 통섭은 일상적인 용어로 자리 잡으며 학문 간 경계를 허무는 중요한 가치가 되었습니다. 소통의 필요성을 인정하는 사회적 분위기가 형성된 것은 매우 고무적인 성과이며, 문과와 이과의 장벽 없이 자라난 미래 세대가 주역이 될 때 우리 학문은 서양 못지않게 더욱 활발하고 깊이 있게 꽃피울 것으로 기대됩니다. 과학자에게 글쓰기는 자신의 이론과 생각을 세상에 알리는 가장 강력하고 필수적인 도구입니다. 흔히 과학자는 글을 못 써도 된다고 생각하는 경향이 있지만, 이는 반드시 극복해야 할 잘못된 편견입니다. 훌륭한 글은 타고난 재능보다는 원고를 끊임없이 퇴고하는 인고의 시간을 거치며 비로소 탄생합니다. 머릿속의 내용을 한 번에 완성하려 하기보다, 일단 쏟아낸 뒤 정성을 다해 퇴고하는 노력이 뒷받침된다면, 독자의 마음을 움직이는 결과물을 얻는 것은 결코 어려운 일이 아닙니다. 과학적 사고를 할 수 있는 지능을 갖춘 사람이라면 글쓰기 또한 충분히 해낼 수 있는 영역입니다. 학문을 전달하는 과정에서 대중과의 생생한 교감은 무엇보다 중요합니다. 교육 현장에서 학생들의 흥미를 끌기 위해 강단에서 춤을 추거나 동물의 소리를 직접 흉내 내는 등 다양한 시도를 즐기는 태도는 지식 전달의 효율을 높입니다. 특히 물개 소리를 연구하여 직접 묘사하며 생명체와 교감하려 했던 노력은, 과학적 탐구가 단순히 딱딱한 이론에 머물지 않고 우리 삶의 생생한 즐거움이자 경이로움이 될 수 있음을 보여주는 좋은 사례입니다. 지구 생명의 역사는 아주 단순한 박테리아에서 시작되었으나, 오늘날 우리 주변은 믿기 힘들 정도로 다양한 생명체들이 복잡한 관계를 맺으며 가득 차 있습니다. '왜 이토록 많은 생명이 존재하는가'라는 질문은 인류가 마주한 가장 흥미로운 의문 중 하나이며, 과학이 풀어야 할 숙제입니다. 생물다양성의 원리를 이해하는 것은 단순히 종의 숫자를 파악하는 것을 넘어, 생명이 진화해 온 근본적인 방향성과 그 경이로운 생존 전략을 탐구하는 일입니다. 생명이 끊임없이 다양해지는 길을 택한 근본적인 이유는 복제의 유리함에 있습니다. 태초에 DNA나 RNA가 만들어진 이후, 한 가지 방식에만 머무르기보다 다양한 전략을 취하며 복제하는 것이 변화하는 환경에서 살아남기에 훨씬 유리했기 때문입니다. 마치 여러 사업을 동시에 운영하며 위험을 분산하는 것과 같은 이치로, 이러한 진화적 논리는 지구 생태계가 왜 이토록 풍요롭고 다채로운 모습으로 발전해 왔는지를 과학적으로 명쾌하게 설명해 줍니다.

최재천

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생명과학

[석학인터뷰] 이동환_ 궁극적인 이해는 창작이기에 나는 분자를 만든다 | 2018 가을 카오스강연 '화학의 미스터리, CheMystery'

과학자의 길은 끊임없는 시행착오의 연속이지만, 그 과정에서 마주하는 작은 해결의 순간들은 연구를 지속하게 하는 강력한 원동력이 됩니다. 실험이 뜻대로 되지 않는 날이 더 많음에도 불구하고, 문제를 하나씩 풀어갈 때 느끼는 순수한 재미는 무엇과도 바꿀 수 없는 가치를 지닙니다. 이러한 탐구 정신은 일상 속 취미에서도 고스란히 드러납니다. 종이 위에 만년필로 생각을 정리하며 느끼는 편안함이나, 스마트폰 카메라 렌즈를 통해 일상의 특별한 찰나를 포착하는 즐거움은 세상을 바라보는 과학자만의 섬세한 시선을 완성해 줍니다. 화학자에게 분자 합성은 단순히 물질을 만드는 것을 넘어, 자연의 섭리를 깊이 있게 이해하려는 시도와 같습니다. 미세한 화학 결합의 변화를 거대한 구조적 변화로 증폭시키거나, 화학적 신호를 빛이나 전자 스핀 같은 물리적 신호로 변환하는 과정은 세상의 규칙을 확인하는 작업입니다. 복잡한 자연계의 현상을 단순화하여 설명하려는 화학자들의 노력은 놀라운 성공을 거두어왔습니다. 이러한 경험적이고 직관적인 접근 방식이 어떻게 이토록 정교하게 작동할 수 있었는지는 화학 분야가 지닌 흥미로운 미스터리 중 하나입니다. 인생 또한 하나의 물질이 다른 물질로 변하는 화학 반응과 닮아 있습니다. 소심하고 내성적이었던 개인이 수많은 학생 앞에서 강연하는 사람으로 변화한 과정은 그 자체로 경이로운 화학적 변화라 할 수 있습니다. 이제는 자신이 걸어온 길과 전문 지식을 바탕으로, 마치 미술관의 도슨트처럼 대중에게 분자 세계를 친절하게 안내하고자 합니다. 낯설고 어렵게만 느껴지는 화학 분자들을 어떤 관점에서 바라보아야 더 흥미로운지 제시함으로써, 많은 이들이 새로운 시각으로 세상을 바라볼 수 있도록 돕는 것이 이번 강연의 핵심적인 목표입니다.

이동환

카오스재단카오스강연

화학

[석학인터뷰] 김민형 ─ 이 세상 모든 것의 답 691 | 2018 카오스 콘서트 '수학과 과학 42'

수학과 과학은 인류 역사 속에서 매우 깊은 상호작용을 이어왔습니다. 수의 성질이나 기하학적 패턴을 탐구하는 과정은 그 자체로 가장 기초적인 과학의 출발점이었으며, 유클리드 기하학 같은 고전적인 분야들은 인류가 세상을 이해하는 근간이 되었습니다. 현대에 이르러 수학은 다른 과학 분야들이 복잡한 현상을 설명할 수 있도록 보편적인 언어와 도구를 제공하는 핵심적인 역할을 수행하고 있습니다. 즉, 수학은 과학의 일부이면서도 동시에 과학을 지탱하는 견고한 프레임워크라고 할 수 있습니다. 수학의 역할은 크게 세 가지 측면으로 나누어 볼 수 있습니다. 첫째는 수학적 모델링을 통해 실제 현상을 기계처럼 다루는 공학적 측면이며, 둘째는 과학과 밀접하게 연결되면서도 독자적인 논리를 구축하는 과학적 측면입니다. 마지막으로 다른 과학들이 현상을 이해하는 데 필요한 언어와 프레임워크를 제공하는 도구적 측면이 있습니다. 이러한 다각적인 면모 덕분에 수학은 현대 과학의 다양한 학문적 충돌 사이에서 중심을 잡고 지식의 보편적 지표를 마련해 주는 강력한 힘을 가지게 됩니다. 학문을 대하는 태도에 있어 '아마추어'라는 표현은 새로운 것을 창출해야 한다는 압박보다 공부하는 과정 자체를 즐기는 마음을 의미합니다. 지식을 새롭게 만들어내는 것도 중요하지만, 이미 존재하는 깊은 원리를 탐구하고 배워나가는 과정에서 느끼는 순수한 즐거움은 학문의 본질적인 동력이 됩니다. 이러한 관점은 수학이 단순히 전문가들만의 전유물이 아니라, 배움을 갈망하는 모든 이들이 향유할 수 있는 열린 영역임을 시사합니다. 끊임없이 공부하는 자세야말로 진정한 학문적 탐구의 시작입니다. 수학이 철학적으로 느껴지는 이유는 그것이 인간이 자연스럽게 가지는 근본적인 질문들과 맞닿아 있기 때문입니다. 전문적인 철학자들이 다루는 난해한 문제들도 중요하지만, 삶의 의미나 존재의 본질에 대해 누구나 던질 수 있는 질문들이 수학적 사고의 출발점이 되기도 합니다. 일상적인 의문에서 시작하여 논리적인 체계를 세워나가는 과정은 수학과 철학이 공유하는 지점입니다. 이러한 접근 방식은 수학을 훨씬 더 친숙하게 만들며, 보통의 사람들이 수학을 통해 세상을 바라보는 새로운 시각을 갖게 합니다. 우리가 일상에서 사용하는 사칙연산이나 확률에 대한 이해는 인류가 오랜 시간 쌓아온 문화적 침전물의 결과입니다. 오늘 비가 올 확률을 이해하는 것조차 고등한 지성이 필요한 일이며, 이는 인류로서 자부심을 느낄 만한 성취입니다. 우주를 바라볼 때 고전역학적으로는 형체와 모양이 중요하지만, 양자역학의 미시 세계로 들어갈수록 모든 것은 수로 수렴됩니다. 결국 우주는 모양이자 수라는 두 가지 얼굴을 동시에 지니고 있으며, 모든 것이 수로 이루어져 있다는 통찰은 현대 과학에서도 여전히 유효합니다.

김민형

카오스재단카오스콘서트

수학

[강연] 컴퓨터과학의 원천 아이디어가 나오기까지 (3) _ by이광근 | 2018 봄 카오스 강연 '모든 것의 수數다' 10강 | 10강 ③

앨런 튜링의 업적을 단순히 타고난 천재성이라는 아우라로만 포장하는 것은 경계해야 합니다. 튜링의 성취는 그가 처했던 환경과 기술적 맥락을 면밀히 파헤쳐 볼 때 더욱 명확하게 이해될 수 있습니다. 그는 당대의 학문적 흐름을 기민하게 파악하고, 자신만의 독창적인 시각으로 문제를 재해석하는 능력이 탁월했습니다. 이러한 태도는 단순히 하늘에서 내려준 재능이라기보다, 주어진 기회를 놓치지 않고 끝까지 파고드는 집요함과 열정의 결과라고 볼 수 있습니다. 우리 주변에서도 이와 유사한 성과가 언제든 싹틀 수 있다는 믿음을 갖는 것이 무엇보다 중요합니다. 튜링의 영향력은 컴퓨터 과학의 범주를 훨씬 뛰어넘어 생물학적 패턴 형성 원리에까지 깊숙이 미쳤습니다. 그는 얼룩말이나 표범의 가죽 패턴이 수학적 공식으로 설명될 수 있음을 발견했으며, 이는 수십 년이 지난 오늘날에도 여전히 유효한 연구 주제로 다뤄지고 있습니다. 최근에는 튜링의 이론을 응용하여 해수 담수화 시스템이 개발되어 권위 있는 학술지에 발표되기도 했습니다. 이처럼 아주 간단한 규칙의 조합이 어마어마한 결과를 만들어낼 수 있다는 튜링의 핵심 아이디어는 현대 과학의 여러 분야에서 혁신적인 기술을 탄생시키는 소중한 밑거름이 되고 있습니다. 인공지능 기술의 핵심인 인공신경망 역시 그 뿌리를 거슬러 올라가면 튜링의 선구적인 제안과 맞닿아 있습니다. 튜링은 이미 1948년에 현대의 인공지능과 유사한 개념을 노트에 기록하며, 당시 기술적 한계로 이를 직접 구현하지 못하는 아쉬움을 토로한 바 있습니다. 오늘날 우리가 목격하고 있는 인공지능의 비약적인 발전은 결국 튜링이 설계한 논리적 범주 안에서 이루어지고 있는 셈입니다. 인공지능이 아무리 똑똑해지더라도 그것이 튜링 기계의 원리를 완전히 벗어나는 것은 아니며, 인류가 사용하는 논리 체계가 유지되는 한 튜링 기계는 여전히 컴퓨팅의 근간으로 남을 것입니다. 튜링의 삶과 죽음을 둘러싼 여러 일화는 그를 더욱 신비롭고 입체적인 인물로 만듭니다. 동성애자라는 이유로 국가로부터 부당한 대우를 받았던 비극적인 서사나, 독이 든 사과를 베어 물고 생을 마감했다는 이야기는 대중에게 널리 알려져 있습니다. 비록 애플의 로고가 튜링을 기리기 위해 만들어졌다는 설은 사실이 아닌 것으로 밝혀졌지만, 이러한 신화적 이야기들은 그가 남긴 학문적 유산에 인간적인 깊이를 더해줍니다. 그의 죽음이 사고였는지 혹은 의도된 선택이었는지에 대한 논란은 여전하지만, 그가 겪었던 고뇌와 시대적 아픔은 현대인들에게도 많은 시사점을 던져줍니다. 튜링이 위대한 업적을 남길 수 있었던 배경에는 영국의 독특한 교육적 분위기와 자신감이 자리 잡고 있습니다. 뉴턴과 같은 거장들을 배출한 전통 속에서 학생들은 권위에 주눅 들지 않고 당당하게 자신의 의견을 개진하는 문화를 향유했습니다. 상대가 아무리 대단한 학자라 할지라도 의문이 생기면 끊임없이 질문하며 도전하는 정신은 새로운 학문적 돌파구를 마련하는 원동력이 되었습니다. 이러한 '후츠파' 정신 혹은 우리 식의 '배짱'은 단순히 지식을 습득하는 수준을 넘어, 기존의 틀을 깨고 새로운 세계를 설계하는 창의적인 연구자로 성장하는 데 필수적인 요소라고 할 수 있습니다. 최근 화두가 되고 있는 양자컴퓨터 역시 튜링 기계의 확장된 형태라고 볼 수 있습니다. 양자 역학의 중첩과 얽힘 현상을 이용하여 계산 효율성을 극대화하는 이 기술은 기존 컴퓨터로는 수만 년이 걸릴 소인수분해 문제를 순식간에 해결할 잠재력을 지니고 있습니다. 이는 현재의 암호 체계를 무력화할 수 있다는 점에서 위협적이기도 하지만, 동시에 컴퓨팅의 새로운 지평을 여는 혁명적인 변화이기도 합니다. 양자컴퓨터가 상용화된다면 우리는 이전과는 비교할 수 없는 속도로 복잡한 문제들을 처리하게 되겠지만, 그 논리적 뿌리는 여전히 튜링이 정립한 기초 위에 굳건히 서 있을 것입니다. 컴퓨터가 모든 문제에 대해 즉각적이고 정확한 답을 내놓을 것이라는 믿음은 일종의 환상에 가깝습니다. 현실 세계에는 계산 시간이 너무 오래 걸려 이론적으로는 가능해도 실제로는 풀 수 없는 문제들이 산재해 있습니다. 이러한 한계를 극복하기 위해 컴퓨터 과학자들은 완벽한 정답 대신 '휴리스틱'이라 불리는 효율적인 판단 방식을 도입하여 실용적인 해답을 찾아냅니다. 튜링 기계의 한계를 인정하면서도 그 안에서 최선의 결과를 도출하려는 이러한 노력은, 기술이 인간의 삶을 실질적으로 개선하는 데 기여하도록 만드는 현대 컴퓨팅의 핵심적인 전략이자 지혜라고 할 수 있습니다.

이광근

카오스재단카오스강연

수학
융합

[강연] 컴퓨터과학의 원천 아이디어가 나오기까지 (1) _ by이광근 | 2018 봄 카오스 강연 '모든 것의 수數다' 10강 | 10강 ①

컴퓨터는 인류가 발명한 도구 중에서도 매우 독특한 위치를 차지합니다. 칼이나 냉장고 같은 일반적인 도구들은 그 목적이 하나로 고정되어 있지만, 컴퓨터는 사용자가 어떤 명령을 입력하느냐에 따라 무궁무진한 역할을 수행할 수 있는 만능 도구이기 때문입니다. 우리는 이를 소프트웨어라고 부르며, 인간의 사고를 반영한 체계를 통해 기계가 복잡한 일을 수행하도록 만듭니다. 이러한 특성 때문에 컴퓨터는 단순한 기계를 넘어 인간의 지능을 확장하는 특별한 장치로 정의되기도 합니다. 흔히 앨런 튜링을 하늘이 내린 천재 수학자로만 기억하지만, 그의 위대한 업적은 사실 당대 수학계가 직면했던 거대한 좌절과 도전 속에서 탄생했습니다. 튜링은 단순히 새로운 것을 창조하려 했던 것이 아니라, 기존의 권위 있는 수학자들이 내놓은 문제들을 자신만의 방식으로 해결하고자 노력했습니다. 이러한 과정은 천재성이라는 모호한 단어보다는, 주어진 문제를 깊이 있게 파고들어 자신만의 논리를 구축해 나가는 탐구 정신의 결과물입니다. 이는 과학적 성취가 특별한 소수만의 전유물이 아님을 시사합니다. 20세기 초, 수학자 다비트 힐베르트는 모든 수학적 명제에 대한 기계적 판정 방법이 존재할 것이라는 원대한 꿈을 꾸었습니다. 하지만 1931년, 젊은 수학자 쿠르트 괴델은 기계적인 방식으로는 모든 수학적 사실을 증명할 수 없다는 것을 완벽하게 입증하며 수학계에 커다란 충격을 안겨주었습니다. 힐베르트의 꿈은 좌절되었지만, 이 사건은 오히려 '기계적 계산'이란 무엇인가에 대한 근본적인 질문을 던지는 계기가 되었습니다. 수학적 한계를 증명하는 과정에서 역설적으로 새로운 논리적 사고의 지평이 열리게 된 것입니다. 튜링은 불완전성 정리를 접한 뒤, 자신만의 스타일로 이를 재증명하기 위해 '기계적'이라는 개념을 구체적으로 정의하기 시작했습니다. 그는 무한한 테이프와 상태 표시 장치, 그리고 규칙표라는 네 가지 부품만으로 구성된 가상의 장치를 고안해 냈습니다. 이것이 바로 오늘날 컴퓨터의 원형인 '튜링 기계'입니다. 흥미로운 점은 튜링이 처음부터 컴퓨터를 발명하려 했던 것이 아니라, 수학적 불가능성을 증명하기 위한 하나의 도구로서 이 기계를 설계했다는 사실입니다. 논리적 증명을 돕기 위한 소품이 현대 정보 혁명의 핵심이 되었습니다. 1936년에 발표된 튜링의 논문은 수학적 난제를 해결하는 동시에 현대 컴퓨터 과학의 청사진을 제시했습니다. 계산 가능한 수의 범위를 정의하고 기계적 절차의 한계를 밝혀낸 그의 연구는, 오늘날 우리가 사용하는 모든 디지털 기기의 이론적 토대가 되었습니다. 수학의 좌절을 확인하는 과정에서 우연히 탄생한 이 아이디어는 인류의 삶을 송두리째 바꾸어 놓았습니다. 결국 컴퓨터 과학의 역사는 불가능에 도전했던 수학자들의 치열한 고민과, 그 과정에서 발견한 논리적 도구들이 빚어낸 위대한 우연의 산물이라고 할 수 있습니다.

이광근

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[석학인터뷰] 이광근_ 튜링은 천재가 아니다? | 2018 봄 카오스 강연 '모든 것의 수數다'

현대 사회에서 코딩 교육의 진정한 목적은 단순히 기술적인 엔지니어를 양성하거나 노벨상과 같은 가시적인 성과를 빠르게 내는 데 있지 않습니다. 우리를 둘러싼 디지털 환경은 끊임없이 변화하며 역동적으로 움직이고 있습니다. 이러한 복잡한 환경을 올바르게 바라보고 이해할 수 있는 시각을 형성하는 것이 코딩 교육의 핵심입니다. 즉, 코딩은 논리적인 사고를 통해 세상을 구체적으로 파악하고 디지털 문명을 주체적으로 수용할 수 있도록 돕는 중요한 도구라고 할 수 있습니다. 컴퓨터의 아버지라 불리는 앨런 튜링은 흔히 뉴턴과 같은 천재 수학자로 기억되곤 합니다. 하지만 그의 설계 청사진을 면밀히 추적해 보면, 그의 업적이 단순히 하늘이 점지해 준 천부적인 재능만으로 이루어진 것은 아님을 알 수 있습니다. 튜링이 남긴 구체적인 작업 과정과 논리적 근거들은 그가 어떻게 원천적인 아이디어를 구체화했는지 명확히 보여줍니다. 이는 천재성이라는 모호한 단어 뒤에 숨겨진 치열한 고민과 체계적인 사고의 과정을 다시금 깊이 있게 생각하게 만드는 대목입니다. 원천적인 아이디어는 어느 날 갑자기 나타나는 영감이 아니라, 일정한 단계를 거쳐 일궈낸 결과물에 가깝습니다. 튜링의 사례에서 볼 수 있듯이, 혁신적인 성취는 한 개인의 독보적인 천재성에만 의존하는 것이 아니라 논리적인 설계와 구체적인 증거들을 쌓아가는 과정에서 탄생합니다. 이러한 관점은 우리에게 큰 희망을 줍니다. 누구나 올바른 시각을 가지고 체계적으로 접근한다면, 복잡한 디지털 세상 속에서 자신만의 창의적인 해답을 찾아낼 수 있다는 가능성을 시사하기 때문입니다.

이광근

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[강연] 수학의 대통일 이론 랭랜즈 프로그램에 대하여 (3) _ by신석우 | 2018 봄 카오스 강연 '모든 것의 수數다' 9강 | 9강 ③

수학은 끊임없이 새로운 지평을 열어가는 학문입니다. 우리가 마주하는 지식의 경계선에서는 모든 것이 복잡하고 어렵게 느껴지지만, 시야를 넓혀 전체를 조망하면 그 복잡함 속에 숨겨진 단순한 질서가 드러나기도 합니다. 랭랜즈 프로그램과 같은 거대한 연구 체계는 흩어져 있던 여러 수학적 개념들을 하나로 통합하여, 페르마의 마지막 정리와 같은 난제들을 보다 명료하게 바라볼 수 있는 틀을 제공하며 수학의 세계를 확장합니다. 수학자들이 고된 연구를 지속할 수 있는 원동력은 무엇일까요? 그것은 서로 관련 없어 보이던 두 대상 사이의 연결고리를 발견했을 때 느끼는 짜릿함에 있습니다. 개별적으로 존재하던 지식들이 하나로 통합되는 과정은 수학자들에게 커다란 정신적 보상을 제공합니다. 어려운 문제일수록 이를 해결했을 때의 성취감은 더욱 크며, 이러한 지적 즐거움은 일종의 중독성을 지니고 있어 연구자들이 끊임없이 새로운 도전에 나설 수 있게 만듭니다. 하지만 수학 연구의 과정이 늘 즐거운 것만은 아닙니다. 대개의 경우 정답을 찾지 못해 인고의 시간을 보내야 하며, 어디로 나아가야 할지 알 수 없는 불투명한 상황에 놓이기도 합니다. 이럴 때 수학자들은 잠시 문제를 내려놓고 산책을 하거나 음악을 듣는 등 전혀 다른 활동에 몰입하며 스트레스를 해소합니다. 역설적이게도 문제에서 멀어져 머릿속을 비우는 시간은 잠재의식이 작동하여 갑작스러운 아이디어를 떠올리게 하는 중요한 계기가 됩니다. 현대 수학은 크게 대수학, 기하학, 해석학, 위상수학으로 나뉩니다. 대수학은 수와 구조의 이론을 다루며, 기하학은 우리가 사는 공간과 고차원 공간을 이해하는 학문입니다. 해석학은 미적분학을 바탕으로 수의 연속성과 극한을 탐구합니다. 과거에는 이들 분야가 엄격히 구분되었으나, 현대에 이르러서는 그 경계가 점차 허물어지고 있습니다. 오늘날의 수학자들은 자신의 전공에 매몰되지 않고 다양한 분야를 넘나들며 협업을 통해 거대한 문제를 해결해 나갑니다. 특히 기하학은 우리가 세상을 인식하는 가장 기본적인 도구입니다. 어린아이가 숫자를 세기 전 모양을 먼저 인식하듯, 공간과 형태를 구별하는 능력은 수학적 사고의 시작점이라 할 수 있습니다. 최근 교육 과정에서 기하학의 비중이 줄어드는 것에 대해 우려의 목소리가 높은 이유도 여기에 있습니다. 기하학적 사고가 결여되면 세상을 보는 시야가 좁아질 수밖에 없으며, 이는 현대 사회에서 더욱 중요해지는 다각적 문제 해결 능력을 저해할 수 있습니다. 수학은 전문가들만의 전유물이 아닙니다. 최근에는 일반인들도 수학의 매력을 느낄 수 있는 훌륭한 교양 서적들이 많이 출간되고 있습니다. 전문적인 계산이나 복잡한 증명에 얽매이기보다, 수학적 아이디어가 전하는 철학적 의미와 역사적 흐름을 따라가다 보면 누구나 수학이라는 거대한 지적 세계에 발을 들일 수 있습니다. 수학에 대한 흥미를 잃지 않고 자신만의 관점에서 문제를 바라보는 태도는 수학을 즐기는 가장 좋은 방법 중 하나입니다. 랭랜즈 프로그램은 수학의 여러 분야를 유기적으로 연결하는 '원대한 계획'과 같습니다. 이는 단순한 문제 풀이를 넘어 수학 전체를 관통하는 일관된 방향성을 제시합니다. 특히 '군'이라는 개념을 통해 대칭성을 수학적 언어로 표현하고, 이를 활용해 방정식의 해를 찾거나 함수의 특성을 분석하는 과정은 매우 경이롭습니다. 서로 다른 대상 사이의 쌍대성을 발견하고 이를 통합하려는 노력은 수학이 지닌 진정한 가치와 무한한 가능성을 잘 보여줍니다.

신석우, 정경훈

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[강연] 세상을 바꾼 알고리즘 - 알파고와 블록체인을 넘어 미래로 (4) _ by이준엽 | 2018 봄 카오스 강연 '모든 것의 수數다' 8강 | 8강 ④

인공지능 시대의 도래는 단순히 인간의 업무를 기계가 대체하는 차원을 넘어섭니다. 과거에는 인간이 필요한 정보를 직접 기록하고 구전하며 관리할 수 있었지만, 현대 사회는 기계들이 쏟아내는 데이터의 양이 인간의 처리 능력을 아득히 초월했습니다. 이러한 데이터의 홍수 속에서 의미 있는 정보를 추출하고 분석하기 위해 인공지능은 필수적인 도구가 되었습니다. 즉, 인공지능은 인간의 한계를 보완하여 방대한 정보 속에서 가치를 찾아내는 새로운 지적 동반자로서 그 존재 이유를 가집니다. 인공지능의 화려한 성취 뒤에는 견고한 수학적 원리가 자리 잡고 있습니다. 알파고와 같은 사례에서 보듯, 인공지능이 보여주는 놀라운 결과물은 복잡한 알고리즘과 수학적 모델링의 산물입니다. 특히 딥러닝을 깊이 이해하기 위해서는 선형대수학이나 기하학과 같은 수학적 기초가 필수적입니다. 단순히 기술적인 구현에 그치지 않고 인공지능의 근본적인 작동 원리를 파악하기 위해서는 수학이라는 언어를 통해 그 내부를 들여다보는 노력이 필요하며, 이는 인공지능 시대를 주도하는 핵심 역량이 됩니다. 수학의 역사는 계산의 시대에서 이론의 시대를 거쳐, 이제는 컴퓨터와 협력하는 새로운 계산의 시대로 진입했습니다. 과거의 수학자가 수식을 직접 풀고 계산하는 데 집중했다면, 현대의 수학자는 어떤 계산을 시킬 것인지 설계하고 그 결과를 어떻게 해석할 것인지 고민하는 역할을 수행합니다. 인공지능이 발전함에 따라 수학자의 역할이 사라지는 것이 아니라, 오히려 가보지 않은 길을 개척하고 복잡한 시스템의 논리적 타당성을 검증하는 고차원적인 설계자로서의 위상이 더욱 강화되고 있는 것입니다. 최근 교육 현장에서 코딩 열풍이 불고 있지만, 진정한 핵심은 프로그래밍 언어의 문법을 익히는 것이 아니라 그 밑바탕에 깔린 수학적 사고력을 기르는 데 있습니다. 코딩은 논리적인 구조를 구현하는 수단일 뿐이며, 무엇을 어떻게 구현할 것인지를 결정하는 것은 결국 수학적 원리에 대한 이해입니다. 원리를 모른 채 복잡한 수식만 나열하는 것은 비효율적입니다. 따라서 미래 세대에게 필요한 교육은 단순한 기능 습득이 아니라, 문제를 효율적으로 정의하고 식의 의미를 파악하는 본질적인 사고의 힘을 길러주는 방향으로 나아가야 합니다. 인공지능의 신경망 구조가 인간의 뇌와 유사해짐에 따라 생명과 의식에 대한 철학적 질문도 제기됩니다. 예쁜꼬마선충의 뉴런 구조를 기계적으로 복제했을 때 생명체와 유사한 반응을 보이는 사례는 흥미로운 시사점을 던져줍니다. 하지만 인간의 뇌는 단순한 알고리즘의 집합을 넘어 끊임없는 경험과 학습을 통해 스스로를 변화시키는 복잡한 상태를 지닙니다. 인공지능이 인간의 지적 능력을 흉내 낼 수는 있어도, 주관적인 경험과 의식의 영역까지 완벽히 대체할 수 있는지에 대해서는 생물학적, 철학적 관점에서의 깊은 성찰이 동반되어야 합니다. 리만 가설과 같은 수학적 난제를 인공지능이 해결할 수 있을지에 대한 관심도 뜨겁습니다. 컴퓨터는 방대한 계산을 통해 반례를 찾거나 복잡한 미분방정식을 푸는 데 탁월한 성능을 발휘하지만, 문제의 본질을 꿰뚫는 통찰력을 제시하는 데는 여전히 한계가 있습니다. 인공지능은 인간이 미처 생각하지 못한 새로운 지평을 열어주는 보조적인 도구로서 강력한 힘을 발휘할 것입니다. 결국 수학적 난제의 해결은 기계의 압도적인 계산 능력과 인간의 창의적인 가설 설정이 조화를 이룰 때 비로소 가능해질 것으로 보입니다. 궁극적으로 수학을 공부하는 이유는 단순히 지식을 습득하는 것을 넘어, 권위에 맹종하지 않고 스스로 사고하는 힘을 기르기 위함입니다. 수학은 누구나 자신의 논리로 결과를 확인하고 검증할 수 있는 학문입니다. 인공지능이 제공하는 결과물에 의존하기만 하는 것이 아니라, 그것이 왜 옳은지 스스로 판단할 수 있는 비판적 사고력이 인공지능 시대에 더욱 절실해집니다. 스스로 생각하고 확인하는 수학적 태도는 급변하는 기술 사회 속에서 우리가 중심을 잡고 주체적인 삶을 살아갈 수 있게 돕는 가장 강력한 무기가 될 것입니다.

박부성, 이준엽

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[강연] 세상을 바꾼 알고리즘 - 알파고와 블록체인을 넘어 미래로 (2) _ by이준엽 | 2018 봄 카오스 강연 '모든 것의 수數다' 8강 | 8강 ②

수학은 복잡한 현실 세계의 문제를 추상화하여 해결하는 핵심적인 도구입니다. 심장의 박동이나 자동차의 움직임처럼 서로 전혀 다른 분야의 현상이라도, 이를 미분 방정식이라는 수학적 언어로 표현하면 동일한 논리 체계 안에서 해답을 찾을 수 있습니다. 수학자는 특정 분야에서 이룬 놀라운 성취를 다른 분야로 전파하는 매개체 역할을 수행하며, 모든 공학적 설계와 과학적 발견의 근간이 되는 알고리즘의 혁신을 이끌어냅니다. 이러한 수학적 기초는 현대 문명을 지탱하는 가장 강력한 힘입니다. 금융 시장의 복잡한 변화를 예측하는 데에도 수학은 결정적인 기여를 했습니다. 1940년대 일본의 수학자 이토 기요시가 정립한 '이토 미분'은 당시에는 추상적인 이론에 불과했으나, 30년 뒤 주식과 파생상품의 가치를 계산하는 금융공학의 핵심 도구로 재발견되었습니다. 이는 순수 수학적 아이디어가 고속 계산 알고리즘과 결합하여 거대한 산업적 변화를 일으킨 대표적인 사례로, 수학적 통찰이 시대를 앞서 새로운 경제적 가치를 창출할 수 있음을 보여주는 증거라고 할 수 있습니다. 구글의 성공 신화 뒤에는 선형대수학의 '고유치 문제'라는 수학적 원리가 숨어 있습니다. 초기 검색 엔진들이 단순히 단어의 유사성을 비교할 때, 구글은 웹페이지 간의 연결 관계를 수치화하여 정보의 권위와 중요도를 정량적으로 계산했습니다. 수많은 웹페이지를 이동하는 사용자의 확률적 분포를 계산하여 가장 가치 있는 정보를 상단에 배치하는 이 혁신적인 알고리즘은, 복잡한 네트워크 데이터를 수학적 관점으로 재해석함으로써 정보 검색의 패러다임을 완전히 바꾸어 놓았습니다. 블록체인 기술은 수학적 암호화와 검증 과정을 통해 데이터의 신뢰성을 확보합니다. 각 블록은 이전 블록의 정보를 담은 해시값으로 연결되어 있으며, 복잡한 수학 문제를 풀어야만 새로운 블록을 생성할 수 있는 구조를 가집니다. 거래 내역을 직접 노출하지 않으면서도 공개키 암호와 해시 함수를 활용해 데이터의 무결성을 증명하는 이 방식은, 중앙 집중식 관리 없이도 전 세계 사용자가 동시에 정보를 신뢰하고 공유할 수 있는 새로운 디지털 생태계를 구축하는 기반이 되었습니다. 인공지능의 역사는 인간의 사고 과정을 기계로 구현하려는 수학적 도전에서 시작되었습니다. 앨런 튜링이 제안한 튜링 테스트부터 체스 챔피언을 이긴 딥 블루, 퀴즈 쇼에서 승리한 왓슨에 이르기까지 인공지능은 끊임없이 진화해 왔습니다. 특히 최근의 인공지능은 인간의 뇌 신경망을 모방한 인공 신경망 구조를 통해 데이터를 학습하며, 단순한 규칙 기반의 시스템을 넘어 스스로 패턴을 찾아내고 판단하는 수준에 도달하여 우리 삶의 모든 영역에 깊숙이 침투하고 있습니다. 알파고의 등장은 지식 기반 전문가 시스템과 데이터 기반 인공 신경망이 결합하여 이룬 놀라운 성취였습니다. 바둑의 방대한 경우의 수를 모두 계산하는 대신, 고수들의 기보를 학습한 정책망으로 유망한 수를 선택하고 가치망을 통해 승률을 예측하는 병렬 계산 방식을 도입했습니다. 하지만 이러한 딥러닝 기술이 왜 뛰어난 성능을 내는지, 얼마나 많은 데이터가 필요한지에 대한 수학적 이론은 여전히 미지의 영역으로 남아 있으며, 이는 현대 수학자들이 풀어야 할 새로운 과제가 되었습니다. 인류 문명의 발전 단계마다 그 시대를 이끄는 새로운 수학이 존재해 왔습니다. 농경 시대에는 기하학이, 산업 혁명기에는 해석학이 과학 기술의 발전을 견인했다면, 4차 산업 혁명 시대에는 비정형 데이터를 다루는 위상수학이나 확률 최적화 이론이 핵심적인 역할을 할 것입니다. 미래의 불확실한 세계를 탐험하기 위해서는 기존의 알고리즘을 넘어선 수학적 상상력이 필요하며, 이러한 학문적 탐구는 인공지능과 양자 컴퓨팅 등 미래 기술의 한계를 극복하는 열쇠가 될 것입니다.

이준엽

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[강연] 세상을 바꾼 알고리즘 - 알파고와 블록체인을 넘어 미래로 (1) _ by이준엽 | 2018 봄 카오스 강연 '모든 것의 수數다' 8강 | 8강 ①

우리의 일상은 수많은 알고리즘으로 둘러싸여 있습니다. 가장 대표적인 예가 내비게이션입니다. 내비게이션의 핵심은 화려한 그래픽이나 음성 안내가 아니라, 최적의 경로를 찾아내는 알고리즘에 있습니다. 알고리즘이란 특정 목표를 달성하기 위한 유한한 절차나 규칙의 모임을 의미합니다. 이는 단순히 컴퓨터 프로그램에 국한된 개념이 아니라, 복잡한 문제를 효율적으로 해결하기 위해 인간이 설계한 체계적인 문제 해결 방식의 정수라고 할 수 있습니다. 경로 탐색의 효율성을 극대화한 사례로 '패스트 마칭 알고리즘'을 들 수 있습니다. 과거에는 모든 경우의 수를 일일이 계산하려 했으나, 이는 데이터가 늘어날수록 계산량이 기하급수적으로 증가하는 한계가 있었습니다. 하지만 수학자들은 이를 미분 방정식의 관점에서 접근하여 사고의 전환을 이뤄냈습니다. 속도의 역수를 시간의 흐름으로 파악하고, 마치 물결이 퍼져나가는 것처럼 최단 시간을 계산하는 방식은 복잡한 경로 문제를 획기적으로 해결했습니다. 이러한 수학적 알고리즘은 단순히 길 찾기에만 머물지 않습니다. 동일한 원리가 의료 영상에서 뇌의 구조를 분리해내는 이미지 분할 기술이나, 로봇 팔이 장애물을 피해 움직이는 6차원 궤적 계산에도 적용됩니다. 하나의 잘 설계된 알고리즘이 전혀 다른 분야의 난제들을 해결하는 열쇠가 되는 것입니다. 이는 프로그램의 외형보다 그 내면에 숨겨진 수학적 원리와 이를 새로운 문제에 적용하는 창의적 사고가 얼마나 중요한지를 잘 보여줍니다. 컴퓨터의 역사를 되짚어보면 흥미로운 사실을 발견하게 됩니다. 1960년대까지만 해도 '컴퓨터'는 기계가 아니라 복잡한 수식을 계산하는 사람의 직업을 일컫는 말이었습니다. 당시 NASA와 같은 기관에서는 수학적 재능을 가진 여성들이 직접 손으로 계산을 수행하며 우주 탐사의 초석을 다졌습니다. 오늘날 우리가 사용하는 전자계산기나 노트북이 보급되기 전부터, 인간의 지성은 이미 알고리즘적 사고를 통해 거대한 과학적 성취를 이뤄내고 있었습니다. 현대 컴퓨터의 논리적 토대를 마련한 것은 앨런 튜링의 '튜링 머신'입니다. 튜링 머신은 실제로 제작된 기계가 아니라, 수학적 증명을 위해 고안된 가상의 장치였습니다. 0과 1을 기록하고 칸을 이동하는 지극히 단순한 규칙만으로 모든 계산 가능한 문제를 풀 수 있다는 이 개념은 현대 컴퓨터 공학의 시초가 되었습니다. 수학적 상상력에서 탄생한 이 사고 실험은 불가능해 보이던 논리적 한계를 규명하고, 디지털 시대의 문을 여는 결정적인 계기가 되었습니다. 컴퓨터 공학이라는 학문이 정립되기 훨씬 전부터, 핵심적인 계산 알고리즘의 대부분은 수학자들에 의해 개발되었습니다. 20세기 과학 계산의 주요 업적들을 살펴보면, 컴퓨터가 보급되지 않았던 시절에 이미 논리적 체계가 완성된 경우가 많습니다. 이는 수학이 단순히 숫자를 다루는 학문을 넘어, 세상에 없던 새로운 체계를 설계하는 근본적인 도구이기 때문입니다. 수학적 상상력은 기술적 한계를 뛰어넘어 미래를 설계하는 원동력이 되어왔습니다. 오늘날 계산 기술은 자연과학과 공학을 넘어 사회과학 전반에 걸쳐 필수적인 역할을 수행합니다. 과거의 과학이 이론과 실험이라는 두 축으로 지탱되었다면, 이제는 '계산'이 제3의 축으로 자리 잡았습니다. 비행기 설계부터 주가 예측, 질병 진단에 이르기까지 수많은 모델링이 컴퓨터를 통해 이루어집니다. 세상을 논리적으로 이해하려는 지적 탐구는 복잡한 현실 문제를 해결 가능한 형태로 변환하는 가장 강력한 동력이 됩니다.

이준엽

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[석학인터뷰] 황준묵_ 나는 킬러같은 수학자다 | 2018 봄 카오스 강연 '모든 것의 수數다'

기하학은 단순히 수학의 한 분야를 넘어 세상을 바라보는 하나의 관점이라고 할 수 있습니다. 대개의 수학이 세밀한 분석을 통해 나무를 보는 작업에 집중한다면, 기하학은 전체적인 구조를 파악하며 숲을 조망하는 능력을 길러줍니다. 세계수학자대회에서 기조강연을 맡는 것은 수학자로서 인생의 정점에 도달했음을 의미하는 영광스러운 일이지만, 한편으로는 그 이후의 행보에 대한 고민을 안겨주기도 합니다. 기하학적 사고는 복잡한 수식 너머에 존재하는 본질적인 형태와 흐름을 이해하게 함으로써 수학적 통찰력을 완성하는 중요한 열쇠가 됩니다. 최근 교육 현장에서 기하학의 비중이 줄어드는 것에 대해 우려의 목소리가 높습니다. 유클리드 기하학은 학생들에게 수학적 논리가 무엇인지 가장 선명하게 보여주는 도구이기 때문입니다. 명확한 정의에서 출발하여 논리적 단계를 밟아 증명해 나가는 과정은 사고의 체계를 세우는 데 필수적입니다. 기하학을 교육과정에서 제외하는 것은 수학의 균형을 무너뜨리는 결과를 초래할 수 있습니다. 논리적 사고의 기초를 닦는 기하학의 가치를 간과한다면, 학생들이 수학의 진정한 아름다움과 엄밀함을 경험할 기회를 잃게 될지도 모릅니다. 수학자로서 가장 큰 희열을 느끼는 순간은 복잡한 논리 체계 속에서 결정적인 해답을 찾아내는 때입니다. 학문적 탐구의 끝에서 마주하는 진리는 단순한 지식의 습득을 넘어 연구자에게 깊은 전율과 형언할 수 없는 성취감을 선사합니다. 이러한 지적 쾌감은 수학이라는 거대한 세계를 지탱하는 가장 강력한 원동력이자, 기하학적 통찰이 도달할 수 있는 아름다움의 본질이라 할 수 있습니다. 각 분야의 조화로운 탐구는 결국 수학의 진정한 가치를 완성하는 길로 우리를 안내하며 학문적 성장을 이끌어냅니다.

황준묵

카오스재단2018 카오스강연 '모든 것의 수數다'

수학

[강연] 고차원 비유클리드 공간으로의 초대 (4) _ by황준묵 | 2018 봄 카오스 강연 '모든 것의 수數다' 5강 | 5강 ④

수학계의 노벨상이라 불리는 필즈상은 40세 이하의 젊은 수학자에게 수여되는 독특한 전통을 가지고 있습니다. 이는 초기 제정 당시 신진 연구자들을 독려하기 위한 취지였으나, 오늘날에는 세계 최고의 권위를 상징하는 상으로 자리 잡았습니다. 반면 노르웨이의 아벨상은 나이 제한 없이 평생의 업적을 기리는 방식으로 운영되어 노벨상의 형식과 더 유사합니다. 이처럼 수학계는 젊은 천재의 번뜩임과 노학자의 깊은 통찰을 모두 존중하며 학문의 발전을 이끌어오고 있습니다. 흔히 수학은 타고난 천재들만의 전유물이라고 생각하기 쉽지만, 실제 수학의 세계는 상상할 수 없는 노력의 산물입니다. 우리가 천재라고 부르는 이들의 결과물 뒤에는 논문에 드러나지 않는 수많은 시행착오와 인고의 시간이 숨겨져 있습니다. 특정 분야에서 두각을 나타내는 것은 천부적인 재능 덕분이라기보다, 적절한 시기에 해당 개념을 접하고 이를 체화하기 위해 쏟아부은 집중력의 결과인 경우가 많습니다. 결국 수학적 성취는 번뜩이는 영감보다는 끈기 있게 진리를 탐구하는 태도에서 비롯됩니다. 수학자라고 해서 모든 수학 분야에 능통한 것은 아닙니다. 어떤 이는 기하학적 시각화에 탁월한 반면, 다른 이는 복잡한 연산이나 조합론적 사고에 어려움을 느끼기도 합니다. 하지만 이러한 개인의 차이는 연구의 걸림돌이 되지 않습니다. 자신이 부족한 부분은 해당 분야에 강점을 가진 동료와의 협업을 통해 보완할 수 있기 때문입니다. 수학은 단일한 능력을 측정하는 시험이 아니라, 각기 다른 재능을 가진 이들이 모여 거대한 지식의 지도를 완성해 나가는 집단 지성의 과정이라 할 수 있습니다. 최근 교육 과정에서 기하학의 비중이 줄어드는 것에 대한 우려가 큽니다. 기하학은 단순히 도형을 배우는 과목을 넘어, 물리학의 언어인 벡터를 이해하고 미적분의 개념을 시각적으로 구체화하는 핵심적인 토대입니다. 기하학적 사고가 결여된 상태에서의 수학 학습은 자칫 공식 암기 위주의 형식적인 공부에 그칠 위험이 있습니다. 상상력과 엄밀함을 동시에 길러주는 기하학은 사고의 틀을 형성하는 중요한 역할을 하므로, 입시를 넘어 학문의 깊이를 더하기 위해 반드시 거쳐야 할 필수적인 과정입니다. 아인슈타인의 일반 상대성 이론은 수학과 물리학이 만나는 가장 아름다운 지점 중 하나입니다. 이 이론은 유클리드 기하학이 공리에서 출발하여 체계를 세운 것처럼, 광속 불변의 원리와 같은 몇 가지 가정을 바탕으로 우주의 구조를 설명합니다. 중력이 시공간의 곡률로 설명되는 이 거대한 체계는 기하학이라는 언어가 없었다면 탄생할 수 없었을 것입니다. 수학적 논리 체계가 어떻게 현실 세계의 물리 법칙을 규명하는 강력한 도구가 되는지를 보여주는 일반 상대성 이론은 현대 과학의 정수라 할 수 있습니다.

오성진, 황준묵

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수학

[강연] 수학역사상 가장 유명한 난제 리만가설 (4) _ by기하서 | 2018 봄 카오스 강연 '모든 것의 수數다' 3강 | 3강 ④

수학의 세계에는 수많은 난제가 존재하지만, 그중에서도 리만 가설은 많은 수학자들에게 도전의 대상이자 꿈의 정점입니다. 기하서 교수는 폴리아 추측을 해결하는 과정에서 이 거대한 산의 존재를 다시금 확인하게 되었습니다. 8년 동안 매달렸던 폴리아 추측을 동료와의 협력을 통해 단 넉 달 만에 해결하며 얻은 자신감은 그를 리만 가설이라는 더 큰 도전으로 이끌었습니다. 비록 그 길이 20년이라는 긴 세월을 요구할 것이라고는 당시에는 상상조차 하지 못했지만, 난제를 향한 순수한 열정은 그를 수학의 깊은 심연으로 안내하는 원동력이 되었습니다. 20년이라는 긴 시간 동안 하나의 문제에 매달리는 것은 결코 쉬운 일이 아닙니다. 기 교수는 이 과정을 고통스러운 인고의 시간이 아닌, 매일매일 마주하는 아름다운 순간들의 연속으로 기억합니다. 그는 자신의 직관을 확인하기 위해 전 세계의 저명한 수학자들을 찾아다니며 교류했습니다. 모토하시, 후지, 요시다 등 세계적인 석학들과의 대화는 리만 가설에 대한 다양한 시각을 제공해주었습니다. 이러한 상호작용은 수학 연구가 단순히 혼자만의 고립된 작업이 아니라, 전 세계 수학자들의 상상력이 교차하며 지평을 넓혀가는 역동적인 과정임을 보여줍니다. 연구 과정에서 마주한 가장 큰 전환점은 현대 수학의 거대한 흐름인 랭글랜즈 프로그램과의 만남이었습니다. 대수기하학적 기초 없이 리만 가설에 도전하는 것의 한계를 깨달은 그는, 늦은 시기임에도 불구하고 새로운 이론을 공부하기 시작했습니다. 특히 숄체 교수의 논문을 해독할 수 있게 된 시점부터 그는 지식의 갈증에서 벗어나 진정한 자유를 느꼈다고 회상합니다. 이는 수학자에게 필요한 것이 단순히 기존의 지식을 습득하는 것을 넘어, 끊임없이 변화하는 학문의 흐름을 수용하고 자신의 한계를 극복하려는 유연한 태도임을 시사합니다. 리만 가설과 같은 거대 난제를 다루기 위해서는 천재적인 지능만큼이나 독특한 성격적 특성이 요구됩니다. 기 교수는 수학자를 두 부류로 나누며, 자신을 '성격'으로 버티는 유형이라 정의합니다. 오랜 시간 공들여온 연구가 실패로 돌아갔음을 깨달은 순간에도 좌절하지 않고 다시 시작할 수 있는 마음가짐이 중요하기 때문입니다. 단순히 좋아한다는 감정만으로는 3년에서 5년의 한계를 넘기 어렵지만, 실패를 딛고 일어서는 회복탄력성은 수학자가 난제를 해결하기 위해 갖춰야 할 필수적인 자질입니다. 리만 가설의 역사는 1859년 베른하르트 리만이 발표한 단 8쪽짜리 논문에서 시작되었습니다. 가우스가 15세의 나이에 예견했던 소수 정리를 보다 구체화하려 했던 리만은, 소수의 개수를 세는 '문학적'인 표현을 정교한 수학적 공식으로 변환하는 업적을 남겼습니다. 리만은 자신의 가설이 증명된다면 소수의 분포를 완벽히 이해할 수 있을 것이라 보았지만, 정작 그 증명은 후대의 몫으로 남겨두었습니다. 160년이 지난 지금까지도 이 가설이 수많은 수학자들을 매료시키고 괴롭히는 이유는, 그 안에 우주의 질서를 관통하는 소수의 비밀이 숨겨져 있기 때문일 것입니다.

기하서, 김영원

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수학

[강연] 세상 속의 수數다 (4) _ by고계원 | 2018 봄 카오스 강연 '모든 것의 수數다' 1강 | 1강 ④

수학 연구의 과정은 끊임없는 사고의 반복입니다. 문제를 마주하고 고민하며 다양한 방식으로 응용해 보는 시간은 길지만, 정작 해답을 찾아냈을 때 느끼는 행복은 찰나에 불과합니다. 하지만 이러한 인고의 과정은 비단 수학에만 국한되지 않습니다. 모든 학문적 연구와 기업의 업무 역시 비슷한 흐름을 가집니다. 중요한 것은 그 짧은 기쁨의 순간을 동력 삼아 다시 새로운 문제로 뛰어드는 열정입니다. 이러한 반복 속에서 우리는 학문적 가치를 발견하며 삶의 보람을 채워나갑니다. 이론 과학의 메카로 불리는 프린스턴 고등연구소는 아인슈타인과 폰 노이만 같은 위대한 과학자들이 머물렀던 곳입니다. 이곳은 겉으로 보기에는 매우 한적하고 평화로운 분위기를 자아내지만, 그 이면에는 지독하리만큼 치열한 학문적 탐구가 자리 잡고 있습니다. 연구자들이 누리는 여유는 단순히 쉬는 것이 아니라, 깊은 사고에 몰입할 수 있는 최적의 환경을 의미합니다. 치열함과 여유가 공존하는 이 특별한 공간은 새로운 이론이 탄생하는 밑거름이 되며, 현대 과학의 발전을 이끄는 중요한 축이 됩니다. 수학적 성취를 이루는 데 있어 재능과 노력 중 무엇이 더 중요한지에 대한 논의는 늘 뜨겁습니다. 일부 학자들은 수학에서 가장 중요한 재능으로 상상력을 꼽습니다. 논리적 사고나 계산력은 훈련을 통해 어느 정도 습득할 수 있지만, 기존의 틀을 깨는 획기적인 아이디어는 타고난 상상력에서 비롯된다는 시각입니다. 영화 '인셉션'의 감독이 보여준 창의성처럼, 수학 역시 무한의 크기를 비교하거나 새로운 체계를 설계할 때 고도의 상상력을 필요로 합니다. 이는 단순히 공식을 외우는 것 이상의 차원입니다. 흔히 노력형 수학자로 알려진 이들조차 사실은 엄청난 재능을 겸비한 경우가 많습니다. 수학은 알면 알수록 자신의 부족함을 깨닫게 만드는 학문이기에, 고수들 사이에서도 늘 겸손함을 유지하게 됩니다. 유명한 수학자들은 잠자는 시간을 제외한 거의 모든 일상을 수학적 사고에 할애하며, 이를 고통이 아닌 삶의 일부로 받아들입니다. 천재성이라는 바탕 위에 쉼 없는 노력이 더해질 때 비로소 인류의 지성사를 바꿀 위대한 업적이 탄생합니다. 결국 수학은 재능과 노력이 정교하게 맞물려 돌아가는 예술과도 같습니다. 아이들의 수학적 재능을 키워주기 위해서는 정답을 맞히는 것보다 문제를 가지고 노는 경험이 중요합니다. 다리 개수를 맞히는 간단한 퀴즈를 풀 때도 연립방정식 같은 공식을 강요하기보다, 스스로 그림을 그리며 추론할 시간을 충분히 주어야 합니다. 때로는 일부러 틀린 조건의 문제를 제시하여 아이가 논리적 모순을 스스로 발견하게 유도하는 것도 좋은 방법입니다. 이러한 과정에서 아이들은 홀수와 짝수의 개념을 자연스럽게 깨닫고 사고의 유연성을 기릅니다. 여유로운 대화 속에서 이루어지는 탐구는 수학을 즐거운 놀이로 인식하게 만듭니다.

고계원

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수학

[강연] 2014 카오스 콘서트 수학의 본질 - '수' (1) | 1강

수학은 현대 문명의 기초이자 창조 경제의 핵심 동력으로 주목받고 있습니다. 특히 대한민국이 '수학의 해'로 선포되고 서울에서 세계수학자대회가 개최되었던 시기는 수학에 대한 사회적 관심이 그 어느 때보다 뜨거웠습니다. 이러한 흐름 속에서 열린 지식 나눔 콘서트는 수학의 본질을 탐구하고 대중과 소통하는 소중한 장이 되었습니다. 수많은 인파가 몰린 현장의 열기는 수학이 단순히 입시를 위한 도구가 아니라, 세상을 이해하는 깊이 있는 학문으로서 우리 곁에 살아 숨 쉬고 있음을 증명해 주었습니다. 우리는 일상에서 '수'를 공기처럼 당연하게 사용하지만, 막상 그 본질이 무엇인지 질문을 받으면 당혹감을 느끼곤 합니다. 예를 들어 펭귄 다섯 마리, 꽃 다섯 송이, 컵 다섯 개라는 서로 다른 대상에서 우리는 '다섯'이라는 공통점을 찾아냅니다. 외형이나 속성이 전혀 다른 물건들 사이에서 오직 수량이라는 추상적인 개념만을 추출해내는 과정은 수학적 사고의 시작이라고 할 수 있습니다. 이처럼 구체적인 사물의 형태를 지우고 남은 순수한 개념으로서의 수를 이해하는 것이 바로 수학의 본질에 다가가는 첫 번째 걸음입니다. 고대 수학의 선구자인 피타고라스는 '만물은 수이다'라는 명언을 남기며 수의 신비로움을 종교적인 차원까지 끌어올렸습니다. 당시 사람들은 수 그 자체의 추상성을 온전히 받아들이기 어려웠기에, 각 숫자에 구체적인 의미를 부여하여 이해하려 노력했습니다. 예를 들어 1은 이성, 2는 여성, 3은 남성, 5는 결혼이나 창조의 수라고 규정하는 식이었습니다. 이는 수라는 추상적 존재를 우리가 일상에서 느끼는 구체적인 성질이나 사물과 연결 지어 파악하고자 했던 인류의 초기 고뇌를 잘 보여주는 대목입니다. 시대가 흐르면서 인류는 수를 사물에 억지로 연결하지 않고도 그 자체로 사유할 수 있는 능력을 갖추게 되었습니다. 데카르트 시대를 거치며 수학적 방법론은 더욱 정교해졌고, 수는 점차 확고한 독립적 개념으로 자리 잡았습니다. 현대의 우리는 숫자를 써놓고 그것이 무엇인지 구체적으로 설명하지 못하면서도 이를 자유자재로 활용합니다. 이는 수의 본질에 대한 철학적 고민이 학문의 기초로 내재화되었음을 의미합니다. 추상화된 수의 개념은 이제 과학적 논리의 바탕이 되어 복잡한 세상을 설명하는 강력한 도구가 되었습니다. 수학의 본질은 단순히 숫자를 세는 것에 그치지 않고, 자연의 법칙을 설명하는 언어로서 그 진가를 발휘합니다. 뉴턴의 운동 법칙에서 힘과 질량, 가속도의 관계를 수식으로 표현하는 것처럼, 수학은 물리적 현상을 명쾌한 논리로 정리해 줍니다. 현대 과학의 눈부신 발전은 수라는 추상적 도구를 통해 우주의 질서를 파악하려 했던 끊임없는 시도의 결과물입니다. 결국 수학을 공부한다는 것은 세상을 바라보는 새로운 눈을 갖는 것이며, 보이지 않는 질서를 찾아내는 창조적 영감의 과정이라고 할 수 있습니다.

김민형

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수학

[강연] 2014 카오스 콘서트 수학의 본질 - '수' (6) | 5강

우리나라 교육 현장에서 만나는 학생들은 개개인의 역량이 매우 뛰어납니다. 특히 수학적 재능이 돋보이는 여학생들이 많으며, 이들의 잠재력은 세계적인 수준과 비교해도 결코 뒤처지지 않습니다. 흔히 스스로를 '수포자'라고 생각하는 학생들조차 실제로는 미국의 우수한 학생들과 견주어도 손색없는 실력을 갖춘 경우가 많습니다. 이는 우리가 가진 수학적 자산이 생각보다 훨씬 풍부하다는 점을 시사하며, 개별 학생들의 재능을 발견하고 키워주는 세밀한 시각이 필요함을 일깨워줍니다. 수학을 잘한다는 것의 본질적인 정의에 대해 깊이 고민해 볼 필요가 있습니다. 단순히 문제를 빠르게 푸는 기술을 넘어, 수학적 사고가 인간의 전반적인 사고 능력에 어떤 동력을 제공하는지가 중요합니다. 수학은 세상을 바라보는 시각을 변화시키며, 복잡한 인생의 문제들을 조합하고 해결하는 논리적 틀을 제공합니다. 이러한 사고의 훈련은 단순히 학문적 성취에 머무는 것이 아니라, 한 개인의 지적 성장을 이끄는 핵심적인 역할을 수행하게 됩니다. 수학적 창의성은 보이지 않는 세계를 탐구하는 과정에서 나타납니다. 예를 들어 선을 절단했을 때 나타나는 셀 수 없는 수의 개념이나 공간의 뺄셈과 같은 질문들은 우리의 상상력을 자극합니다. 이러한 추상적인 사고는 익숙한 사물을 새로운 관점에서 바라보게 하며, 논리적 근거를 바탕으로 독창적인 결론에 도달하게 합니다. 수학을 좋아하고 깊이 파고드는 과정 자체가 곧 창의적인 인간으로 성장하는 밑거름이 되는 것입니다. 수학은 사회 시스템을 이해하고 설계하는 데에도 결정적인 역할을 합니다. 투표의 수학에서 다루는 '불가능성 정리'는 완벽한 민주적 의사결정 체계를 구축하는 것이 얼마나 복잡한 문제인지를 수학적으로 증명합니다. 이는 수학이 단순히 숫자 놀이가 아니라 사회적 공정성과 효율성을 탐구하는 도구임을 보여줍니다. 우리가 일상에서 마주하는 다양한 선택과 결정의 이면에는 이처럼 정교한 수학적 원리가 숨어 있으며, 이를 이해하는 것은 더 나은 사회를 만드는 기초가 됩니다. 수의 본질을 탐구하는 여정은 마치 어둠 속에서 새로운 세계를 경험하는 것과 같습니다. 수학은 정답을 찾는 과정이기도 하지만, 끊임없이 질문을 던지고 사고를 확장하는 과정 그 자체에 더 큰 가치가 있습니다. 강연과 대화를 통해 수학의 깊이를 체험하는 시간은 우리에게 지적 즐거움을 선사합니다. 일상 속에서도 수학적 사고를 멈추지 않고 세상의 본질에 대해 고민하는 태도를 가질 때, 우리는 비로소 수학이 주는 진정한 가치를 깨달을 수 있을 것입니다.

김민형

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수학

[강연] 미래의 기원 (3) _ by이관수 | 2017 가을 카오스 강연 '미래과학' 10강 | 10강 ③

현대 사회에서 과학은 전공자만의 전유물이 아닙니다. 인문계 출신을 포함한 많은 대중이 과학 강연과 서적에 열광하는 이유는 우리가 본질적으로 '호모 사피엔스'이기 때문입니다. 인간은 태생적으로 세상에 대한 호기심을 품고 있으며, 어린 시절의 순수한 탐구심은 성인이 되어서도 지적 갈망으로 이어집니다. 과학은 복잡한 세상 속에서 우리가 누구인지, 우리가 사는 세계가 어떻게 작동하는지를 이해하려는 인간 본연의 욕구를 충족시켜 주는 가장 강력한 도구로 자리 잡고 있습니다. 우리가 과학에 매료되는 또 다른 이유는 과학이 주는 '합리적 안정감'에 있습니다. 우리가 마주하는 현실 세계는 때로 비합리적이고 원인과 결과를 명확히 설명하기 어려운 일들로 가득 차 있습니다. 반면 과학은 문제를 제기하고 탐구하며 논리적인 답을 찾아가는 과정을 보여줍니다. 이러한 과학적 사고방식은 불확실한 삶 속에서 세상을 정합적으로 파악할 수 있게 도와주며, 혼란스러운 일상에 일종의 질서와 심리적 위안을 제공하는 역할을 수행합니다. 과학의 매력은 단순히 정답을 찾는 데 있지 않고, 그 과정에 담긴 인간적인 드라마에 있습니다. 과학 연구의 이면에는 연구자의 고뇌와 미결정 상태에서의 갈등, 그리고 때로는 배신과 협력의 이야기가 숨어 있습니다. 완벽해 보이는 이론 뒤에 숨겨진 불확실성과 이를 극복하려는 인간의 내면적 투쟁은 과학을 한 편의 흥미진진한 이야기로 만듭니다. 이러한 역동성은 과학을 딱딱한 지식이 아닌, 우리 삶과 밀접하게 연결된 생동감 넘치는 분야로 인식하게 합니다. 일상에서 흔히 쓰이는 '과학적'이라는 표현은 단순한 수식어를 넘어 신뢰와 정합성을 상징합니다. 대중매체나 광고에서 이 용어는 확실성을 보증하는 장치로 활용되기도 하지만, 문학이나 예술의 영역에서는 세계를 구성하는 논리적 체계를 의미합니다. 특히 SF 장르에서 과학은 자연과학의 범주를 넘어 사회과학적 방법론까지 포괄하며, 허구의 세계가 독자에게 설득력을 가질 수 있도록 만드는 뼈대 역할을 합니다. 이는 과학이 지식의 집합을 넘어 사고의 틀임을 보여줍니다. 과학과 예술은 서로 다른 영역처럼 보이지만, 실제로는 깊은 영감을 주고받으며 발전해 왔습니다. 20세기 초의 혁신적인 음악 기법이나 미술의 화풍은 당대의 과학적 발견과 시각 이론에서 아이디어를 얻기도 했습니다. 반대로 과학자들 역시 예술적 감수성을 통해 연구의 영감을 얻습니다. 결정의 아름다움에서 과학의 가치를 발견하는 화학자의 사례처럼, 예술적 상상력은 훌륭한 과학적 성취를 위한 중요한 토대가 됩니다. 두 분야의 융합은 인간의 창의성을 극대화하는 원동력입니다. SF 문학은 '상상적 과학'이라는 도구를 통해 현재의 기술로는 불가능한 영역을 탐구합니다. 초광속 통신과 같은 설정은 비록 물리적으로는 실현 불가능할지라도, 그러한 기술이 존재할 때 인간 사회가 어떻게 변화할지를 미리 들여다보게 합니다. 이러한 상상력은 단순히 허무맹랑한 공상이 아니라, 현실의 제약을 넘어선 지점에서 인간과 문명의 본질을 질문하는 과정입니다. 불가능을 가정함으로써 오히려 우리가 발을 딛고 있는 현실을 새로운 관점에서 바라보게 만드는 것입니다. 과학과 기술이 급격히 결합하는 현대 사회에서, 우리는 순수한 지적 탐구로서의 과학과 실용적인 기술 사이의 균형을 고민해야 합니다. 단순히 눈앞에 보이는 기술적 성과에만 매몰되지 않고, 중력파 검출과 같은 기초 과학의 고유한 가치를 인정하는 폭넓은 시야가 필요합니다. 과학적 개연성과 세계의 정합성을 바탕으로 미래를 설계하는 태도는 우리가 더 나은 사회를 만드는 밑거름이 될 것입니다. 과학에 대한 지속적인 관심은 결국 우리 자신과 세상을 더 깊이 이해하는 길입니다.

강윤재, 이관수, 정소연

카오스재단카오스강연

물리학
융합

[강연] 미래의 기원 (2) _ by이관수 | 2017 가을 카오스 강연 '미래과학' 10강 | 10강 ②

SF는 미래를 정확히 맞히는 예언서가 아닙니다. 많은 이들이 SF 작가가 미래를 꿰뚫어 본다고 오해하지만, 정작 작가들은 자신들이 미래에 대해 아는 것이 없음을 인정하곤 합니다. SF의 진정한 가치는 단순히 미래를 예측하는 데 있는 것이 아니라, 우리가 당연하게 받아들이는 통념을 뒤흔들고 인식의 지평을 넓히는 데 있습니다. 광선검이나 아바타 같은 상상력은 그것이 현실이 되느냐와 상관없이 우리가 꿈꿀 수 있는 풍경의 폭을 무한히 확장해 줍니다. 과거 SF 황금기를 이끌었던 이들은 SF가 외삽법을 사용하기 때문에 과학적이라고 주장했습니다. 하지만 현재의 변화가 미래에도 동일하게 이어질 것이라는 가정은 위험합니다. 성장이 가속화되는 복리 모델이나 어느 순간 멈추는 생물학적 성장 모델처럼, 미래를 설명하는 방식은 매우 다양합니다. 어떤 모델이 정답일지 미리 알 방법은 없기에, 미래는 본질적으로 예측 불가능한 영역으로 남으며 우리는 그 불확실성을 마주해야 합니다. 수많은 SF 작품 중 일부가 현실과 비슷해 보이는 것은 통계적인 우연에 가깝습니다. 수십만 건의 작품 중 하나가 로또 번호처럼 맞아떨어지는 것이죠. 그러나 맞히고 틀리는 문제를 떠나 SF는 우리에게 '전복의 즐거움'을 선사합니다. 기존의 세계관이 붕괴하고 새로운 아이디어가 대화와 사유를 통해 전달될 때, 우리는 비로소 현재를 다른 각도에서 바라볼 수 있게 됩니다. 이는 화려한 볼거리보다 더 깊은 울림을 주는 SF만의 고유한 매력입니다. SF는 미래를 이야기하는 듯 보이지만, 사실은 그 작품이 쓰인 시대의 상상과 공포, 시대상을 반영합니다. 우주 전쟁을 다룬 소설이 실제로는 베트남 전쟁에 대한 비판이나 옹호를 담고 있는 식입니다. SF는 미래를 향한 창이라기보다 현재를 비추는 거울에 가깝습니다. 우리가 미래를 어떻게 상상하느냐는 결국 우리가 지금 어떤 사회적 맥락 속에 놓여 있는지를 보여주는 지표가 되며, 이는 동시대인들에게 중요한 시사점을 던져줍니다. 과학의 정수는 무언가를 무조건 긍정하는 것이 아니라 끊임없이 의심하고 부정하는 태도에 있습니다. 리처드 파인만이 강조했듯, 과학자는 자신이 믿고 싶어 하는 바를 증명하기 위해 노력하는 동시에 그것이 틀렸을 가능성을 가장 치열하게 검증해야 합니다. 이러한 회의적 태도와 불가능성을 확인하는 과정이야말로 과학과 유사 과학을 가르는 결정적인 차이입니다. 과학은 우리에게 정해진 답을 주는 것이 아니라, 끊임없이 질문하고 검증하는 법을 가르쳐 줍니다. 과학이 불변의 법칙을 탐구한다면, 기술은 인간의 욕망과 사회적 필요에 따라 유연하게 형태를 바꿉니다. 같은 카세트테이프 기술이라도 누군가에게는 음악을 즐기는 도구였지만, 다른 누군가에게는 혁명을 전파하는 매체가 되기도 했습니다. 기술은 단순히 발명되는 것이 아니라 사람들과 상호작용하며 완성되어 갑니다. 따라서 기술적 미래를 상상할 때는 그것이 사회와 어떤 관계를 맺을지 함께 고민해야 하며, 그 유연함 속에 우리의 선택지가 놓여 있습니다. 미래는 이미 결정되어 우리에게 다가오는 것이 아닙니다. 인공지능이 거대 기업의 전유물이 될지, 아니면 개인의 창의성을 돕는 동반자가 될지는 우리의 상상력과 선택에 달려 있습니다. 과학적 근거에 기반한 디테일한 상상은 우리가 미처 보지 못했던 현실의 구석구석을 들여다보게 합니다. 미래는 대비하는 대상이 아니라, 우리가 서로 소통하며 함께 만들어 나가는 가능성의 공간임을 잊지 말아야 합니다. 우리의 의지가 담긴 상상이 곧 내일의 모습이 됩니다.

이관수

카오스재단카오스강연

물리학
융합

[강연] 미래의 수학자 (4) _ by엄상일 | 2017 가을 카오스 강연 '미래과학' 5강 | 5강 ④

현대 수학에서 증명의 영역은 더 이상 인간의 전유물이 아닙니다. 1980년대 이후 수치해석과 논리 체계가 결합하면서 'Coq'와 같은 소프트웨어가 등장했고, 이는 수학자들이 이론적으로 수행할 수 있는 모든 증명을 컴퓨터가 도울 수 있는 길을 열었습니다. 과거에는 수백 페이지의 논문과 방대한 프로그램을 별개로 취급했지만, 이제는 이를 동시에 처리하며 복잡한 난제를 해결하는 시대가 되었습니다. 비록 지식의 한계는 존재할지라도, 컴퓨터를 활용한 전수 조사는 수학적 탐구의 지평을 넓히는 강력한 도구가 되고 있습니다. 하지만 컴퓨터가 수행하는 증명을 완벽하게 신뢰할 수 있는지에 대해서는 신중한 접근이 필요합니다. 논리학자 괴델이 증명한 '불완전성 정리'에 따르면, 어떤 공리 체계 내에서도 참과 거짓을 판별할 수 없는 명제가 반드시 존재하기 때문입니다. 이는 아무리 정교한 프로그램을 설계하더라도 그 무오류성을 완벽하게 입증하는 프로그램을 찾는 것이 논리적으로 매우 어렵다는 점을 시사합니다. 결국 수학적 진리는 완벽한 시스템 구축보다는 끊임없는 검증과 보완의 과정 속에 존재한다고 볼 수 있습니다. 현실적인 관점에서 컴퓨터의 오류 가능성은 인간에 비해 현저히 낮습니다. 인간의 실수는 빈번하게 발생하지만, 컴퓨터가 내는 오류의 범위는 1조 분의 1 정도로 극히 미미합니다. 물론 우주 방사선이 메모리에 영향을 주어 비트가 바뀌는 하드웨어적 결함이나 소프트웨어 자체의 버그가 발생할 가능성은 여전히 남아 있습니다. 그럼에도 불구하고 현대 수학자들은 이러한 미세한 확률을 줄이기 위해 오류 정정 기술을 개발하고 있으며, 이는 인간의 직관이 놓치기 쉬운 정밀한 계산을 보완하는 핵심적인 역할을 수행합니다. 수학 연구를 흔히 천재들만의 전유물로 오해하곤 하지만, 실제로는 끈기 있는 노력과 협업이 무엇보다 중요합니다. 수십 페이지에 달하는 논문을 작성하며 수년간 오류를 수정하고 논리를 다듬는 과정은 인간의 인내심을 시험하는 작업입니다. 또한 현대 수학은 혼자만의 사색을 넘어 동료들과의 소통을 통해 완성됩니다. 서로 다른 언어와 사고방식을 가진 연구자들이 협력하며 문제를 해결해 나가는 과정은, 수학이 단순한 계산을 넘어 인간적인 교류와 열정이 집약된 학문임을 잘 보여줍니다. 수학자들이 추구하는 '아름다운 증명'이란 단순히 답을 찾는 것을 넘어 간결하고 효율적인 논리적 경로를 제시하는 것입니다. 여러 갈래의 길 중에서 가장 명쾌한 지름길을 찾아내고, 기하학적 문제를 대수적으로 풀어내는 것처럼 서로 다른 분야를 연결할 때 그 가치는 더욱 높게 평가됩니다. 또한 순수 수학적 호기심에서 시작된 연구가 공학적 난제를 해결하거나 실생활의 기술로 응용될 때 수학의 진정한 위력이 발휘됩니다. 즉, 좋은 증명이란 보편성과 확장성을 동시에 갖춘 논리의 예술이라 할 수 있습니다. 인공지능의 발전은 수학적 창의성에 대한 새로운 질문을 던집니다. 알파고와 같은 시스템이 놀라운 결과를 보여주지만, 이를 진정한 의미의 창의성으로 볼 수 있는지에 대해서는 의견이 갈립니다. 현재의 컴퓨터는 튜링 기계의 한계 내에서 작동하며, 스스로 이론을 정립하거나 자신의 한계를 인식하여 업그레이드하는 인간 특유의 창조적 능력을 완전히 대체하지는 못하고 있습니다. 결국 컴퓨터가 잘할 수 있는 영역과 인간만이 수행할 수 있는 창의적 모방의 영역을 구분하고 이해하는 것이 미래 수학의 중요한 과제가 될 것입니다. 마지막으로 우리 사회의 수학 교육은 결과 중심의 경쟁에서 벗어나 원리와 즐거움을 찾는 방향으로 나아가야 합니다. 많은 학생이 수학을 '스피드 퀴즈'처럼 여기며 공식 암기에 매달리지만, 진정한 수학적 사고는 문제를 천천히 씹어보고 자신의 생각을 타인에게 설명하는 과정에서 길러집니다. 정답을 맞히는 속도보다 중요한 것은 논리적 전개 과정을 스스로 깨닫는 경험입니다. 수학이 실생활의 다양한 기술을 지탱하는 기초임을 이해하고, 배운 것을 나누며 함께 성장하는 문화를 만들 때 수포자가 없는 즐거운 학습이 가능해질 것입니다.

엄상일, 이계식, 이준엽

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물리학
수학

[강연] 미래의 수학자 (3) _ by엄상일 | 2017 가을 카오스 강연 '미래과학' 5강 | 5강 ③

수학은 단순히 숫자를 다루는 학문을 넘어 우리 삶의 복잡한 문제를 해결하는 강력한 도구입니다. 수치해석학은 컴퓨터를 활용해 비행기 설계와 같은 방대한 계산이 필요한 실생활의 문제를 빠르고 효율적으로 풀어내는 방법을 연구합니다. 과거에는 사람이 일일이 손으로 해결하기 어려웠던 문제들이 이제는 컴퓨터라는 도구를 통해 정교하게 다듬어지고 있습니다. 이러한 흐름은 수학이 상아탑 속에만 머무는 것이 아니라, 기술의 발전과 발맞추어 끊임없이 진화하고 있음을 보여줍니다. 인공지능 시대의 도래는 수학의 영역을 더욱 넓히고 있습니다. 과거 이집트의 측량 기술이 기하학으로 발전하고, 과학 혁명기에 천체의 움직임을 설명하기 위해 미적분학이 탄생했듯이, 현대의 정보 혁명은 새로운 수학적 추상화를 요구합니다. 우리가 마주한 0과 1의 디지털 정보들을 어떻게 더 깊이 있게 이해하고 다룰 것인가는 미래 수학의 핵심 과제입니다. 수학은 시대의 요구에 따라 새로운 지평을 열어왔으며, 지금 이 순간에도 우리가 경험하지 못한 새로운 세계를 탐험하고 있습니다. 컴퓨터와 인공지능의 발전은 수학자의 역할을 축소하는 것이 아니라 오히려 확장시키고 있습니다. 머신러닝이나 딥러닝 같은 기술은 수학적 문제를 해결하는 새로운 방식을 제시하며, 수치해석학이나 이산수학 분야에서 이전에는 상상하지 못했던 질문들을 던지게 합니다. 도구가 정교해질수록 우리가 다룰 수 있는 문제의 범위는 자동차에서 비행기, 우주선으로 넓어지듯 무한히 확장됩니다. 결국 기술의 발전은 수학자들에게 더 본질적이고 창의적인 문제를 고민할 수 있는 기회를 제공하는 셈입니다. 최근 강조되는 코딩 교육 역시 수학적 사고와 깊은 연관이 있습니다. 프로그래밍 언어는 컴퓨터와 소통하기 위한 일종의 외국어와 같으며, 그 기저에는 엄밀한 논리가 자리 잡고 있습니다. 코딩을 통해 자신의 생각을 논리적으로 전개하는 과정은 수학적 증명을 주고받는 과정과 본질적으로 다르지 않습니다. 단순히 기술적인 숙련도를 높이는 것을 넘어, 컴퓨터에게 자신의 논리를 설명할 수 있는 본질적인 사고력을 기르는 것이 중요합니다. 이러한 논리적 훈련은 수학적 실력을 향상시키는 밑거름이 됩니다. 수학자의 연구는 단순히 방 안에서 혼자 증명에 몰두하는 것에 그치지 않습니다. 좋은 문제를 찾아내기 위해 동료들과 끊임없이 대화하고 토론하며, 새로운 영감을 얻기 위해 노력합니다. 의미 있는 문제를 정의하고 이를 다른 이들과 공유하며 공감을 얻는 과정은 수학 연구에서 매우 중요한 부분을 차지합니다. 현대 수학은 개인의 천재성을 넘어 공동 연구와 협력을 통해 더욱 풍성해지고 있으며, 이러한 소통의 문화가 수학을 더욱 역동적인 학문으로 만들어가고 있습니다.

엄상일, 이계식, 이준엽

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물리학
수학

[강연] 과학자들의 퀴즈와 토론 (2) | 2017 카오스 콘서트 '지구, 생명, 인간' 2부 | 2부 ③

최근 과학계에서는 선천적 유전병 치료를 목적으로 인간 배아의 유전자 편집 기술 연구가 성공하며 큰 반향을 일으켰습니다. 불과 10여 년 전만 해도 인간의 유전자를 인위적으로 편집한다는 것은 실현 불가능한 상상에 불과했으나, 이제는 질병 치료의 영역에서 현실적인 가능성으로 다가오고 있습니다. 미국과 중국, 한국 연구진의 협력으로 이뤄낸 이번 성과는 유전자 편집 기술이 단순한 이론을 넘어 인류의 건강을 지키는 강력한 도구가 될 수 있음을 시사합니다. 하지만 이러한 기술적 진보가 우리 사회에 어떤 파급력을 미칠지에 대해서는 여전히 신중한 고민이 필요합니다. 유전자 편집 기술이 질병 치료를 넘어 외모나 지능 같은 형질을 선택하는 '맞춤형 아기'의 영역으로 확장될 때, 우리는 복잡한 윤리적 질문에 직면하게 됩니다. 전문가들은 인간이 자신에 대한 이해가 여전히 부족하다는 점을 지적하며, 특정 형질을 인위적으로 강화하는 행위가 예상치 못한 부작용을 초래할 수 있다고 경고합니다. 실험 동물과 달리 유전적으로 다양한 인간에게 동일한 유전자 편집 기술을 적용했을 때 나타날 결과는 예측하기 어렵기 때문입니다. 부모가 자녀의 유전적 운명을 독단적으로 결정하는 것이 과연 정당한지에 대한 철학적 논의는 기술 발전 속도만큼이나 중요하게 다뤄져야 할 과제입니다. 인공지능 분야에서도 인간의 모든 능력을 능가하는 '초지능'의 실현 가능성을 두고 열띤 토론이 이어지고 있습니다. 일부에서는 인간 뇌의 구조와 의식의 본질을 완전히 파악하지 못한 상태에서 초지능을 논하는 것은 논리적 비약이라고 주장합니다. 특히 감정과 같은 인간 고유의 영역을 기계가 완벽히 구현할 수 있을지에 대해서는 회의적인 시각이 많습니다. 반면, 바둑이나 체스처럼 특정 분야에서 이미 인간을 압도한 사례를 볼 때, 인간과는 다른 방식으로 작동하는 고도의 지능이 출현하는 것은 시간문제라는 낙관론도 존재합니다. 초지능은 이제 공상 과학 영화 속 소재를 넘어 인류가 대비해야 할 실질적인 미래가 되었습니다. 초지능이 반드시 인간과 동일한 방식으로 사고하거나 감정을 느껴야 하는지에 대해서는 관점의 전환이 필요합니다. 지능의 본질을 기능적인 측면에서 바라본다면, 제3자가 보기에 의식이나 감정이 있는 것처럼 행동하고 복잡한 과업을 수행하는 것만으로도 충분한 가치를 지닐 수 있습니다. 또한, 단 하나의 거대한 초지능이 인류를 지배하는 시나리오보다는 여러 개의 초지능이 서로 상호작용하며 공존하는 형태가 더 현실적일 수 있습니다. 인공지능이 스스로를 개선하고 발전시키는 단계에 진입한다면, 우리가 상상하는 지능의 한계는 더욱 빠르게 확장될 것이며 이는 인류 문명의 새로운 전환점이 될 것입니다. 미래 과학의 핵심인 인공지능과 생명공학은 우리에게 더 많은 시간과 자유를 선사할 잠재력을 가지고 있습니다. 반복적이고 고된 노동을 기계에 맡기고 수명이 연장됨에 따라, 인간은 각자의 개성을 살려 더 가치 있는 일에 몰입할 수 있는 기회를 얻게 될 것입니다. 기술이 고도화될수록 우리는 효율성 너머의 도덕적 기준을 세우고, 공동체의 안녕을 위한 책임감 있는 선택을 내려야 합니다. 급변하는 세상 속에서 중심을 잡고 미래를 설계하는 힘은 결국 우리 스스로가 정립한 철학적 토대 위에서 나올 것이며, 이는 기술보다 앞서 준비되어야 할 인간의 몫입니다.

고형종, 안진호, 이관수, 이대열, 조성배

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생명과학
지구환경과학
뇌인지과학
융합

[강연] 물리법칙은 자연에 존재하는가, 인간이 만든 것인가? | 2017 카오스 토론회 : '과학vs과학철학' 1부 1강 | 1부 ①

자연 법칙이 실재하는 것인지, 아니면 인간이 만들어낸 발명품인지에 대한 논의는 과학의 본질을 꿰뚫는 핵심적인 질문입니다. 역사적으로 '자연 법칙'이라는 개념은 17세기 유럽에서 본격적으로 등장했습니다. 당시 사람들은 유대교와 기독교 전통 속에서 입법자로서의 신이 세상에 부여한 규칙이 있다고 믿었습니다. 그 이전 시대에는 무생물인 자연이 인간의 법처럼 어떤 법칙을 따른다는 생각 자체가 생소하거나 희화화의 대상이 되기도 했습니다. 즉, 자연 법칙은 특정 시대의 종교적, 사회적 배경 속에서 탄생한 개념적 틀이라고 볼 수 있습니다. 데카르트와 뉴턴 같은 근대 과학의 선구자들은 신이 우주를 창조할 때 부여한 변하지 않는 법칙을 찾는 것을 과학의 사명으로 삼았습니다. 이들은 운동량 보존의 법칙이나 만유인력의 법칙에 깊은 종교적 의미를 부여하며, 이를 신의 예지와 지배의 증거로 보았습니다. 하지만 흥미로운 점은 이러한 법칙들이 우리가 일상에서 경험하는 복잡한 자연 그대로를 묘사하기보다는, 마찰이 없는 진공 상태나 완벽한 타원 궤도와 같이 고도로 추상화되고 이상화된 수학적 공간을 전제로 성립되었다는 사실입니다. 실제로 갈릴레오의 자유 낙하 법칙이나 유전 법칙을 살펴보면, 실제 실험 데이터가 법칙과 완벽히 일치하는 경우는 드뭅니다. 공기 저항이나 유전적 변수 등 현실의 복잡성 때문에 수치는 항상 미세하게 어긋나기 마련입니다. 그럼에도 과학자들은 복잡한 현상에서 핵심적인 요소를 뽑아내어 단순한 수학적 관계로 정립합니다. 이러한 관점에서 본다면 법칙은 자연 속에 숨겨져 있던 것을 그대로 발견한 것이라기보다, 인간이 자연을 이해하기 위해 창의적으로 설계한 모델에 가깝다고 할 수 있습니다. 반면 물리학의 관점에서는 법칙을 자연에 내재된 패턴의 발견으로 정의합니다. 우리가 관찰하는 수많은 현상 속에는 일정한 규칙성이 존재하며, 과학은 이를 수식의 형태로 포착해내는 과정입니다. 비록 우리가 인식하는 패턴이 비례 관계와 같은 단순한 형태에서 시작할지라도, 이는 자연의 근본적인 작동 원리를 반영합니다. 좋은 법칙일수록 더 넓은 범위에 적용되며, 상황이 바뀌어도 변하지 않는 보편성을 지닙니다. 뉴턴의 법칙이 지상을 넘어 천체의 운동까지 설명해낸 것이 그 대표적인 사례입니다. 20세기에 들어서며 과학계는 '법칙'이라는 용어 대신 '원리'나 '이론'이라는 표현을 더 자주 사용하기 시작했습니다. 상대성 이론이나 양자 역학의 원리들은 과거의 법칙들보다 훨씬 심오하고 정확하게 자연의 실재에 다가갑니다. 현대 물리학자들은 우리가 아직 모든 것을 알지는 못하지만, 정밀한 실험 데이터를 통해 진정한 자연 법칙에 점점 가까워지고 있다고 믿습니다. 현재의 이론이 특정 조건에서만 유효한 '유효 이론'일지라도, 그것은 분명 실재하는 자연의 질서를 반영하고 있습니다. 법칙의 실재성을 뒷받침하는 강력한 근거 중 하나는 바로 과학의 예견 능력입니다. 우리가 의자에 앉을 때 의자가 존재함을 의심하지 않듯, 법칙에 따라 예견된 현상이 실제로 일어난다는 사실은 그 법칙이 자연에 실재함을 증명합니다. 만약 법칙이 인간의 자의적인 구성물에 불과하다면, 그 법칙을 바탕으로 세워진 현대 문명과 기술적 성취는 불가능했을 것입니다. 법칙은 우리가 자연이라는 거대한 시스템을 이해하고 신뢰할 수 있게 만드는 실질적인 토대가 됩니다. 결국 자연 법칙을 둘러싼 논쟁은 과학이 자연을 '발견'하는 것인지 '발명'하는 것인지에 대한 철학적 성찰로 귀결됩니다. 과학은 복잡한 자연 현상을 인간의 언어와 수학으로 해석하는 창조적인 활동인 동시에, 우리 외부에 실재하는 객관적인 진리를 추구하는 여정이기도 합니다. 법칙이 인간의 필터를 거쳐 정의된다는 점과 자연에 근본적인 질서가 존재한다는 점은 서로 배타적인 것이 아니라, 과학이라는 거대한 지적 체계를 지탱하는 두 축이라고 할 수 있습니다.

이강영, 홍성욱

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물리학
융합

[강연] 인간의 지성, 인공지능과 무엇이 다른가? (1) by정재승 | 2016 가을 카오스 콘서트 '뇌 vs AI' 1부 | 1부 ①

인공지능 기술이 비약적으로 발전하면서 인간 지성의 본질에 대한 질문이 쏟아지고 있습니다. 재난 로봇 경진대회에서 보여준 최첨단 휴머노이드의 움직임은 아장아장 걷는 아이와 비슷해 보이지만, 그 내면의 학습 과정은 근본적으로 다릅니다. 인간은 넘어지는 실수를 통해 뇌 안에서 거대한 변화를 겪으며 걷는 법을 배울 뿐만 아니라, 그 과정에서 타인의 감정을 읽고 복잡한 의사결정을 내리는 법까지 함께 익힙니다. 이러한 통합적 성장은 인간만이 가진 독특한 지적 자산입니다. 컴퓨터의 창시자 앨런 튜링은 숫자와 언어라는 기호를 알고리즘으로 구현하는 범용 장치를 고안했습니다. 하지만 인간의 사고는 '적당히'나 '대충'과 같은 모호한 개념을 포함하며, 이를 숫자로 치환하기 어려운 영역이 존재합니다. 또한 컴퓨터는 하드웨어와 소프트웨어가 분리되어 있지만, 인간의 뇌는 구조가 바뀌면서 새로운 기능이 생겨나는 유기적인 형태를 띱니다. 뇌의 구조 자체가 그 사람의 가치관과 직업을 대변하는 아름다운 지도가 되는 셈입니다. 우리 뇌는 약 1.4kg의 무게에 천억 개의 신경세포가 연결된 집합체로, 매우 적은 에너지만으로도 고도의 연산을 수행합니다. 이는 수많은 전력을 소모하는 현대의 슈퍼컴퓨터와 대조되는 특징입니다. 뇌는 특정 부위가 계산과 저장을 전담하지 않고 전체가 긴밀하게 연결되어 작동합니다. 덕분에 환경이 복잡해지더라도 시스템의 부하를 최소화하면서 고차원적인 인지 과정을 도출해낼 수 있는 유연한 체계를 갖추고 있습니다. 뇌과학자 제프 호킨스는 인간 지능의 핵심을 '예측'으로 정의했습니다. 인간은 매 순간 다음 상황을 미리 내다보고, 자신의 예측이 맞는지 확인하며 지식을 업데이트합니다. 이 과정에서 적은 양의 데이터만으로도 대상을 파악하는 '원샷 러닝' 능력이 발휘됩니다. 인공지능이 수백만 장의 사진을 학습해야 개와 고양이를 구별하는 것과 달리, 인간은 단 몇 번의 경험만으로도 본질을 꿰뚫어 보는 일반화 능력을 갖추고 있어 세상을 빠르게 이해합니다. 인공지능은 주어진 문제를 푸는 '활용'에는 능숙하지만, 새로운 가치를 발견하고 문제를 제기하는 '탐색'과 '가치 전복'에는 한계가 있습니다. 예술가나 과학자처럼 기존의 데이터를 비판적으로 바라보고 세상에 없던 무언가를 창조하는 일은 인간의 고유 영역입니다. 또한 타인과 관계를 맺고 공감하는 사회적 뇌의 기능은 인공지능이 따라오기 힘든 부분입니다. 미래 사회에서는 이러한 인간만의 창의성과 사회적 연결성이 더욱 중요한 가치가 될 것입니다.

정재승

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뇌인지과학

[강연] 인간의 지성, 인공지능과 무엇이 다른가? (2) by정재승 | 2016 가을 카오스 콘서트 '뇌 vs AI' 1부 | 1부 ②

우리가 타인의 고통스러운 표정이나 상황을 보며 움찔하는 이유는 뇌의 고등한 공감 능력 때문입니다. 공감은 단순히 감정을 공유하는 것을 넘어, 상대방의 입장에서 상황을 유추하고 예측하는 복잡한 인지 과정입니다. 하지만 이 과정은 뇌의 에너지를 많이 소모하기 때문에, 사회적 지위가 높거나 굳이 공감할 필요가 없는 상황에서는 이 기능이 억제되기도 합니다. 리더들에게서 나타나는 공감 결핍 증후군은 이러한 뇌의 효율성 추구와 사회적 역할 사이의 역설을 잘 보여주는 사례라고 할 수 있습니다. 신경과학의 발전은 우리가 무엇을 보고 상상하는지 시각적으로 재현하는 단계에 이르렀습니다. fMRI를 통해 뇌 활동 데이터를 분석하면 피험자가 보고 있는 영상을 실시간으로 재현할 수 있으며, 이는 향후 꿈이나 상상 속의 이미지까지 동영상으로 기록할 수 있는 가능성을 시사합니다. 기술이 정교해짐에 따라 우리는 단순히 기억에 의존하는 것이 아니라, 뇌에 저장된 시각적 정보를 디지털 아카이브로 변환하여 공유하는 시대를 맞이하게 될 것입니다. 이는 인간의 창의성과 기록의 방식을 근본적으로 변화시킬 혁신적인 변화입니다. 뇌는 우리가 사용하는 수만 개의 단어를 무작위로 저장하지 않고, 효율적인 소통을 위해 비슷한 카테고리끼리 묶어서 관리합니다. 특정 단어를 들을 때 활성화되는 뇌 부위를 단어 지도로 그려보면, 인간이 세상을 어떻게 분류하고 이해하는지 명확히 알 수 있습니다. 이러한 언어적 연상은 사회적 소속감과도 직결됩니다. 사회적 집단 내에서 비슷한 단어와 연상을 공유함으로써 우리는 서로 연결되어 있다는 느낌을 받으며, 이는 연인이나 친구 사이에서 말투가 닮아가는 현상을 통해서도 확인할 수 있는 뇌의 사회적 생존 전략입니다. 창의성은 역설적이게도 뇌가 가장 편안하게 쉬고 있는 '멍 때리는' 순간에 발현되기 쉽습니다. 상측두회 전방(ASTG)이라 불리는 특정 영역은 평소 연결되지 않았던 멀리 떨어진 뇌 부위들을 잇는 가교 역할을 하며 새로운 아이디어를 만들어냅니다. 뇌는 생존을 위해 효율적이고 보편적인 사고를 지향하지만, 동시에 전혀 상관없는 개념들을 억지로 연결해 새로운 가치를 창출하는 모순된 구조를 가지고 있습니다. 따라서 휴식과 공상은 단순히 시간을 허비하는 것이 아니라, 뇌가 창의적인 도약을 준비하는 필수적인 과정이라고 이해해야 합니다. 인공지능이 인간의 지능을 빠르게 추격하고 있지만, 자아 인식이나 복잡한 감정, 의식의 영역은 여전히 인간만의 고유한 영역으로 남아 있습니다. 지난 수십 년간 우리 사회는 정량적 평가와 선행학습을 통해 인공지능을 흉내 내는 인간을 양성해 왔으나, 이제는 그 역할을 기계에 넘겨주어야 할 때입니다. 미래 사회에서 인간의 경쟁력은 숫자와 논리가 아닌, 타인과 공감하고 가치를 통찰하며 인간성을 회복하는 데서 나옵니다. 뇌 과학에 대한 이해는 결국 '나는 누구인가'라는 질문에 답하며 더 인간답게 살기 위한 이정표가 될 것입니다.

정재승

카오스재단카오스콘서트

뇌인지과학

[강연] 우리 뇌를 흉내 낸 알파고 by감동근 | 2016 가을 카오스 콘서트 '뇌 vs AI' 3부 | 3부 ①

1997년, 세계 체스 챔피언 가리 카스파로프가 IBM의 슈퍼컴퓨터 딥블루에게 패배한 사건은 인공지능 역사의 상징적인 순간이었습니다. 당시 물리학을 공부하던 한 학생은 이 대결을 지켜보며 인공지능 개발이라는 새로운 꿈을 품게 되었습니다. 딥블루의 승리는 단순히 기계의 승리를 넘어, 인간의 전유물이라 여겨졌던 지적 영역에 컴퓨터가 발을 들이기 시작했음을 알리는 신호탄이었습니다. 이후 인공지능 기술은 비약적으로 발전하며 인간의 언어와 복잡한 규칙을 이해하는 단계로 나아갔습니다. IBM의 또 다른 인공지능 왓슨은 퀴즈쇼 '제퍼디'에서 인간 챔피언들을 압도하며 자연어 처리의 가능성을 보여주었습니다. 인간이 사용하는 언어는 맥락에 따라 의미가 변하고 은유나 상징이 가득하여 컴퓨터가 이해하기 매우 까다롭습니다. 하지만 왓슨은 문학적 비유를 파악하고 복잡한 질문의 의도를 정확히 분석해냈습니다. 이는 인공지능이 단순한 데이터 검색을 넘어, 인간의 사고 체계와 유사한 방식으로 정보를 처리하고 이해할 수 있음을 증명한 사례로 평가받습니다. 바둑 인공지능 알파고의 등장은 인공지능의 패러다임을 다시 한번 바꾸어 놓았습니다. 바둑은 경우의 수가 우주의 원자 수보다 많아 무차별 탐색으로는 정복이 불가능한 영역이었습니다. 알파고는 이를 해결하기 위해 확률적 접근법인 몬테카를로 방법과 인간의 뇌를 모사한 딥러닝 기술을 결합했습니다. 특히 수많은 기보를 학습하고 스스로 대국하며 실력을 키우는 강화 학습은 인공지능이 인간의 직관과 유사한 판단력을 갖추게 하는 핵심적인 역할을 수행했습니다. 이세돌 9단과 알파고의 대결은 인간의 직관과 기계의 계산력이 충돌한 역사적 사건이었습니다. 우리는 흔히 직관을 인간만의 고유한 능력이라 생각하지만, 어쩌면 직관은 모든 경우의 수를 계산할 수 없는 한계를 극복하기 위한 방편일지도 모릅니다. 알파고는 학습하지 않은 생소한 상황에서 치명적인 오류를 범하기도 했지만, 특정 분야에서는 이미 인간의 창의성을 뛰어넘는 행마를 보여주기도 했습니다. 이는 지능의 본질이 무엇인지에 대해 우리에게 깊은 질문을 던집니다. 인공지능이 인간을 능가하는 시대가 다가오면서 우리는 새로운 준비가 필요합니다. 체스의 사례에서 보듯, 기계는 이미 특정 영역에서 인간보다 더 창의적인 해결책을 제시하고 있습니다. 이러한 변화 속에서 가장 중요한 덕목은 유연성과 겸손함입니다. 내가 항상 틀릴 수 있다는 열린 마음으로 인공지능과 공존하는 방법을 고민해야 합니다. 미래 세대에게는 정해진 정답을 가르치기보다, 변화하는 환경에 적응하고 인공지능을 도구 삼아 새로운 가치를 창출하는 능력을 길러주어야 합니다.

감동근

카오스재단카오스콘서트

뇌인지과학
수학
융합

[강연] 패널토크 | 2016 가을 카오스 콘서트 '뇌 vs AI' 3부 | 3부 ③

인간 뇌와 인공지능은 현대 과학이 탐구하는 가장 매혹적인 주제 중 하나입니다. 최근 인공지능 기술이 비약적으로 발전하면서 인간 고유의 영역이라 여겨졌던 창의성마저 기계가 대체할 수 있을지에 대한 논의가 활발해지고 있습니다. 알파고의 사례에서 보여준 인공지능의 파격적인 수는 기존의 이론을 뛰어넘어 '상자 밖의 사고'를 가능하게 했으며, 이는 단순한 모방을 넘어선 새로운 지능의 탄생을 예고했습니다. 이러한 변화는 우리에게 인간 지능의 본질이 무엇인지, 그리고 기계와 공존하는 미래를 어떻게 준비해야 할지에 대한 깊은 질문을 던집니다. 하지만 인공지능이 모든 면에서 인간을 앞지른 것은 아닙니다. 알파고의 사례를 다시 살펴보면, 시간 제한이 엄격한 상황이나 직관에 의존해야 하는 순간에는 여전히 인간의 능력이 빛을 발하기도 합니다. 이는 현재의 인공지능이 방대한 데이터를 처리하는 데는 능숙하지만, 인간이 가진 찰나의 직관이나 통찰력을 완벽히 구현하기에는 아직 넘어야 할 산이 많음을 시사합니다. 인공지능이 인간을 뛰어넘기 위해서는 단순히 계산 속도를 높이는 것을 넘어, 우리가 아직 제대로 파악하지 못한 인간 뇌의 복잡한 작동 원리에 대한 깊은 이해가 선행되어야 할 것입니다. 하드웨어 측면에서 보면 인간 뇌와 인공지능의 격차는 더욱 명확해집니다. 인간 뇌는 약 천억 개의 뉴런이 정교하게 연결되어 작동하지만, 현재의 인공지능 모델은 그에 비하면 훨씬 적은 수의 뉴런을 모방하고 있습니다. 만약 인공지능의 규모가 인간 뇌 수준으로 확장된다면 어떤 일이 벌어질지는 누구도 예측하기 어렵습니다. 특히 인류가 축적한 모든 지식을 학습할 수 있는 단일 알고리즘의 가능성은 인공지능의 한계를 규정짓기 어렵게 만듭니다. 데이터의 축적과 하드웨어의 발전이 결합할 때, 인공지능은 우리가 상상하는 것 이상의 진화를 이룰 수 있습니다. 인간 뇌는 진화 과정을 통해 제한된 에너지를 효율적으로 사용하도록 최적화되었습니다. 반면 인공지능은 에너지 사용에 대한 물리적 제약이 상대적으로 적어, 기술 발전에 따라 그 규모를 무한히 확장할 수 있는 잠재력을 가집니다. 이러한 차이는 소위 '강한 인공지능'이 등장하지 않더라도, 특정 분야에서 인간을 압도하는 '약한 인공지능'만으로도 충분히 위협적일 수 있음을 의미합니다. 인간이 생물학적 한계 내에서 지능을 활용하는 동안, 기계는 자원의 제약 없이 지능의 지평을 넓혀가고 있기 때문입니다. 인공지능이 일상화될 미래를 준비하기 위해 우리는 과학적 사고와 더불어 인간만의 고유한 가치에 주목해야 합니다. 기계가 따라오기 힘든 사람 사이의 관계 맺기, 가치관 정립, 그리고 공감 능력은 인공지능 시대에 더욱 빛을 발할 자산입니다. 또한 기술의 변화 속도가 예측 불가능할 정도로 빠르기 때문에, 과거의 지식에 안주하기보다는 평생에 걸쳐 새로운 것을 배우려는 태도가 필수적입니다. 스스로의 무지를 인정하고 끊임없이 탐구하는 자세야말로 인공지능과 공존하며 인간의 존엄성을 지켜나갈 수 있는 가장 강력한 무기가 될 것입니다.

감동근, 임창환, 정재승

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[강연] 뇌를 읽다, 그리고 마음을 읽다 (5) 패널토의 | 2016 봄 카오스 강연 '뇌 - Brain' 4강 | 4강 ⑤

현대 뇌과학에서 뇌 영상은 복잡한 신경 활동을 시각적으로 이해하는 데 중요한 역할을 합니다. 흔히 볼 수 있는 화려한 색상의 뇌 사진은 실제 뇌의 색깔이 아니라, 측정된 신호의 세기나 신경 섬유의 방향을 우리가 보기 쉽게 표현한 결과입니다. 예를 들어 확산 텐서 영상(DTI)은 신경 회로의 방향에 따라 서로 다른 색을 부여하여 뇌의 구조적 연결성을 보여줍니다. 이러한 기술적 장치는 보이지 않는 뇌의 활동을 데이터화하여 질병의 진단과 연구에 필수적인 정보를 제공하며, 우리가 뇌라는 미지의 영역을 탐험하는 지도가 되어줍니다. 창의성과 정신 건강의 상관관계는 오랜 논의의 대상이었습니다. 예술적 창의성은 합리적 판단보다는 독특한 사고와 감정의 흐름에서 비롯되는 경우가 많아, 때로는 정신적인 기복이 창조적 에너지로 승화되기도 합니다. 흥미로운 점은 언어와 추상화를 담당하는 좌측 전두엽이 손상되었을 때, 오히려 억제되어 있던 세밀한 예술적 재능이 발현되는 사례가 있다는 것입니다. 이는 뇌의 특정 기능이 효율성을 위해 다른 능력을 억제하고 있을 가능성을 시사하며, 인간의 잠재력이 뇌의 균형과 조절 속에서 어떻게 나타나는지 보여주는 사례라 할 수 있습니다. 우울증과 같은 정신 건강 문제는 단순히 마음의 의지 문제가 아니라 세로토닌과 같은 신경전달물질의 불균형과 깊은 관련이 있습니다. 우리 정신은 뇌라는 물리적 실체를 매개로 작용하기 때문에, 환경적 요인만큼이나 생물학적 조절이 중요합니다. 마치 성능 좋은 재생 기기가 있어야 아름다운 음악이 연주될 수 있듯이, 뇌 속의 화학적 환경이 적절히 유지되어야 건강한 정신 활동이 가능해집니다. 따라서 약물 치료와 상담 치료는 서로 보완적인 관계에 있으며, 뇌의 물질적 변화를 이해하는 것은 마음의 병을 치유하는 근본적인 접근법이 됩니다. 인간의 뇌는 우리가 의식하지 못하는 아주 짧은 순간의 자극에도 민감하게 반응합니다. 33밀리초라는 극히 짧은 시간 동안 노출된 공포 자극은 의식적인 인지 단계에 도달하지 못하더라도, 뇌의 편도체를 활성화하고 땀이 나는 등의 신체적 변화를 유도합니다. 이는 의식적인 감정 처리와 무의식적인 생존 본능이 뇌 안에서 서로 다른 경로로 작동하고 있음을 의미합니다. 이러한 무의식적 반응 기제는 우리가 위험을 감지하고 대처하는 데 중요한 역할을 하며, 감정이라는 복합적인 현상이 얼마나 깊고 넓은 층위에서 이루어지는지 잘 보여줍니다. 미래의 뇌과학은 뇌 자극 기술을 통해 감정을 조절하고 질병을 치료하는 단계로 나아가고 있습니다. 도파민을 비롯한 뇌의 보상 회로를 정교하게 이해함으로써 중독과 같은 난제를 해결하고, 정신 질환에 대한 사회적 편견을 해소하는 것이 궁극적인 목표입니다. 뇌의 기전이 명확히 밝혀질수록 정신 건강 문제는 개인의 결함이 아닌 치료 가능한 생물학적 상태로 인식될 것입니다. 과학적 탐구가 깊어질수록 인간에 대한 이해는 넓어지며, 이는 결국 질병으로 고통받는 이들이 사회적 낙인 없이 평등하게 대접받는 따뜻한 공동체로 나아가는 밑거름이 될 것입니다.

권준수, 김학진, 신용욱

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뇌인지과학

[강연] 뇌를 읽다, 그리고 마음을 읽다 (3) _ 권준수 교수 | 2016 봄 카오스 강연 '뇌 - Brain' 4강 | 4강 ③

정신질환은 크게 신경증과 정신병으로 구분할 수 있습니다. 과거에 노이로제라 불리던 신경증은 주로 불안을 호소하며, 환자 스스로가 자신의 상태를 인지하고 불편함을 느끼는 경우가 많습니다. 반면 정신병은 현실감이 떨어지거나 사고와 감정에 심각한 문제가 생겨 정상적인 범위를 벗어난 상태를 의미합니다. 흥미로운 점은 이러한 정신질환이 단순히 심리적인 문제에 그치지 않고 뇌의 구조적 변화를 동반한다는 사실입니다. 예를 들어, 심각한 아동 학대를 경험한 아이의 뇌는 정상적인 뇌와 비교했을 때 구조적으로 확연한 차이를 보이며, 이는 환경적 요인이 뇌의 물리적 형태까지 바꿀 수 있음을 시사합니다. 역사적으로 유명한 예술가나 과학자들 중에는 정신질환을 앓았던 사례가 매우 많습니다. 에드거 앨런 포, 톨스토이, 빈센트 반 고흐 등이 대표적이며, 이들의 창조적인 작업은 질환의 경과와 밀접하게 연결되기도 했습니다. 작곡가 슈만의 사례를 보면, 우울기에는 1년에 불과 몇 곡만을 작곡했지만, 기분이 고조되는 경조증 시기에는 20곡 이상의 방대한 작품을 쏟아냈습니다. 이처럼 정신질환은 개인의 삶을 고통스럽게 만들기도 하지만, 때로는 예술적 창의성의 원동력이 되기도 합니다. 그러나 이러한 극단적인 감정의 변화는 결국 개인의 삶을 파괴하는 결과를 초래할 수 있으므로 적절한 이해와 관리가 필요합니다. 우리가 일상에서 느끼는 일시적인 우울감과 치료가 필요한 주요 우울장애는 명확히 구분되어야 합니다. 누구나 실패나 상실을 겪으면 우울해지지만, 대개는 며칠 내에 회복됩니다. 하지만 주요 우울장애는 특별한 이유 없이도 발생할 수 있으며, 증상이 최소 2주 이상 지속되어 일상생활에 심각한 지장을 줄 때 진단됩니다. 생물학적으로는 뇌 속의 세로토닌이나 노르에피네프린 같은 신경전달물질의 양이 감소하는 것이 주요 원인으로 꼽힙니다. 항우울제는 이러한 물질들이 재흡수되는 경로를 차단하여 시냅스 내의 농도를 높임으로써 기분을 조절하는 원리로 작용하며, 이는 우울증이 뇌의 기능적 문제임을 증명합니다. 조증은 우울증과는 반대로 기분이 지나치게 고조되고 에너지가 넘치는 상태를 말합니다. 조증 상태에서는 잠을 자지 않아도 피로를 느끼지 못하며, 과도한 자신감으로 인해 무리한 일을 벌이기도 합니다. 이러한 상태 변화는 뇌 영상 기술인 PET 촬영을 통해 시각적으로 확인할 수 있습니다. 조증 시기에는 뇌가 매우 활성화되어 있는 반면, 우울증 시기에는 활동이 현저히 저하된 모습을 보입니다. 다행히 약물 치료나 정신 치료를 통해 증상이 호전되면 뇌의 생물학적 상태도 정상화됩니다. 이는 정신질환의 치료가 단순히 마음을 다스리는 것을 넘어, 뇌의 생물학적 변화를 이끌어내는 과정임을 보여주는 중요한 증거입니다. 조현병은 과거 정신분열병이라 불리던 질환으로, 환청이나 망상과 같은 증상이 특징입니다. 최근에는 사회적 편견을 없애기 위해 현악기의 줄을 고르는 '조현(調絃)'이라는 용어로 명칭을 변경했습니다. 이는 뇌의 신경망이 마치 악기의 줄처럼 적절하게 튜닝되어 있어야 하는데, 그 연결성에 문제가 생겼다는 은유적인 의미를 담고 있습니다. 실제로 조현병 환자의 뇌를 현미경으로 관찰하면 신경세포의 배열이 무질서하고 연결성이 떨어지는 양상이 발견됩니다. 결국 정신질환은 뇌라는 정교한 시스템의 연결과 조절 기능에 문제가 생긴 상태이며, 이를 올바르게 이해하고 치료하는 것이 현대 정신의학의 핵심 과제라고 할 수 있습니다.

권준수

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뇌인지과학

[강연] 자연에 없던 물질 만들기 (5) _이병호 교수 | 2015 가을 카오스 강연 '빛 색즉시공' 9강 | 9강 ⑤

빛은 우리 일상 어디에나 존재하지만, 그 본질은 전자기파라는 복합적인 물리 현상입니다. 맥스웰의 이론에 따르면 전기장이 변화하면 반드시 자기장이 형성되며, 빛은 바로 이 전기장과 자기장이 결합하여 진행하는 형태를 띱니다. 최근 반도체 소자 연구에서는 빛의 편광 특성을 이용해 전자 하나하나의 움직임을 제어하는 수준에 도달했습니다. 특정 방향으로 회전하는 빛을 쬐어 전자의 운동 방향을 바꾸면 미세한 자기장이 형성되는데, 이는 현대 기술이 원자 단위의 정밀한 제어를 실현하고 있음을 보여주는 사례입니다. 일반적인 렌즈는 시야각의 한계로 인해 물체의 단면만을 포착하지만, 음굴절 렌즈는 3차원 정보를 온전히 전달할 수 있는 혁신적인 가능성을 제시합니다. 음굴절 렌즈를 통과하는 빛은 모든 방향으로 퍼져 나갔던 정보를 다시 원래의 점으로 모으는 특성을 가집니다. 이는 물체를 구성하는 수많은 점광원의 정보를 입체적으로 재구성할 수 있음을 의미하며, 결과적으로 홀로그램과 유사한 3차원 이미징 구현을 가능하게 합니다. 기존 광학계의 한계를 뛰어넘어 물체의 앞면뿐만 아니라 옆면과 위아래 정보를 동시에 전달하는 기술적 토대가 마련되고 있는 것입니다. 빛의 속도가 관측자의 상태와 무관하게 일정하다는 사실은 현대 물리학의 근간을 이루는 중요한 원리입니다. 과거 과학자들은 지구가 움직임에 따라 빛의 속도도 변할 것이라 예상했지만, 마이컬슨의 정밀한 간섭계 실험은 방향이나 계절에 상관없이 빛의 속도가 불변함을 증명했습니다. 아인슈타인은 이를 바탕으로 특수상대성 이론을 정립하며 절대적인 공간이나 좌표의 개념을 타파했습니다. 실험적 발견과 이론적 뒷받침이 결합하여 탄생한 이 원리는 우리가 우주를 이해하는 방식을 근본적으로 바꾸어 놓았으며, 오늘날 메타물질 연구의 기초가 되는 전자기학 발전에도 큰 영향을 미쳤습니다. 자연계에서 유전율과 투자율이 동시에 음의 값을 갖는 물질을 찾기 어려운 이유는 각 성질이 반응하는 공진 주파수가 서로 다르기 때문입니다. 금속의 경우 가시광선 영역에서 음의 유전율을 가지지만, 자기장에 반응하는 투자율은 진공과 유사한 값을 유지합니다. 유전율은 전기장에 의한 전자의 움직임에 좌우되는 반면, 투자율은 자기장에 의한 전류의 흐름과 관련이 있어 반응 속도에서 차이가 발생합니다. 메타물질 연구는 이러한 자연적 제약을 극복하기 위해 인공적인 구조물을 설계하여 유전율과 투자율을 동시에 제어함으로써, 자연에 존재하지 않는 독특한 광학적 특성을 구현하는 데 집중하고 있습니다. 메타물질 기술이 실용화되기 위해서는 특정 파장에서만 작동하는 색수차 문제와 같은 기술적 난제를 해결해야 합니다. 현재는 공진 현상에 의존하지 않고 넓은 파장 대역에서 일관된 성능을 내는 광대역 메타물질 연구가 활발히 진행 중입니다. 과학의 역사는 비선형적으로 발전하며, 창의적인 아이디어가 기술적 한계를 돌파하는 원동력이 되어왔습니다. 미래를 예측하는 가장 좋은 방법은 스스로 미래를 창조하는 것이라는 말처럼, 젊은 연구자들의 도전적인 발상은 메타물질을 통해 우리가 상상만 하던 투명 망토나 초고해상도 렌즈와 같은 혁신적인 미래를 현실로 만들어갈 것입니다.

김휘, 이병호, 최현용

카오스재단카오스강연

물리학

[강연] 패널토의 및 대담 | 2016 서울대 자연과학대학 공개강연 '무질서에서 질서로' (7)

2016년 서울대학교 자연과학 공개 강연의 대미를 장식한 대담은 '과학자의 꿈과 도전'이라는 주제로 진행되었습니다. 화학부 신석민 교수님의 사회 아래 물리천문학부 박혜윤 교수님, 수리과학부 이기헌 대학원생, 생명과학부 도경완 학부생이 한자리에 모여 과학에 대한 열정과 고민을 나누었습니다. 서로 다른 전공과 세대를 아우르는 이들은 과학이라는 공통분모를 통해 자신들의 삶과 학문적 지향점을 진솔하게 풀어내었습니다. 강연장의 열기는 마지막까지 식지 않았으며, 참석자들은 과학자들이 전하는 생생한 현장의 이야기에 깊이 공감하며 귀를 기울였습니다. 이번 강연의 핵심 키워드인 '무질서에서 질서로'에 대해 패널들은 각자의 학문적 관점을 제시했습니다. 수학은 복잡한 현상 속에서 단순한 패턴을 발견하고 이를 논리적인 언어로 서술하는 과정이며, 생명과학은 엔트로피 법칙 속에서도 질서를 유지하며 복잡성을 키워가는 생명체의 신비로움을 다룹니다. 무질서해 보이는 자연현상 이면에 숨겨진 아름다운 법칙을 찾아내는 과정이야말로 과학이 가진 진정한 매력임을 확인하는 시간이었습니다. 이러한 질서를 이해하려는 노력은 단순히 지식을 쌓는 것을 넘어 자연의 본질에 다가가는 숭고한 여정입니다. 과학자의 길을 걷게 된 계기는 거창한 이론보다는 소소한 호기심에서 시작된 경우가 많았습니다. 밤하늘의 별을 보며 우주를 동경하거나, 뇌의 작동 원리에 의문을 품고, 집 옥상에서 위험천만한 화학 실험을 감행하던 어린 시절의 기억들이 그들을 과학의 세계로 이끌었습니다. 다큐멘터리를 보며 생명의 경이로움을 느꼈던 경험이나 수학이 가진 근원적인 설명력에 매료된 순간들은, 불확실한 미래 속에서도 과학자라는 꿈을 포기하지 않게 만드는 강력한 원동력이 되었습니다. 작은 호기심의 씨앗이 자라나 인류의 지식 지평을 넓히는 거대한 나무가 된 셈입니다. 과학자로 성장하는 과정은 결코 순탄치만은 않습니다. 여성 과학자로서 겪는 환경적 제약이나 대학원 과정에서의 학문적 고뇌, 그리고 학부생이 느끼는 진로에 대한 불안감은 모든 과학도가 마주하는 현실적인 도전입니다. 하지만 패널들은 다양성이 존중될 때 과학이 더욱 풍요로워질 수 있다고 강조합니다. 남성 중심적인 문화에서 벗어나 새로운 시각을 도입하고, 한국인으로서 특정 분야의 전문가가 되겠다는 자부심을 갖는 것은 과학계의 발전을 위해 매우 중요한 요소입니다. 어려움 속에서도 긍정적인 마음가짐을 유지하는 것이 과학자에게 필요한 덕목임을 시사합니다. 꿈에 대한 확신이 서지 않을 때 어떻게 해야 하느냐는 질문에 대해, 신석민 교수님은 '함께 꾸는 꿈'의 중요성을 역설했습니다. 혼자서 모든 짐을 짊어지기보다는 동료들과 함께 고민하고 힘을 합칠 때, 불확실성은 도전의 기회로 바뀔 수 있습니다. 과학은 단순히 지식을 습득하는 과정이 아니라, 끊임없이 질문을 던지고 그 해답을 찾아가는 긴 여정입니다. 이 과정에서 동료들과 나누는 유대감과 격려는 연구의 고단함을 잊게 하고 다시금 앞으로 나아갈 수 있는 에너지를 제공합니다. 혼자가 아닌 함께일 때 과학자의 꿈은 더욱 견고해지고 현실에 가까워집니다. 자연과학을 전공하면 경제적으로 어려울 것이라는 편견에 대해서도 심도 있는 논의가 이루어졌습니다. 물리학이나 수학 같은 기초과학은 금융, 게임, IT 등 다양한 산업 분야로 진출할 수 있는 탄탄한 사고의 기초가 됩니다. 100세 시대를 살아가는 현대인에게 과학적 사고방식은 변화하는 환경에 적응하고 문제를 해결하는 핵심 역량이 됩니다. 단순히 일자리를 구하는 수단을 넘어, 세상을 바라보는 논리적인 틀을 갖추는 것이 과학 교육이 지향해야 할 진정한 가치입니다. 과학은 굶주림의 길이 아니라, 세상을 더 넓고 깊게 이해하며 자아를 실현하는 풍요로운 길입니다. 대담의 마무리는 미래 과학이 해결해야 할 도전적인 과제들로 채워졌습니다. 상대성이론과 양자역학을 통합할 수 있는 새로운 수학적 언어의 개발, 뇌의 신비를 밝히는 신경세포 연구, 그리고 생태학과 동물 행동학 같은 거시적 생물학 분야의 개척 등은 다음 세대 과학자들이 짊어져야 할 몫입니다. 과학자의 꿈은 정체된 것이 아니라 시대의 흐름에 따라 계속해서 진화하며, 이러한 도전을 멈추지 않을 때 인류의 지식 지평은 더욱 넓어질 것입니다. 오늘 대담에 참여한 학생들의 눈빛에서 우리는 인류의 미래를 밝힐 새로운 과학의 희망을 발견할 수 있었습니다.

박혜윤, 신석민

카오스재단서울대자연과학공개강연

물리학
화학
생명과학

[강연] 뇌 : 신비한 세계로의 초대 (3) _ 신희섭 | 2016 봄 카오스 강연 '뇌 - Brain' 1강 | 1강 ③

공감은 인간만의 전유물이 아닙니다. 실험을 통해 쥐 또한 타자의 고통에 공감하는 모습을 보여주며, 이는 뇌에서 발생하는 복잡한 상호작용의 결과임을 알 수 있습니다. 뇌과학적 관점에서 공감은 단순한 심리적 현상을 넘어 생존과 사회적 관계 형성을 위한 필수적인 기제입니다. 이러한 발견은 인간의 고유한 특성이라 여겼던 고등 정신 작용들이 사실은 생물학적 진화의 산물임을 시사하며, 뇌의 신비를 푸는 중요한 열쇠가 됩니다. 타자의 감정을 읽고 반응하는 능력은 생명체가 공동체를 유지하며 살아가는 데 있어 핵심적인 역할을 수행합니다. 감정은 흔히 하나로 묶여 불리지만, 뇌과학적으로는 '에모션'과 '필링'으로 구분하여 이해할 수 있습니다. 에모션은 외부 자극에 대해 신체가 즉각적으로 보여주는 생리적 반응이며, 필링은 이러한 신체적 변화를 의식적으로 인지하는 느낌을 의미합니다. 에모션은 이성적인 판단이 내려지기 전 훨씬 빠르게 작동하여 생존을 돕습니다. 우리가 위험한 상황에서 논리적으로 계산하기 전에 몸이 먼저 반응하는 것은 바로 이러한 감정의 원초적 기능 덕분입니다. 이러한 구분은 우리가 자신의 내면 반응을 보다 객관적으로 이해하는 데 도움을 줍니다. 인공지능 알파고는 방대한 데이터를 계산하여 최적의 수를 찾지만, 인간은 감정을 통해 훨씬 효율적인 결정을 내립니다. 모든 가능성을 계산하는 대신 감정적 동기부여를 통해 가장 의미 있는 선택지에 집중하기 때문입니다. 감정은 때로 이성적인 판단을 방해하기도 하지만, 리스크를 감수하고 잠재된 능력을 끌어올리는 원동력이 되기도 합니다. 이처럼 감정과 이성은 뇌 안에서 강력하게 연결되어 상호 보완적인 역할을 수행하며 인간의 행동을 결정합니다. 감정이 배제된 지능은 효율적일 수 있으나, 생명체 특유의 유연한 대처 능력에는 한계가 있습니다. 뇌과학의 핵심 화두 중 하나인 '커넥톰'은 뇌 속 천억 개의 뉴런이 맺고 있는 거대한 연결망 지도를 뜻합니다. 이는 마치 우주의 수많은 별처럼 복잡하게 얽혀 있으며, 인간의 행동과 정체성을 결정짓는 근간이 됩니다. 우리가 누구인지 정의하는 것은 단순한 세포의 집합이 아니라 그들이 어떻게 연결되어 소통하느냐에 달려 있습니다. 커넥톰 지도를 완성하는 것은 인간의 마음과 질병을 이해하는 지름길이 될 것입니다. 이 거대한 지도는 우리가 세상을 인지하고 반응하는 모든 과정이 정교한 회로의 결과물임을 증명하며, 뇌 연구의 새로운 지평을 열어주고 있습니다. 뇌의 기능은 유전자라는 하드웨어와 회로라는 소프트웨어의 조화로 이루어집니다. 특정 유전자가 결손되면 공포를 느끼지 못하거나 학습 능력이 떨어지는 등 하드웨어적인 결함이 발생할 수 있습니다. 하지만 유전자가 모든 것을 결정하는 것은 아닙니다. 뇌 회로는 매우 유연하며, 환경적 요인에 따라 그 연결성이 강화되거나 변화할 수 있기 때문입니다. 따라서 뇌 질환을 이해하기 위해서는 개별 유전자의 역할을 넘어 전체적인 회로의 연결성을 파악하는 것이 필수적입니다. 하드웨어가 갖춰져 있더라도 환경과의 상호작용을 통해 회로가 어떻게 최적화되느냐가 중요합니다. 후성유전학은 환경이 유전자 발현에 어떻게 영향을 미치는지 설명해 줍니다. 우리가 먹는 음식, 겪는 스트레스, 주변 환경 등은 유전자의 작동 방식을 바꾸어 뇌 기능과 성격에까지 영향을 줄 수 있습니다. 이러한 변화는 당대에 그치지 않고 다음 세대로 전달되기도 하며, 유전자만으로는 설명할 수 없는 생명 현상의 신비를 보여줍니다. 환경이 뇌의 시냅스 단백질 구성을 바꾸고 결과적으로 행동의 변화를 이끌어낸다는 점은 뇌의 놀라운 가소성을 증명합니다. 이는 우리가 처한 환경과 경험이 단순한 기억을 넘어 생물학적 각인으로 남을 수 있음을 시사합니다. 뇌 연구는 이제 뉴런을 넘어 교세포와 같은 다양한 세포들의 역할로 그 지평을 넓히고 있습니다. 뇌는 단순한 세포의 합이 아니라 유전자, 환경, 그리고 복잡한 회로가 층층이 쌓여 만들어진 고차원적인 시스템입니다. 인공지능이 인간의 지능을 모방하려 노력하고 있지만, 감정과 이성이 정교하게 결합된 인간 뇌의 통합적 메커니즘을 완전히 재현하기란 쉽지 않습니다. 끊임없는 학습과 노력을 통해 변화하는 뇌의 무한한 가능성은 여전히 우리에게 많은 탐구 과제를 던져줍니다. 우리는 뇌를 이해함으로써 인간 본연의 가치와 생명의 경이로움을 다시금 확인하게 됩니다.

신희섭, 이창준, 이현숙

카오스재단카오스강연

뇌인지과학

[석학인터뷰] 김성근 KAOS 과학위원(서울대학교 화학과 교수, 자연대 학장) 인터뷰

과학은 흔히 전문가들만의 영역으로 여겨지기 쉽지만, 대중과의 거리를 좁히는 노력은 현대 사회에서 매우 중요한 과제입니다. 카오스재단과 같은 단체들은 전문가 집단과 대중을 연결하며 과학의 대중화를 이끄는 가교 역할을 수행하고 있습니다. 과학자들이 대중에게 지식을 전달하는 과정은 결코 쉽지 않지만, 이러한 소통을 통해 과학이 우리 삶의 일부로 자리 잡는 과정은 매우 흥미롭고 가치 있는 일입니다. 앞으로도 이러한 활동이 활발해져 과학이 모두가 즐길 수 있는 문화로 정착되기를 기대합니다. 어린 시절 만화책이나 우주선 발사 장면을 보며 키웠던 과학에 대한 동경은 많은 이들에게 과학자의 꿈을 심어주는 계기가 됩니다. 저 역시 달 착륙 장면을 지켜보며 과학을 무작정 동경하게 되었지만, 고등학교 시절 적성에 대한 고민으로 첫 번째 좌절을 겪기도 했습니다. 주변에서는 문과 적성이라고 권유했고 실제로 수학이나 과학 성적이 기대만큼 나오지 않아 고민이 깊었지만, 과학을 향한 순수한 동경은 결국 저를 이 길로 이끌었습니다. 적성이라는 틀에 갇히기보다 열정을 따르는 것이 중요함을 깨닫는 과정이었습니다. 리처드 파인만의 저서 '파인만 씨, 농담도 잘하시네요!'는 과학이 무엇인지 보여주는 훌륭한 입문서입니다. 이 책은 과학적 사고 체계가 자연을 어떻게 바라보는지 평이하고 유머러스하게 설명하며, 과학이 결코 딱딱한 학문이 아님을 일깨워줍니다. 과학은 단순히 지식을 암기하는 것이 아니라, 세상을 바라보는 독특한 시각과 호기심을 바탕으로 합니다. 간결한 문장 속에 담긴 과학자의 사고방식을 접하다 보면, 대중도 과학 본연의 즐거움을 발견하고 자연의 작동 원리에 대해 깊이 이해할 수 있는 기회를 얻게 될 것입니다. 한국 사회에서 과학은 오랫동안 경제 발전을 위한 도구이자 기술 발전을 위한 소비재처럼 인식되어 왔습니다. 서구 사회가 근대 과학의 태동기부터 우주와 자연에 대한 근본적인 호기심을 바탕으로 과학을 발전시켜 온 것과는 대조적입니다. 이제 우리나라는 남을 따라가는 추종형 기술에서 벗어나 세계 최첨단을 달리는 선도형 국가로 도약해야 하는 시점에 서 있습니다. 이를 위해서는 모방이 아닌 창조가 필요하며, 그 핵심은 결국 기초과학의 탄탄한 토대 위에 세워진 원천 기술의 확보에 달려 있다고 할 수 있습니다. 화학은 물리학이라는 뿌리와 생명과학이라는 꽃을 잇는 줄기와 같은 '중심 과학'입니다. 하지만 대중에게 화학은 종종 오염 물질이나 위험한 약품이라는 부정적인 이미지로 각인되어 있기도 합니다. 사실 우리가 마시는 물을 포함해 세상의 모든 물질은 화학 물질이며, 이를 무조건 두려워하기보다는 정확히 이해하고 제어하는 태도가 필요합니다. 현대 사회의 다양한 위험 요소들을 피하기만 하는 것이 아니라, 과학적 이해를 바탕으로 적극적으로 조절하려는 의지가 있을 때 비로소 화학은 인류의 발전을 돕는 진정한 역할을 수행할 수 있습니다.

김성근

카오스재단석학인터뷰

화학
융합

[석학인터뷰] 오세정 KAOS 과학위원장(서울대학교 물리천문학부 교수) 인터뷰 _ 영상한국 과학 교육에 대한 아쉬움

흔히 우리나라는 과학 문화나 교양이 부족하다고 알려져 있지만, 실제 현장에서 마주한 대중의 열기는 사뭇 달랐습니다. 카오스 재단에서의 경험을 통해 과학을 전공하지 않은 대중이 보여주는 깊은 관심과 수준 높은 질문은 한국 과학 문화의 밝은 미래를 예감하게 했습니다. 이러한 모습은 과학이 단순히 전문가들만의 영역이 아니라, 우리 사회 전반에 뿌리내릴 수 있는 충분한 잠재력을 갖추고 있음을 시사하며 매우 고무적인 현상으로 다가옵니다. 대중의 높은 지적 욕구는 우리 사회가 과학적 사고를 수용할 준비가 되었음을 보여줍니다. 하지만 현재의 과학교육은 자연에 대한 호기심을 키워주기보다 오히려 억누르는 경향이 있어 아쉬움을 남깁니다. 입시 위주의 교육 환경 속에서 학생들은 과학의 본질인 탐구 과정을 즐기기보다, 정해진 답을 외우고 틀리지 않는 훈련에만 매몰되어 있습니다. 진정한 과학적 성취를 이루고 세계적인 과학자를 배출하기 위해서는 결과 중심의 학습에서 벗어나야 합니다. 학생들이 과학 자체를 즐기고 질문을 던질 수 있도록 교육 체계와 교과서의 근본적인 변화가 절실하며, 이는 미래의 노벨상 수상자를 길러내는 밑거름이 될 것입니다. 과학의 대중화가 필요한 이유는 단순히 지식을 전달하기 위함이 아니라, 우리 사회에 과학적 사고를 정착시키기 위해서입니다. 과학은 개인의 감정이나 미신, 편견에서 벗어나 이성적인 해답을 찾아가는 과정입니다. 모든 국민이 전문적인 지식을 암기할 필요는 없지만, 객관성과 이성을 바탕으로 타인과 토론하며 '나도 틀릴 수 있다'는 사실을 인정하는 과학적 태도는 반드시 필요합니다. 이러한 태도는 갈등을 줄이고 합리성이 지배하는 성숙한 민주 사회를 지탱하는 중요한 근간이 되며, 인류의 이성을 신뢰하는 계기가 됩니다. 과학 지식은 시대에 따라 끊임없이 변하지만, 증거를 존중하고 객관성을 유지하려는 과학적 태도는 변하지 않는 가치를 지닙니다. 30년 전의 지식이 지금은 낡은 것이 되었듯, 암기된 지식보다는 문제를 해결해 나가는 합리적인 과정이 더 중요합니다. 우리 사회가 과학적 합리성을 내면화한다면, 복잡한 사회적 갈등이나 중대한 결정을 내려야 하는 순간에도 큰 혼란 없이 합리적 합의점에 도달할 수 있을 것입니다. 이는 과학이 우리 삶에 줄 수 있는 가장 큰 선물 중 하나이며, 우리가 지향해야 할 사회적 성숙의 방향이기도 합니다. 학문적 깊이를 더해줄 도서로는 하이젠베르크의 『부분과 전체』와 히로나카 헤이스케의 『학문의 즐거움』을 추천합니다. 전자는 물리학적 성취를 넘어 철학 및 의학 등 인접 학문과의 관계를 고찰하며 지식인의 실천적 삶을 다루고 있으며, 후자는 천재성에 의존하기보다 고학을 통해 필즈상을 수상한 수학자의 끈기 있는 탐구 과정을 보여줍니다. 이러한 기록들은 과학적 원리를 설명하는 데 그치지 않고, 배움의 본질과 창조적 활동이 주는 순수한 기쁨을 독자들에게 생생하게 전달하며 학문을 대하는 올바른 태도를 정립하는 데 큰 도움을 줍니다.

오세정

카오스재단석학인터뷰

융합

[석학인터뷰] 주일우 KAOS 과학위원 인터뷰 영상

융합이라는 영역은 단순히 의도적인 노력만으로 도달할 수 있는 목적지가 아닙니다. 많은 이들이 융합을 목표로 새로운 커리큘럼이나 학과를 개설하며 인위적인 변화를 시도하지만, 진정한 의미의 융합은 한 분야에서 오랫동안 전문성을 쌓아가는 과정에서 자연스럽게 발생합니다. 자신이 맡은 영역에서 깊이 있게 일을 해나가다 보면 새로운 필요를 마주하게 되고, 그 지점에서 비로소 새로운 영역이 만들어지는 것입니다. 따라서 융합은 의도적인 설계라기보다 한 분야에서 성실히 정진했을 때 따라오는 일종의 보상과도 같습니다. 성공적인 과학 행사를 기획하기 위해서는 단순히 지식을 전달하는 것을 넘어, 그 행사가 놓인 맥락을 깊이 있게 연구해야 합니다. 강연자나 퍼포먼스를 수행하는 참여자들의 특성을 사전에 철저히 파악하는 것은 물론, 행사가 개최되는 장소의 지역성과 역사성에 대해서도 전문가들과 함께 공부하는 과정이 필수적입니다. 이러한 세밀한 분석이 뒷받침되지 않으면 행사는 주변 환경과 어우러지지 못하고 생뚱맞은 결과물이 될 수 있습니다. 참여자들과 끊임없이 소통하며 그들이 무엇을 보여줄 수 있는지 정확히 파악하는 것이 기획의 핵심입니다. 문학과지성사는 순수문학의 산실로 알려져 있지만, 사실 한국 SF 문학의 기틀을 마련한 선구적인 역할을 해왔습니다. 듀나와 같은 SF 작가들의 초기 활동을 지원하고 복거일 작가의 작품들을 꾸준히 출간하며 장르의 지평을 넓혀왔습니다. 특히 20년 전 집필이 중단되었던 역사 SF 소설 '역사 속의 나그네'가 전 6권으로 완간된다는 소식은 매우 뜻깊습니다. 현대의 지식을 가진 주인공이 조선 시대로 돌아가 겪는 이야기는 오늘날 흔히 볼 수 있는 설정의 원형으로서, 한국 장르 문학의 깊이를 보여주는 소중한 자산이 될 것입니다. 전문가들이 특정 분야의 깊이를 책임진다면, 기획자는 그 콘텐츠의 전체적인 모양을 빚어내고 실행에 옮기는 제너럴리스트의 역할을 수행합니다. 기획자들은 때로 자신의 작업이 일회성으로 끝나고 남는 것이 없다는 고민에 빠지기도 하지만, 이들이 만들어낸 결과물은 아카이브처럼 쌓여 새로운 문화를 형성하는 밑거름이 됩니다. 개별적인 지식들을 엮어 하나의 완성된 흐름으로 만드는 일은 결코 작지 않은 성과입니다. 따라서 기획자로서의 자부심을 가지고 지식의 파편들을 모아 문화적 가치를 창출하는 일에 매진하는 태도가 중요합니다. 민간 주도로 운영되는 카오스재단은 과학을 중심으로 문화와 예술이 어우러지는 새로운 소통의 장을 지향합니다. 과학자들이 자신의 생각을 대중에게 효과적으로 전달할 수 있는 통로가 됨으로써, 우리 사회가 더욱 이성적이고 합리적인 판단을 내릴 수 있는 토대를 마련하고자 합니다. 비록 재단의 기틀을 잡아가는 과정에서 여러 어려움이 따르겠지만, 다양한 분야의 전문가들이 힘을 합쳐 나간다면 과학이 일상의 문화로 꽃피는 성숙한 사회를 만드는 데 큰 기여를 할 수 있을 것입니다. 이는 과학과 대중 사이의 거리를 좁히는 중요한 발걸음이 될 것입니다.

주일우

카오스재단석학인터뷰

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[강연] 과학과 기술의 기원 (1) - 우주 시공간과 그 팽창 _ 홍성욱 교수 | 2015 봄 카오스 강연 'ORIGIN' 4강 | 4강 ①

과학이나 기술의 기원을 규명하는 일은 역사학자들에게 매우 까다로운 과제입니다. 흔히 특정 발명품이 탄생한 연도를 기점으로 삼곤 하지만, 실제 역사를 들여다보면 그 이전부터 수많은 시도와 개념적 토대가 존재했음을 알 수 있습니다. 예를 들어 유선 전신이나 무선 전신의 역사를 다루는 문헌들은 공식적인 발명 시점보다 훨씬 앞선 시기의 기록들을 중요하게 다룹니다. 이는 기원이란 단 하나의 정답으로 고정된 것이 아니라, 다양한 해석과 맥락이 얽혀 있는 복합적인 과정임을 시사합니다. 따라서 우리는 기원을 찾는 과정을 통해 당시의 시대적 배경과 지식의 흐름을 입체적으로 이해할 수 있습니다. 우리가 현재 사용하는 '과학'과 '기술'이라는 용어 역시 그 의미가 정착된 지는 그리 오래되지 않았습니다. 19세기 이전까지 지식인들의 활동은 주로 '자연철학'의 범주에서 이해되었으며, 현대적 의미의 과학자라는 정체성은 뒤늦게 형성되었습니다. 기술 또한 마찬가지입니다. 과거에는 증기기관이나 기계적 예술처럼 개별적인 명칭으로 불렸을 뿐, 이를 포괄하는 추상적인 개념으로서의 테크놀로지는 19세기 중반 이후에야 본격적으로 사용되었습니다. 이러한 어원의 변화는 인류가 자연을 인식하고 도구를 다루는 방식이 시대에 따라 끊임없이 재정의되어 왔음을 보여주는 증거라고 할 수 있습니다. 과학과 기술의 관계를 바라보는 철학적 시각은 매우 흥미롭습니다. 하이데거는 기술을 인간이 자연을 유용한 대상으로 바꾸려는 본질적인 의지로 보았으며, 과학은 이를 뒷받침하기 위해 나중에 발생한 지식 체계라고 주장했습니다. 반면 브루노 라투르는 과학과 기술을 엄격히 구분하지 않고, 비인간적인 요소를 인간에게 의미 있는 것으로 탈바꿈시키는 통합적인 행위로 파악했습니다. 그는 이를 '테크노사이언스'라는 개념으로 설명하며 두 영역의 경계를 허물었습니다. 이러한 논의들은 과학과 기술이 독립적으로 발전해온 것이 아니라, 인간의 실천적 의지와 지적 탐구가 복합적으로 작용하며 진화해 왔음을 일깨워 줍니다. 인류의 역사에서 기술적 도약은 약 4만 년 전 호모 사피엔스 시기에 급격히 일어났습니다. 이 시기 인류는 단순히 생존을 위한 도구를 넘어 바늘, 그물, 악기 등 놀라울 정도로 다양한 물건들을 만들어내기 시작했습니다. 주목할 점은 이러한 기술적 발전이 예술적 활동과 동시에 나타났다는 사실입니다. 동굴 벽화와 같은 초기 예술은 단순한 유희가 아니라 사람들을 하나로 묶어주는 '사회적 기술'로서 기능을 수행했습니다. 또한 비슷한 시기에 달의 위상 변화를 기록한 흔적은 인류가 자연을 관찰하고 그 법칙을 기록하려는 과학적 태도를 이미 갖추고 있었음을 보여줍니다. 기술의 발전 동력을 단순한 '필요'에서만 찾는 것은 한계가 있습니다. 역사학자 조지 바살라는 인류가 생존에 필요한 수준을 훨씬 뛰어넘는 다양한 기술을 발전시킨 이유를 인간의 '욕망'과 '과잉'에서 찾았습니다. 더 많이 소유하고 더 편리해지고 싶어 하는 인간의 근원적인 갈망이 기술의 다양성을 낳았다는 것입니다. 생물학적 관점에서도 호모 사피엔스는 기술, 자연사, 사회적 지능이 하나로 통합되어 있었기에 창의적인 발현이 가능했습니다. 결국 과학과 기술의 기원은 인간의 통합된 지능이 외부 세계와 상호작용하며 만들어낸 거대한 문화적 진화의 산물이라고 볼 수 있습니다.

홍성욱

카오스재단카오스강연

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