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우리가 맛을 느끼는 데 오감은 얼마나 중요할까? 눈코👀👃를 막고 사과와 무, 구분 가능?? l 심심할 땐 과학

우리가 음식을 맛볼 때 혀의 감각에만 의존한다고 생각하기 쉽지만, 사실 맛의 비밀은 뇌에 있습니다. 시각, 후각, 미각 등 오감이 조화를 이룰 때 비로소 우리는 '맛있다'는 감정을 느낍니다. 특히 시각은 우리가 받아들이는 정보의 80% 이상을 차지할 정도로 강력하여, 눈으로 보는 즐거움이 맛의 기대를 결정하기도 합니다. 실험을 통해 코를 막고 눈을 가리면 사과와 무조차 구분하기 힘들다는 사실은, 후각과 시각이 미각을 완성하는 데 얼마나 결정적인 역할을 하는지 잘 보여줍니다. 감각 기관들이 뇌와 긴밀하게 연결되어 있기에 우리는 결국 뇌로 음식을 먹는 셈입니다. 인류의 진화 과정에서 요리는 뇌의 성장을 폭발시킨 핵심적인 계기였습니다. 약 78만 년 전부터 음식을 익혀 먹기 시작하면서 영양 흡수 효율이 높아졌고, 이는 곧 지능의 발달로 이어졌습니다. 이 과정에서 생존에 유리한 영양소를 찾기 위해 미각도 정교해졌는데, 그중 '제5의 맛(감칠맛)'은 단백질 섭취를 알리는 중요한 신호로 자리 잡았습니다. 아미노산의 일종인 글루탐산에서 비롯되는 이 맛은 우리 몸이 에너지를 얻고 세포를 구성하는 데 필요한 성분을 본능적으로 찾게 만듭니다. 요리의 시작은 인간을 인간답게 만든 진화의 출발점이었습니다. 흔히 인공 조미료로 알려진 글루탐산나트륨(MSG)에 대해 부정적인 인식이 많지만, 과학적 관점에서 보면 이는 자연 재료에서 추출한 성분과 화학적으로 동일한 구조를 가집니다. 다시마나 토마토에 풍부한 글루탐산 성분을 효율적으로 농축한 것이 바로 글루탐산나트륨(MSG)이며, 이는 많은 가축의 희생을 줄이면서도 대중에게 풍부한 맛을 선사하는 경제적인 발명품입니다. 우리가 먹는 과일이나 채소 역시 수많은 화합물로 이루어져 있다는 점을 고려할 때, 특정 성분에 대한 막연한 혐오보다는 성분의 본질과 적절한 섭취량에 집중하는 태도가 필요합니다. 화학은 결코 자연과 대척점에 있는 것이 아니라 자연의 맛을 더 효율적으로 전달하는 도구입니다. 요리의 즐거움은 서로 다른 재료가 만나 맛을 증폭시키는 '상승 효과'에서 극대화됩니다. 글루탐산이 풍부한 채소와 핵산 성분이 많은 육류나 해산물을 함께 조리하면 감칠맛은 단독으로 쓰일 때보다 수 배 이상 강력해집니다. 불고기에 채소를 곁들이거나 스테이크를 구울 때 가니시를 함께 내는 것은 경험적으로 이러한 과학적 원리를 활용해온 사례입니다. 심지어 국물 요리에 김가루를 뿌리는 사소한 습관조차도 김에 들어있는 풍부한 감칠맛 성분을 이용해 맛의 깊이를 더하려는 본능적인 선택이라 할 수 있습니다. 이러한 맛의 조화는 요리를 하나의 예술이자 과학으로 만듭니다. 제5의 맛(감칠맛)은 단순한 미각적 즐거움을 넘어 생명 유지의 신호탄과 같습니다. 갓 태어난 아기가 먹는 모유에도 감칠맛 성분이 풍부하다는 사실은 인간이 태어날 때부터 이 맛을 갈구하도록 설계되었음을 시사합니다. 반면 육식을 멈추고 대나무만 먹게 된 판다처럼 환경에 따라 특정 미각이 퇴화하기도 합니다. 결국 우리가 맛을 탐구하는 과정은 인류가 어떻게 생존해 왔으며, 자연과 과학이 어떻게 조화를 이루어 우리의 삶을 풍요롭게 만드는지를 이해하는 과정과도 같습니다. 뇌가 기억하는 맛의 즐거움은 우리가 건강하게 살아가는 데 필요한 가장 강력한 동기부여 중 하나입니다.

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최초의 인류🦶🦶가 오스트랄로피테쿠스가 아니라 사헬란트로푸스?!😲 | 싸돌이가 간다

인류가 먹어온 고기에 대한 궁금증에서 출발해, 구석기 시대 유적지와 전곡선사박물관을 탐방하며 인류의 기원과 진화에 대해 알아보게 되었습니다. 전곡리 구석기 유적지에서 발견된 주먹도끼는 동서양의 선사 문명에 대한 기존의 편견을 깨뜨린 중요한 유물로, 이 발견을 통해 동양 역시 서양과 동등한 선사 문명을 이룩했음을 알 수 있습니다. 이러한 고고학적 발견은 인류의 역사를 새롭게 해석하는 데 큰 역할을 했습니다. 박물관에서는 최초의 인류로 알려진 오스트랄로피테쿠스 아파렌시스, 일명 '루시'와 그보다 앞선 사헬란트로푸스 차덴시스, 별명 '투마이'의 복원 모형을 통해 인류의 진화 과정을 직접 확인할 수 있습니다. 사헬란트로푸스 차덴시스는 현재 학계에서 가장 오래된 인류로 인정받고 있으며, 이들의 등장은 인류의 기원에 대한 이해를 한층 깊게 만들어 줍니다. 전시를 통해 인류가 어떻게 진화해왔는지, 그리고 각 시기의 대표적인 인류가 어떤 특징을 가졌는지 알 수 있습니다. 아시아로 진출한 인류는 오스트랄로피테쿠스보다 더 진화한 호모 에렉투스였으며, 이들은 기술의 발전과 함께 이동 범위를 넓혀 인도, 인도네시아, 중국 등지까지 퍼져나갔습니다. 이 시기 인류는 매머드와 같은 대형 동물을 사냥하며 생존했는데, 매머드는 인류의 주요 식량원이자 생활의 일부였습니다. 전곡선사박물관에서는 실제 구석기 유적지와 동굴, 그리고 다양한 동굴벽화가 복원되어 있어 선사시대의 생활상을 생생하게 체험할 수 있습니다. 특히 매머드 뼈로 만든 집은 당시 인류의 창의성과 생존 전략을 보여주는 대표적인 예시로, 한 채의 집을 짓기 위해 95마리의 매머드 뼈가 사용되었다는 사실은 놀라움을 자아냅니다. 이러한 전시물들은 인류가 자연환경에 어떻게 적응하며 살아왔는지 잘 보여줍니다. 신석기 시대의 인류도 박물관에서 만날 수 있는데, 3300년 전의 인물 '외찌'의 삶과 죽음을 실감 영상과 미라 전시를 통해 확인할 수 있습니다. 알프스의 추운 환경 덕분에 잘 보존된 '외찌'는 당시 인류의 생활 방식과 사망 원인에 대한 귀중한 정보를 제공합니다. 박물관의 야외 공간에서는 불 피우기 체험 등 다양한 선사시대 생활 체험 프로그램도 마련되어 있어, 방문객들이 직접 고대 인류의 삶을 느껴볼 수 있습니다.

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[용어사전] ‘Y염색체 아담’은 뭐지?_미토콘드리아 이브(Mitochondrial Eve)

인류의 기원을 찾는 여정에서 가장 큰 난관은 완벽한 계보의 부재입니다. 우리 몸의 DNA는 부모로부터 절반씩 물려받아 뒤섞이는 재조합 과정을 거치기에, 수만 년 전 조상의 흔적을 온전히 복원하기란 매우 어렵습니다. 이러한 한계를 극복하기 위해 과학자들은 세포 내 소기관인 미토콘드리아에 주목했습니다. 미토콘드리아는 에너지를 생성하는 역할 외에도 세포핵과는 독립된 자체 DNA를 보유하고 있어, 인류 진화의 비밀을 풀 수 있는 중요한 열쇠가 됩니다. 미토콘드리아 DNA의 가장 독특한 특징은 오직 어머니를 통해서만 자손에게 전달된다는 점입니다. 정자의 미토콘드리아는 수정 과정에서 탈락하기 때문에, 우리는 모두 외가 쪽 혈통의 유전적 기록만을 고스란히 간직하게 됩니다. 과학자들은 이 DNA에 축적된 돌연변이를 역추적하여 인류의 가장 최근 모계 공통 조상인 '미토콘드리아 이브'를 찾아냈습니다. 약 10만~20만 년 전 동부 아프리카에 살았던 이들은 현재 인류가 지닌 모든 미토콘드리아의 기원이 되었습니다. 미토콘드리아 이브가 당시 유일한 여성이었거나 최초의 인류였던 것은 아닙니다. 그녀는 동시대에 존재했던 여러 집단 중 모계 혈통이 끊기지 않고 오늘날까지 이어진 특정 집단을 의미합니다. 이와 대칭되는 개념으로 아버지로부터 아들에게만 전해지는 Y 염색체를 추적하여 찾아낸 'Y 염색체 아담'도 존재합니다. 이처럼 유전학적 공통 조상을 찾는 연구는 인류가 하나의 거대한 뿌리에서 시작되어 전 세계로 뻗어 나갔음을 증명하는 과학적인 증거가 됩니다.

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[석학 인터뷰] 미래 인류가 여러 행성에 사는 종으로 분화될 가능성👨‍👩‍👧‍👦 | 2022 '진화가 필요한 순간'

환경의 변화에 따른 자연선택은 인류의 모습을 변화시키는 핵심 동력입니다. 하지만 우리가 직면한 가장 큰 난제는 미래의 환경이 어떻게 변할지 예측하기 어렵다는 점입니다. 스티븐 호킹 박사는 인류가 지구에서 천 년도 버티기 힘들 것이라 경고하며 문명의 위기를 강조했습니다. 우리는 미래 인류의 신체적 변화를 상상하곤 하지만, 그 이전에 종의 존속 자체가 불투명한 상황에 놓여 있다는 사실을 직시해야 합니다. 인류가 현재의 문명을 유지하며 지구에서 계속 살아갈 수 있을지에 대한 근본적인 의문은 진화의 방향을 결정짓는 가장 중요한 변수가 될 것입니다. 진화가 눈에 띄는 신체적 변화를 만들어내기 위해서는 방대한 시간이 필요합니다. 장기적인 진화는 예측 불가능한 방향으로 흐르겠지만, 그 과정에서 흥미로운 가설을 세워볼 수 있습니다. 만약 우리 사회가 외모뿐만 아니라 내면이 아름답고 선한 사람들이 살아남는 구조로 형성된다면, 인류는 이전보다 훨씬 도덕적인 종으로 진화할지도 모릅니다. 이는 단순한 신체적 변이를 넘어 인류 전체가 지향해야 할 가치와 맞물려 있으며, 더 나은 세상을 만드는 밑거름이 될 수 있습니다. 현재 지구의 생태계는 인구 급증으로 인해 종 다양성이 급격히 감소하며 단순해지고 있습니다. 전 세계적으로 특정 생물들이 대발생하는 현상은 생태계의 균형이 무너지고 있음을 시사합니다. 이러한 위기 속에서 인류는 지구 온난화와 같은 환경 문제에 경각심을 가지고 이를 극복하기 위해 노력해야 합니다. 생태계가 파괴된 황폐한 지구가 아닌, 다양한 생명이 공존하는 아름다운 환경을 가꾸는 것은 진화의 흐름 속에서 인류가 짊어져야 할 중요한 책임이자 생존 전략입니다. 과거 수많은 호미닌 종 중에서 현재 살아남은 것은 호모 사피엔스뿐입니다. 현생 영장류의 상당수가 멸종 위기에 처한 상황에서, 인류는 머지않아 지구상에 친척이 없는 외로운 종이 될지도 모릅니다. 한편으로 우리는 호모 인포머티쿠스의 등장을 기대합니다. 정보를 독점하기보다 공유하고, 평등한 사회 속에서 협력의 가치를 실현하는 것은 인류가 멸망의 위기를 극복하고 새로운 문명의 단계를 여는 열쇠가 될 것입니다. 과학기술의 비약적인 발전은 인류를 지구 밖의 세상으로 인도하고 있습니다. 각 행성의 고유한 환경에 적응하는 과정에서 인류는 갈라파고스 핀치처럼 서로 다른 종으로 분화할 수도 있습니다. 먼 미래에 지적인 외계 생명체가 다행성 종을 발견하게 되는 날이 올지도 모른다는 상상은 경이로움을 자아냅니다. 이러한 종 분화는 인류가 우주라는 거대한 생태계의 일원으로 편입되는 새로운 진화의 장을 의미하며, 이는 호모 사피엔스가 맞이할 가장 극적인 변화가 될 것입니다.

신승관, 이대한, 이상임, 이수지, 이융남, 이현숙, 정충원, 최정규

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[강연] 인류의 역사 파헤치는 집단유전학 _ by정충원 ㅣ 2022 '진화가 필요한 순간' 6강 | 6강

집단유전학은 한 종 내 개체들이 가진 유전적 변이를 연구하여 그 집단의 역사를 재구성하는 학문입니다. 유전체 염기서열의 차이는 단순한 다양성을 넘어, 과거에 어떤 진화적 힘이 작용했는지를 알려주는 중요한 단서가 됩니다. 우리는 이를 통해 인류가 걸어온 길을 과학적으로 추적할 수 있으며, 특정 질병에 대한 감수성이나 형질의 차이가 어떻게 형성되었는지 이해하게 됩니다. 유전체는 인류의 과거를 기록한 가장 정교한 역사책인 셈입니다. 인류는 생물학적으로 매우 젊은 종에 속합니다. 사람과 침팬지의 유전적 차이는 약 1.2%에 달하지만, 현대 인류 집단 간의 차이는 매우 적습니다. 한국인 내부의 유전적 다양성과 비교했을 때, 대륙 간 집단 차이는 기껏해야 10~20% 정도의 추가적인 변이만을 보여줍니다. 이는 인류가 아프리카에서 기원하여 전 세계로 퍼져나간 역사가 비교적 최근의 일임을 시사하며, 우리가 유전적으로 상당히 동질적인 하나의 종임을 증명합니다. 최근 유전학의 놀라운 발전 중 하나는 수천 년 전 죽은 이들의 뼈에서 DNA를 추출하여 분석하는 고유전체학입니다. 세포의 흔적이 남아있는 뼈를 미세하게 갈아 염기서열을 해독함으로써, 문자로 기록되지 않은 선사 시대의 인구 이동과 혼합 과정을 밝혀낼 수 있습니다. 100만 년 전 매머드나 수십만 년 전 고인류의 유전체까지 분석 가능한 수준에 이르렀으며, 이는 과거를 직접 들여다볼 수 있는 일종의 타임머신 역할을 수행하고 있습니다. 유라시아 초원은 인류 문명사에서 목축 문화의 도입과 함께 극적인 변화를 맞이한 지역입니다. 수렵채집인에게 초원은 자원이 제한된 척박한 땅이었으나, 가축을 기르기 시작하면서 상황은 반전되었습니다. 가축은 사람이 먹을 수 없는 풀을 우유, 고기, 가죽 등 유용한 자원으로 변환해주는 생물 공장 역할을 했습니다. 이러한 목축 문화의 확산은 초원에서의 생산성을 비약적으로 높였으며, 인류가 환경을 이용하는 방식을 근본적으로 바꾸어 놓았습니다. 초원의 목축 문화는 초기 청동기부터 철기 시대에 이르기까지 세 단계에 걸쳐 점진적으로 진화했습니다. 초기에는 소와 양을 중심으로 수레를 이용했으나, 후기 청동기에 이르러 말이 끄는 전차가 등장하며 이동성이 향상되었습니다. 이후 초기 철기 시대에 비로소 말 등에 직접 올라타는 기마 문화가 정착되면서 우리가 아는 유목 사회의 기틀이 마련되었습니다. 이러한 기술적 발전은 초원 지대의 광범위한 인구 이동과 문화적 교류를 촉진하는 핵심 동력이 되었습니다. 최초의 유목 제국인 흉노는 유전적으로 매우 흥미로운 특징을 보여줍니다. 흉노 제국 형성 이전의 몽골 초원에는 유전적으로 분절된 여러 집단이 존재했으나, 제국이 성립되면서 이들이 하나로 융화되는 과정이 유전체 프로필을 통해 확인됩니다. 한 무덤군 내에서도 서로 다른 계통의 사람들이 함께 발견되며, 이는 흉노가 단순히 특정 혈통의 집단이 아니라 다양한 배경을 가진 이들이 정치적으로 통합된 다민족 제국이었음을 시사하는 중요한 증거입니다. 유전체 분석을 통해 재구성한 초원의 역사는 문화 전파와 인구 이동의 복잡한 상호작용을 보여줍니다. 몽골 초원의 경우, 서쪽의 목축민이 직접 이주하기보다는 가축과 기술만 전달되는 문화적 전파가 주를 이루었다는 사실이 밝혀지기도 했습니다. 이처럼 유전체 데이터는 고고학적 유물이나 문헌 기록만으로는 알 수 없었던 인류사의 숨겨진 이면을 정교하게 복원해냅니다. 과학은 이제 뼈 속에 새겨진 염기서열을 통해 잊힌 인류의 발자취를 다시 기록하고 있습니다.

정충원

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[인터뷰] 정충원 _ 역사책 읽듯 유전자로 알아보는 인류의 역사 | 2022 '진화가 필요한 순간'

집단유전학은 유전자 변이를 분석하여 인류의 진화적 과거와 역사를 탐구하는 학문입니다. 생명체가 죽으면 세포와 DNA가 분해되지만, 운 좋게 남아있는 미세한 DNA 조각들을 정밀하게 추출하고 해독하면 고대인의 유전체 전체를 복원할 수 있습니다. 이러한 고유전체학 연구를 통해 우리는 역사책 속의 흉노와 같은 북방 유목민족들이 어떻게 기원했고, 시간이 흐르며 주변 집단과 어떻게 혼합되며 자신들만의 독특한 역사를 형성했는지 과학적으로 재구성할 수 있게 되었습니다. 현대인의 유전자 변이 분석을 통해 외모를 추론하는 연구가 활발히 진행되고 있지만, 과거로 거슬러 올라갈수록 그 난도는 높아집니다. 얼굴 형태에 영향을 주는 유전적 메커니즘을 우리가 아직 완벽히 이해하지 못하고 있으며, 고대인은 현대인과 사뭇 다른 유전적 기반을 가졌을 가능성이 크기 때문입니다. 다만 피부색이나 머리카락 색처럼 환경에 적응하며 발현된 특정 형질들은 집단별로 고유한 특성을 보여주기도 하며, 이를 통해 과거 인류의 단편적인 모습들을 조심스럽게 그려볼 수 있습니다. 인류의 역사는 끊임없는 이동과 혼합의 과정이었습니다. 과거 수렵채집인 조상들은 좁은 지역에 고립되어 살았기에 집단 간 유전적 차이가 매우 컸으나, 시간이 흐르며 유전적 교류가 활발해졌습니다. 흥미로운 점은 겉으로 보이는 외형적 혼합의 정도보다 실제 유전자 풀 전체의 혼합이 적게 나타나는 경우도 있다는 사실입니다. 이는 단순히 눈에 보이는 변화만으로 인류의 복잡한 유전적 흐름을 모두 판단하기는 어려우며, 유전체 전반에 걸친 정밀한 분석이 뒷받침되어야 함을 시사합니다. 급격한 기후 변화와 새로운 팬데믹의 발생은 인류의 미래 유전적 구조에도 영향을 미칠 수 있습니다. 온도와 습도의 변화가 과거처럼 극적인 생물학적 변이를 즉각 유발하지는 않더라도, 생활 습관이나 사회 구조의 변화를 통해 인류가 환경에 적응하는 방식에 차이를 만들 것입니다. 당장은 큰 변화를 체감하기 어려울지 모르나, 수십 년 혹은 수백 년의 시간이 흐른 뒤의 인류는 현재와는 또 다른 유전적, 문화적 특징을 지닌 집단으로 진화해 나갈 가능성이 충분합니다. 유전학적 차이를 근거로 차별을 정당화하려는 우생학이나 인종주의는 과학적 사실을 왜곡하는 위험한 주장입니다. 과거에는 인종 간 차이가 거의 없다는 원론적인 답변이 주를 이뤘으나, 이제는 유전체 연구를 통해 각 집단이 특정 환경에 어떻게 적응해왔는지 구체적으로 설명할 수 있게 되었습니다. 이러한 차이는 우열의 문제가 아니라 인류가 생존해온 진화적 역사의 산물입니다. 따라서 복잡한 유전적 다양성을 깊이 있게 이해하고 대중과 공유하는 것이 잘못된 이데올로기에 대응하는 가장 강력한 방법입니다.

정충원

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[인터뷰] 이대한 _ 인간의 뇌는 앞으로도 커진다? | 2022 '진화가 필요한 순간'

멸종한 인류의 마음을 직접 들여다보는 것은 불가능에 가깝지만, 우리는 현존하는 친척인 침팬지나 보노보 같은 영장류와의 비교를 통해 그 단서를 찾을 수 있습니다. 인지신경과학적 관점에서 뇌와 마음의 상관관계를 분석하고, 다른 영장류와 차별화된 지점을 발견한다면 그것이 바로 인간 진화의 핵심일 것입니다. 이러한 연구는 인간만이 가진 독특한 인지적 특성이 언제, 어떻게 출현했는지 규명하는 중요한 출발점이 됩니다. 과거 인류의 감정과 마음을 추정하는 또 다른 방법은 그들이 남긴 문화적 산물을 살피는 것입니다. 그림, 음악, 그리고 종교와 같은 고도의 문화적 산물은 단순한 생존 이상의 가치를 추구했음을 보여줍니다. 이러한 산물이 존재하지 않던 시절의 인류와 그 이후의 인류는 분명 다른 마음의 구조를 가졌을 것입니다. 우리는 유물을 통해 보이지 않는 마음의 진화 과정을 간접적으로나마 재구성하며 인류의 정신사를 이해할 수 있습니다. 미래에 더 높은 지능을 가진 인류가 출현할 잠재력은 충분하지만, 지능의 진화가 반드시 생물학적 성공으로 이어지는지는 별개의 문제입니다. 과거 수백만 년 동안 지능이 높은 개체가 번식에 유리했기에 현재의 우리가 존재하지만, 지능이 지나치게 높아지면 오히려 생존에 불필요한 고민이 늘어나는 부작용도 발생할 수 있습니다. 즉, 지능의 진화는 단순히 가능성의 문제가 아니라, 그것이 생존과 번식에 실질적으로 기여하는 환경적 조건이 갖춰져야 실현될 수 있는 영역입니다. 뇌의 진화를 논할 때 흔히 뇌 용량의 증가를 떠올리지만, 컴퓨터의 발전사처럼 크기보다 중요한 것은 내부의 효율성과 구조입니다. 과거의 거대한 컴퓨터보다 오늘날의 작은 반도체가 훨씬 뛰어난 성능을 내듯, 뇌 역시 단순한 뇌 용량보다는 신경 회로의 집적도와 설계 방식이 지능을 결정짓는 핵심 요소일 수 있습니다. 따라서 우리와 비슷한 뇌 용량을 가졌더라도 내부 구조가 다르다면 지능의 수준도 크게 차이 날 수 있음을 인지하고 입체적인 시각으로 접근해야 합니다. 뇌와 마음의 상관관계를 생물학적 수준으로 완전히 환원하여 설명하는 것은 현대 과학이 직면한 거대한 과제 중 하나입니다. 아직은 마음의 본질에 대해 명확한 정의를 내리기 어려운 단계이지만, 인지신경과학의 비약적인 발전은 이 미지의 영역을 조금씩 밝혀내고 있습니다. 비록 지금은 조심스럽게 답변을 유보할 수밖에 없는 질문들이 많을지라도, 과학은 끊임없이 마음의 기원과 진화적 메커니즘을 증명하는 방향으로 나아가며 인류의 자기 이해를 돕고 있습니다.

이대한

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[강연] 2022 '노벨상 해설강연' by 정충원, 김재완, 이동환 l 고등과학원&카오스재단

2022년 노벨 생리의학상은 멸종한 고인류의 유전체를 해독하여 인류 진화의 비밀을 밝힌 성과에 돌아갔습니다. 스반테 페보 교수는 수만 년 전의 화석에서 DNA를 추출하고 분석하는 고유전체학이라는 새로운 분야를 개척했습니다. 이를 통해 현생 인류가 아프리카에서 기원하여 전 세계로 퍼져나가는 과정에서 네안데르탈인과 같은 고인류와 유전적으로 섞였다는 사실이 과학적으로 증명되었습니다. 이는 우리가 누구이며 어디에서 왔는가라는 근원적인 질문에 대해 유전학적인 답을 제시한 혁신적인 성과로 평가받습니다. 고인류 유전체 연구는 단순히 과거를 밝히는 데 그치지 않고 현대인의 건강과 질병 이해에도 기여합니다. 아프리카 밖의 현대인들은 유전체의 약 2%를 네안데르탈인으로부터 물려받았으며, 티베트인의 고지대 적응 유전자는 데니소바인에게서 유래한 것으로 밝혀졌습니다. 이러한 유전적 유산은 면역 체계나 환경 적응력에 중요한 역할을 하며, 인류가 다양한 환경에 적응하며 생존해 온 역사를 보여줍니다. 결국 우리는 순수한 단일 계통이 아니라 여러 고인류의 역사가 얽혀 만들어진 존재임을 알 수 있습니다. 노벨 물리학상은 양자 얽힘이라는 기묘한 현상을 실험적으로 증명한 성과를 기렸습니다. 아인슈타인이 '유령 같은 원격 작용'이라 부르며 의구심을 가졌던 양자 얽힘은, 멀리 떨어진 두 입자가 빛보다 빠른 상관관계를 갖는 현상을 의미합니다. 알랭 아스페, 존 클라우저, 안톤 차일링거는 벨 부등식 위배 실험을 통해 양자역학의 예측이 옳음을 입증했습니다. 이는 고전적인 물리 법칙을 뛰어넘는 양자 세계의 본질을 확인한 사건으로, 현대 물리학의 패러다임을 바꾸고 새로운 기술적 토대를 마련한 계기가 되었습니다. 양자 얽힘의 실증은 단순한 이론적 확인을 넘어 양자 정보 과학이라는 새로운 시대를 열었습니다. 과거의 양자역학이 반도체나 레이저 같은 하드웨어 발전에 기여했다면, 이제는 양자 상태 그 자체를 정보의 단위로 사용하는 소프트웨어와 운영 체제의 영역으로 확장되고 있습니다. 양자 컴퓨터, 양자 암호 통신, 양자 센서 등은 기존 기술로는 불가능했던 계산과 보안을 가능하게 할 것으로 기대됩니다. 이는 정보 통신 기술의 한계를 극복하고 미래 산업의 지형을 바꿀 핵심적인 동력이 될 것이며 젊은 세대의 창의력에 그 미래가 달려 있습니다. 노벨 화학상은 분자들을 마치 단추를 채우듯 쉽고 정확하게 결합하는 '클릭 화학'의 시대를 열었습니다. 배리 샤플리스와 모르텐 멜달은 복잡한 과정 없이도 높은 수율과 선택성으로 두 분자를 연결하는 반응을 개발했습니다. 이는 마치 레고 블록을 조립하듯 원하는 구조를 효율적으로 만들어낼 수 있게 하여 합성 화학의 패러다임을 실용 중심으로 전환했습니다. 클릭 화학은 신약 개발이나 신소재 합성 과정에서 발생하는 불필요한 부산물을 줄이고 시간을 단축하는 등 화학 공정 전반에 혁신적인 변화를 가져왔습니다. 캐롤라인 베르토지는 클릭 화학의 개념을 살아있는 생명체 내부로 확장하여 '생체 직교 화학'을 완성했습니다. 이는 생명체 고유의 화학 반응을 방해하지 않으면서도 특정 분자만을 선택적으로 표지하거나 결합하는 기술입니다. 이를 통해 세포 표면의 당사슬 구조를 관찰하거나 암세포만을 추적하여 약물을 전달하는 정교한 치료가 가능해졌습니다. 자연이 진화 과정에서 사용하지 않은 화학 결합을 인간이 발명하여 생체 시스템에 적용함으로써, 생물학과 화학의 경계를 허물고 질병 치료의 새로운 가능성을 제시한 것입니다. 과학은 단순히 지식을 축적하는 과정을 넘어, 보이지 않는 세계를 탐구하고 연결하는 인류의 끊임없는 도전입니다. 고인류의 뼈에서 추출한 DNA 조각부터 양자의 기묘한 얽힘, 그리고 분자 간의 정교한 클릭에 이르기까지, 올해의 노벨상은 서로 다른 분야가 어떻게 연결되어 인류의 지평을 넓히는지 보여줍니다. 과학자들은 여전히 호기심을 동력 삼아 실패를 두려워하지 않고 미지의 영역으로 나아갑니다. 이러한 탐구 정신은 우리 사회를 지탱하는 등불이 되어, 미래의 예기치 못한 문제들에 대한 해답을 제시할 것입니다.

김재완, 이동환, 정충원

카오스재단카오스크로스

물리학
화학
생명과학

[강연] 생명의 나무, 분자 유전학 _ by 김상욱 ㅣ 2022 가을 카오스강연 '진화' 6강 | 6강

생명은 단순히 형태나 물질의 집합이 아니라 정보의 연속성으로 정의될 수 있습니다. 우리 몸을 구성하는 세포와 단백질은 불과 몇 개월이면 완전히 새로운 것으로 교체되지만, 부모로부터 물려받은 유전 정보는 변함없이 유지됩니다. 이는 마치 모든 부품이 교체된 배가 여전히 같은 정체성을 유지하는 '테세우스의 배' 역설과도 같습니다. 현대 생물학은 이러한 유전 정보를 분석하여 생명의 본질을 탐구하며, 우리가 누구인지에 대한 답을 DNA라는 정교한 설계도 속에서 찾아내고 있습니다. 찰스 다윈은 DNA의 존재를 몰랐음에도 불구하고 생명의 다양성을 '생명의 나무'라는 구조로 통찰해냈습니다. 현대 분자 유전학은 DNA 염기서열 분석을 통해 이 나무의 가지를 더욱 정밀하게 그려내고 있습니다. 서로 다른 종의 DNA 염기서열을 비교하여 그 차이를 계산하면, 어떤 생명체가 공통 조상에서 언제 갈라져 나왔는지 명확히 파악할 수 있습니다. 이러한 계통 분류는 생명체가 환경에 적응하며 어떻게 변화해 왔는지를 보여주는 거대한 역사의 기록이자 진화의 증거가 됩니다. 인류가 지금의 모습으로 진화한 과정에는 흥미로운 유전적 변화들이 숨어 있습니다. 예를 들어 인간이 털 없는 원숭이가 된 것은 아프리카의 더위 속에서 체온을 조절하고 기생충을 줄이는 데 유리했기 때문입니다. 또한 'FOXP2 유전자'와 같은 특정 유전자의 변이는 인간이 복잡한 언어를 사용하고 고도의 협력을 할 수 있는 토대를 마련해 주었습니다. 이러한 미세한 돌연변이들이 수만 년 동안 쌓여 인간을 다른 영장류와 구분 짓는 독특하고 아름다운 형질들을 만들어낸 것입니다. 극한 환경에 적응한 생명체들의 유전자는 현대 과학 기술의 핵심적인 영감이 됩니다. 남극의 물고기는 피가 얼지 않도록 돕는 부동액 단백질을 스스로 만들어내며, 뜨거운 온천에 사는 박테리아는 고열에도 변성되지 않는 효소를 가지고 있습니다. 우리가 흔히 사용하는 PCR 기술 역시 이러한 고온 내성 균주에서 추출한 효소 덕분에 가능해졌습니다. 자연이 수억 년에 걸쳐 설계한 정교한 생존 전략은 인류의 질병 치료와 신소재 개발에 있어 대체 불가능한 중요한 단서를 제공합니다. 진화의 관점에서 질병을 바라보면 예상치 못한 통찰을 얻을 수 있습니다. 아프리카에서 흔한 악성 빈혈인 겸상 적혈구 빈혈은 역설적으로 말라리아에 대한 저항력을 제공하여 해당 지역 인류의 생존에 도움을 주었습니다. 이는 특정 환경에서 질병이 생존을 위한 선택의 결과일 수 있음을 보여줍니다. 이처럼 병원균과 숙주 사이의 끊임없는 '군비 경쟁'과 공진화 과정을 이해하는 것은 현대 의학이 새로운 감염병과 유전병에 대응하는 전략을 세우는 데 필수적인 기초가 됩니다. 현대 의학은 모든 환자에게 동일한 처방을 내리는 과거의 방식에서 벗어나 개인의 유전적 특성에 맞춘 '정밀 의료'로 나아가고 있습니다. 사람마다 DNA 염기서열이 조금씩 다르기 때문에 같은 약물이라도 반응과 부작용이 다르게 나타납니다. 암세포 역시 끊임없이 돌연변이를 일으키며 약물에 저항성을 갖도록 진화하는 특성을 보입니다. 따라서 환자의 유전체 정보를 정밀하게 분석하여 최적의 치료법을 선택하는 것은 암과 같은 난치병을 극복하기 위한 분자 유전학의 가장 현실적이고 핵심적인 과제입니다. 인공지능과 데이터 과학의 발전은 신약 개발과 질병 치료의 패러다임을 근본적으로 바꾸고 있습니다. 수많은 환자의 유전체 데이터를 학습한 인공지능은 동물의 희생을 줄이면서도 효과적인 치료제를 설계하는 데 크게 기여합니다. 하지만 유전자 강화와 같은 기술적 진보는 반드시 윤리적 고민을 동반해야 합니다. 과학의 진정한 목적은 단순히 완벽한 인간을 만드는 것이 아니라, 생명의 다양성을 존중하며 조화롭게 공존하는 길을 찾는 데 있습니다. 진화에 대한 깊은 이해는 결국 인류의 미래를 향한 올바른 나침반이 될 것입니다.

김상욱

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2022 노벨 생리의학상, 올해의 🏆수상자는 과연 누구?👏👏 ㅣ해썰이 있는 과학뉴스

매년 찬바람이 불어오는 시기가 되면 전 세계의 이목은 노벨상 수상자 발표에 집중됩니다. 2022년 노벨 생리의학상의 영예는 고유전체학의 창시자로 불리는 스반테 페보 교수에게 돌아갔습니다. 그는 수만 년 전 멸종한 인류의 유전체를 분석하여 현대 인류의 기원을 밝혀내는 혁신적인 성과를 거두었습니다. 유전학자이자 생화학자인 그는 불가능해 보였던 고대 인류의 DNA 복원을 통해 인류 진화 연구의 새로운 지평을 열었으며, 이는 과학계에 큰 충격을 안겨주었습니다. 과거에는 수만 년 된 뼈에서 유전자를 추출하는 것이 불가능하다고 여겨졌습니다. 시간이 흐르며 DNA가 손상될 뿐만 아니라, 주변의 박테리아나 현대인의 유전자에 의해 쉽게 오염되기 때문입니다. 스반테 페보 교수는 이러한 한계를 극복하기 위해 세포 내 미토콘드리아 DNA에 주목했습니다. 그는 뼈의 내부에서 오염되지 않은 샘플을 채취하고 정밀한 분석 기술을 도입하여, 마침내 현대인과는 다른 네안데르탈인만의 고유한 유전 정보를 찾아내는 데 성공했습니다. 그의 연구는 인류 진화에 대한 기존의 통념을 완전히 뒤바꾸어 놓았습니다. 과거에는 인류가 직선적인 형태로 진화했다고 믿었으나, 페보 교수는 네안데르탈인과 데니소바인 등 여러 인류가 동시대에 공존했음을 입증했습니다. 특히 2010년에는 손가락뼈 하나만으로 새로운 인류인 데니소바인의 존재를 세상에 알리기도 했습니다. 이러한 발견은 인류의 역사가 단순히 하나의 줄기가 아니라, 여러 갈래로 나뉘고 다시 합쳐지는 복잡한 과정이었음을 보여주는 중요한 증거가 되었습니다. 가장 놀라운 사실은 현대 인류의 몸속에 멸종한 고대 인류의 흔적이 남아 있다는 점입니다. 연구 결과에 따르면, 사하라 이남의 아프리카인을 제외한 전 세계 현대인은 약 2%에서 6%의 네안데르탈인 유전자를 보유하고 있습니다. 이는 우리 조상들이 네안데르탈인과 서로 교류하며 번식했다는 결정적인 증거입니다. 우리는 순수한 호모 사피엔스가 아니라, 고대 인류와의 만남을 통해 형성된 복합적인 존재라는 사실이 유전학적으로 증명된 셈입니다. 인류의 기원을 찾는 여정은 단순히 과거를 돌아보는 것을 넘어 '우리는 누구인가'라는 근원적인 질문에 답하는 과정입니다. 비록 이러한 연구가 당장의 실생활을 획기적으로 바꾸는 기술은 아닐지라도, 우주의 근원을 탐구하는 물리학처럼 인간 존재의 뿌리를 이해하는 데 필수적인 가치를 지닙니다. 스반테 페보의 성취는 과학이 인간의 정체성을 탐구하는 가장 강력한 도구가 될 수 있음을 보여주었으며, 앞으로도 인류 진화의 비밀을 푸는 중요한 열쇠가 될 것입니다.

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[강연] 환경과 동행한 인류역사 by 정충원 ㅣ 제29회 서울대 자연과학대학 공개강연 '과학 동행' | 1부 ①

인류는 현재 '인류세'라 불리는 전례 없는 환경 변화의 시대를 살고 있습니다. 하지만 지구의 긴 역사 속에서 환경 변화는 늘 존재해 왔으며, 이는 인류의 이동과 진화에 결정적인 영향을 미쳤습니다. 과거 시베리아는 현재의 울창한 침엽수림인 타이가와 달리, 거대한 매머드와 털코뿔소가 누비던 광활한 '매머드 초원'이었습니다. 이 독특한 생태계는 수렵 채집인들에게 풍요로운 자원을 제공하며 인류가 북극권까지 진출할 수 있는 토대가 되었으며, 당시 인류는 환경에 맞춰 자신들의 삶을 유연하게 변화시켜 나갔습니다. 과거 인류의 흔적을 추적하기 위해 현대 과학은 유전체 분석이라는 강력한 도구를 사용합니다. 수십억 개의 염기쌍 중 개인마다 차이를 보이는 '단일 염기 다형성(SNP)'을 분석하면 각 집단의 고유한 유전체 프로필을 구성할 수 있습니다. 특히 복잡한 유전 정보를 시각화하는 '주성분 분석(PCA)'을 통해 고대 인류가 현대의 어느 집단과 유전적으로 가까운지 혹은 지금은 사라진 독특한 계통인지를 명확하게 파악할 수 있게 되었습니다. 이러한 통계적 방법론은 방대한 유전체 데이터를 우리가 이해할 수 있는 유의미한 정보로 요약해 줍니다. 유전체 분석 결과, 플라이스토세 매머드 초원에 살았던 고대 북유라시아인(ANE)은 현대인 중 직계 후손이 없는 사라진 계통임이 밝혀졌습니다. 이들은 유전적으로 동아시아인보다는 서유라시아인과 더 가까웠으며, 동시에 아메리카 원주민의 조상과 밀접한 관련이 있었습니다. 비록 이들의 순수한 유전체 프로필은 현대에 남아 있지 않지만, 이들이 남긴 유전적 흔적은 아메리카 대륙과 유라시아 곳곳으로 흩어져 인류 역사의 중요한 퍼즐 조각이 되었습니다. 이는 고대 인류가 단순히 사라진 것이 아니라 새로운 인류 집단의 밑바탕이 되었음을 시사합니다. 아메리카 원주민의 기원을 찾는 여정에서 남시베리아의 우스티-캬흐타 유적은 중요한 단서를 제공합니다. 약 1만 5천 년 전의 이 유전체는 아메리카 원주민 계통이 베링기아에서 형성되었다는 기존 가설에 의문을 제기하며, 남시베리아가 그들의 유전자 풀이 형성된 발원지일 가능성을 시사합니다. 이는 마지막 빙하기라는 극한의 환경 속에서도 인류가 끊임없이 이동하며 새로운 환경에 적응해 나갔음을 보여주는 증거라고 할 수 있습니다. 인류의 확산은 우리가 생각했던 것보다 훨씬 역동적이고 복잡한 경로를 통해 이루어졌음을 알 수 있습니다. 기후가 온난해지며 매머드 초원이 사라진 후에도 고대 북유라시아인의 후손들은 온대 초원에서 삶을 이어갔습니다. 카자흐스탄의 보타이 문화 사람들은 말을 대량으로 사육하며 초원 생활에 적응했습니다. 흥미로운 점은 이들이 키우던 보타이 말이 현대 가축 말의 조상이 아니라, 오늘날 야생말로 알려진 프르제발스키말의 조상이라는 사실입니다. 이는 인류가 환경 변화에 맞춰 가축화라는 새로운 생존 전략을 독립적으로 여러 번 시도했음을 의미하며, 보타이 사람들은 비록 주류 역사에서 사라졌지만 말의 역사에 뚜렷한 족적을 남겼습니다. 약 4,000년 전 중앙아시아 타림 분지에서 번성했던 샤오허 문화는 고대 인류의 놀라운 적응력을 보여주는 또 다른 사례입니다. 건조한 사막 환경에서도 이들은 서구적인 외모와 서양식 가축, 동양의 곡물을 결합한 독특한 복합 문화를 일구었습니다. 유전체 분석 결과, 이들은 외부 이주민이 아니라 수천 년 동안 고립되어 살았던 고대 북유라시아인의 후손임이 밝혀졌습니다. 이들은 유전적 고립 속에서도 주변 문화를 적극적으로 수용하며 풍요로운 문명을 꽃피웠으며, 이는 혈연적 섞임 없이도 문화적 교류가 얼마나 활발할 수 있는지를 잘 보여줍니다. 타림 분지의 미라 집단을 끝으로 고대 북유라시아인의 독특한 유전체 프로필은 역사 속으로 사라졌습니다. 급격한 건조화라는 환경 변화가 그들이 지탱해온 농경과 목축의 기반을 무너뜨렸기 때문입니다. 과거 인류가 환경 변화에 적응하고 때로는 도태되었던 역사는 오늘날 기후 위기와 전염병 등 새로운 도전에 직면한 우리에게 깊은 시사점을 줍니다. 과거를 거울삼아 인류가 미래의 변화 속에서 지속 가능한 길을 찾을 수 있기를 희망하며, 유전자를 통해 읽어낸 고대인의 역사는 현재를 살아가는 우리에게 생존을 위한 지혜와 경각심을 동시에 전달합니다.

정충원

카오스재단서울대자연과학공개강연

생명과학

[강연] 제29회 서울대 자연과학대학 공개강연_'과학동행'1 by정충원, 송성주 l 서울대학교&카오스재단 | 1부

서울대학교 자연과학대학이 주최한 제29회 자연과학 공개 강연은 '과학자의 꿈과 도전: 과학 동행'이라는 주제 아래 인류와 과학이 걸어온 긴밀한 여정을 깊이 있게 조명했습니다. 1994년 첫 발을 내디딘 이래 대중과 소통하며 자연과학의 원리와 첨단 기술의 발전 경향을 알기 쉽게 전달해 온 이 강연은 우리 사회의 미래를 견인할 혁신적 가치 창출의 장으로 자리매김했습니다. 이번 행사는 환경, 인구 예측, 양자 세계, 기후 변화 등 현대 사회가 직면한 복잡하고 어려운 문제들을 과학적 시각에서 함께 고민하고 해결책을 모색하는 소중한 기회가 되었습니다. 첫 번째 강연에서는 집단 유전학이라는 학문적 도구를 통해 인류의 역사가 환경과 어떻게 상호작용하며 변화해 왔는지 살펴보았습니다. 과거 플라이스토세의 시베리아는 현재와 달리 '매머드 초원'이라 불리는 풍요로운 생태계를 유지하고 있었으며, 인류는 이러한 독특한 환경에 적응하며 자신들만의 생활 양식을 구축했습니다. 유전자 염기서열 분석 기술의 비약적인 발전은 화석과 유적 속에 숨겨진 고대 인류의 이동 경로와 혼합 과정을 정밀하게 추적할 수 있게 함으로써, 문헌에 기록되지 않은 잊힌 역사의 퍼즐을 맞추는 강력하고 객관적인 수단이 되어주고 있습니다. 특히 타림 분지의 미라 집단이나 보타이 문화의 말 사육 사례는 유전적 정보가 기존의 고고학적 가설을 어떻게 검증하고 때로는 반박할 수 있는지 명확히 보여줍니다. 외형적으로는 서구적 특징을 가졌으나 유전적으로는 주변 집단과 섞이지 않은 고립된 수렵채집인의 후손이었던 타림 분지 사람들의 사례는 문화적 교류와 유전적 계통이 반드시 일치하지 않음을 시사합니다. 이러한 연구 결과들은 인류가 급격한 기후 변화와 환경적 제약 속에서도 어떻게 생존을 도모하고 외부 문화를 수용하며 자신들만의 독자적인 문명을 발전시켰는지에 대한 깊은 통찰을 제공합니다. 이어지는 강연에서는 도박사의 소박한 호기심에서 시작된 확률론이 어떻게 현대 통계학으로 진화하여 사회의 불확실성을 관리하는 핵심 기술이 되었는지 논의되었습니다. 17세기 파스칼과 페르마의 서신 교환에서 싹튼 확률 개념은 오늘날 인구 조사와 미래 예측을 가능하게 하는 이론적 토대가 되었습니다. 통계학은 단순히 흩어진 숫자를 집계하는 것을 넘어, 방대한 데이터 속에 숨겨진 일정한 패턴을 읽어내고 미래의 위험을 정량적으로 평가함으로써 국가 정책 수립과 합리적인 사회적 의사결정을 내리는 데 있어 없어서는 안 될 필수적인 역할을 수행하고 있습니다. 인구 추계는 출생, 사망, 국제 이동이라는 세 가지 핵심 요인을 바탕으로 미래 사회의 구조적 변화를 그려내는 정교한 작업입니다. UN과 통계청은 코호트 요인 추계법과 확률적 모형을 활용하여 저출산과 고령화라는 인류 공통의 과제를 분석하고 대응 방안을 마련하고 있습니다. 미래 인구에 대한 정확한 예측은 식량, 자원, 환경 문제뿐만 아니라 연금이나 복지 정책의 방향성과도 직결됩니다. 따라서 통계적 불확실성을 과학적으로 이해하고 대비하는 과정은 우리 사회의 지속 가능성을 확보하기 위해 반드시 거쳐야 하는 가장 기본적인 준비 단계라 할 수 있습니다. 과학의 발전은 단일 학문의 고립된 성과에 그치지 않고 다양한 분야 간의 긴밀한 협력과 동행을 통해 완성됩니다. 인류 유전학이 진화의 수리 모형을 정립하기 위해 통계학을 필수적으로 활용하듯, 현대 과학은 학제 간 경계를 허물며 복잡한 현상을 다각도에서 분석하고 있습니다. 과학자들은 자신의 연구가 사회에 미칠 영향을 깊이 고민하며 진실한 태도로 연구에 임해야 하며, 대중 또한 과학적 탐구 과정에 지속적인 관심을 두고 참여해야 합니다. 이러한 상호 작용은 과학과 사회가 서로를 신뢰하며 더 나은 방향으로 나아가는 건강한 동행을 가능하게 합니다. 기초과학은 인류와 지구의 지속 가능한 발전을 가능하게 하는 가장 강력한 원동력이자 미래를 여는 열쇠입니다. 순수한 호기심에서 시작된 탐구는 수많은 시행착오와 인내의 시간을 거쳐 인류의 지평을 넓히는 위대한 발견으로 이어집니다. 이번 공개 강연은 과학이 단순히 교과서 속의 어려운 지식이 아니라, 우리의 삶과 역사를 이해하고 더 나은 미래를 설계하기 위한 필수적인 동반자임을 다시 한번 확인시켜 주었습니다. 과학과의 슬기로운 동행을 통해 우리는 직면한 위기를 새로운 기회로 바꾸며, 인류 사회를 위한 혁신적인 가치를 끊임없이 창출해 나갈 것입니다.

송성주, 정충원

카오스재단서울대자연과학공개강연

생명과학
수학

[강연] 알고리즘과 디지털 부족 사회 by장대익ㅣ2021 '대한민국 과학기술대전' 두번째 | 2강

거대한 생명의 나무에서 인간은 아주 작은 점에 불과하지만, 지구 전체에 문명을 건설한 유일한 종입니다. 약 20만 년 전 아프리카에서 시작된 호모 사피엔스는 전 세계로 뻗어 나가며 생태계의 정복자가 되었습니다. 농경 이전에는 육상 척추동물 중 단 0.1%에 불과했던 인간의 바이오매스는 현재 가축을 포함해 98%에 달합니다. 이러한 생태적 성공은 인류가 단순히 생존하는 것을 넘어 지구의 운명을 좌우하는 강력한 힘을 갖게 되었음을 의미하며, 이는 호모 사피엔스만의 독특한 시그니처라고 할 수 있습니다. 인간이 문명을 이룩할 수 있었던 핵심 동력은 타인의 마음을 읽는 사회적 지능에 있습니다. 침팬지와 달리 인간의 눈은 공막이 선명하게 드러나 있어, 자신이 어디를 보고 있는지 타인에게 끊임없이 신호를 보냅니다. 이를 '협동하는 눈'이라고 부르는데, 시선을 공유함으로써 공동의 주의 집중과 조율이 가능해집니다. 이러한 신체적 특징은 대규모 집단생활을 하는 인간에게 서로의 의도를 파악하고 협력하는 데 결정적인 유리함을 제공했으며, 복잡한 사회 구조를 지탱하는 기초가 되었습니다. 타인의 의도를 파악하는 능력은 움직이는 대상에 마음이 있다고 믿는 '멘탈라이징'으로 이어집니다. 우리는 단순한 도형의 움직임에서도 스토리를 찾아내고 그 안에 담긴 의도를 추론하려 노력합니다. 또한, 영장류 중 유일하게 손가락으로 대상을 가리키는 '포인팅'을 통해 사회적 학습을 수행합니다. 이러한 공동의 주의 집중은 지식을 공유하고 축적하는 문명의 토대가 되었습니다. 타인의 마음을 추론하는 능력은 때로 기만으로 이어지기도 하지만, 기본적으로는 인간이 서로를 이해하고 돕는 데 필수적인 도구로 작용합니다. 인간의 배려심과 공정성에 대한 감각은 다른 영장류와 비교했을 때 압도적으로 뛰어납니다. 원숭이 실험에서 보듯 동물들도 불평등에 반응하지만, 인간은 자신이 더 많은 보상을 받았을 때조차 타인의 처지를 고려해 이를 나누려는 경향을 보입니다. 어린아이들이 불평등한 보상을 스스로 재분배하는 모습은 인간이 본능적으로 협력과 평등을 지향함을 보여줍니다. 이러한 이타적 행동은 단순히 개인의 이득을 극대화하는 것을 넘어, 집단 전체의 복지를 생각하는 인간만의 고유한 사회적 특성이라 할 수 있습니다. 문명을 지탱하는 두 가지 엔진은 자연을 이해하는 생태적 지능과 타인과 공명하는 사회적 지능입니다. 미래학자들은 인류의 성공 비결이 똑똑함뿐만 아니라 뛰어난 공감 능력에 있다고 강조합니다. 공감은 상상력을 발휘해 타인의 처지에서 세상을 바라보고, 그들의 기쁨과 슬픔에 동참하는 고도의 기술입니다. 칼 세이건이 언급했듯, 거대한 문명을 유지하는 종은 파괴적인 본능보다 높은 수준의 공감 능력을 갖추고 있을 가능성이 큽니다. 결국 공감 능력은 인류가 멸망하지 않고 지속 가능한 문명을 일궈온 가장 중요한 열쇠입니다. 하지만 현대 사회는 팬데믹과 같은 위기를 겪으며 공감의 위기에 직면해 있습니다. 전염병에 대한 본능적인 역겨움과 회피 동기는 타자에 대한 혐오와 배척으로 이어지기 쉽습니다. 과거 수렵 채집기에는 이러한 혐오가 생존에 도움이 되었을지 모르지만, 고도로 연결된 현대 사회에서는 심각한 갈등의 원인이 됩니다. 바이러스라는 트리거가 작동하면서 우리 안의 배타적인 본능이 깨어났고, 이는 특정 집단을 향한 비하와 공격으로 나타나고 있습니다. 이러한 본능적 반응을 인식하고 극복하는 것이 현대 인류의 과제입니다. 온라인 세계의 알고리즘은 우리의 편향성을 강화하며 공감의 반경을 좁히고 있습니다. 비슷한 성향의 정보만 제공하는 필터 버블과 반향실 효과는 우리를 확증 편향에 가두고 사회적 양극화를 심화시킵니다. 이제 우리에게 필요한 것은 공감의 깊이를 넘어선 '공감의 반경'을 넓히는 일입니다. 디지털 다이어트를 통해 온라인 노출을 조절하고, 독서나 다양한 만남을 통해 타인의 삶을 이해하려는 노력이 절실합니다. 알고리즘의 지배에서 벗어나 공감의 넓이를 확장할 때, 비로소 우리는 혐오의 시대를 넘어 더 성숙한 문명으로 나아갈 수 있습니다.

장대익

카오스재단카오스크로스

생명과학
융합

요리의 과학 2부

인류가 불을 발견하고 이용하기 시작하면서 삶의 방식은 근본적으로 변화했습니다. 불은 어둠을 밝혀 맹수의 위협으로부터 안전을 제공했을 뿐만 아니라, 인간이 활동할 수 있는 시간과 공간을 획기적으로 확장했습니다. 불 주변에 모여 앉은 사람들은 서로 대화하며 지혜를 나누었고, 이는 강력한 공동체 의식과 유대감으로 이어졌습니다. 오늘날 우리가 생일 케이크의 촛불을 끄며 소원을 비는 행위 역시, 불을 중심으로 결속력을 다졌던 먼 조상들의 문화적 유산이 본능 속에 여전히 남아 있음을 보여주는 흥미로운 사례입니다. 불의 사용은 인류를 더 넓은 세상으로 이끌었습니다. 적도 지방의 병균과 벌레로부터 벗어나 추운 지역으로 이주할 수 있었던 것은 불이 제공하는 온기 덕분이었습니다. 무엇보다 중요한 변화는 '조리'의 시작이었습니다. 음식을 익혀 먹으면서 인류는 이전보다 훨씬 적은 노력으로 많은 에너지를 섭취할 수 있게 되었고, 이는 비약적인 뇌의 성장을 가능케 했습니다. 결국 가열이라는 과학적 과정을 통해 인류는 거대한 뇌를 갖게 되었으며, 이를 바탕으로 찬란한 문화와 과학 문명을 꽃피울 수 있는 토대를 마련하게 된 것입니다. 수렵 채집 생활을 하던 인류가 농경 사회로 진입한 것은 단순히 지능이 높아졌기 때문이 아니라 급격한 환경 변화에 적응하기 위한 선택이었습니다. 약 만 년 전, 지구의 기온이 상승하며 해수면이 높아지고 생태계가 변하자 기존의 방식으로는 늘어난 인구를 감당하기 어려워졌습니다. 인류는 생존을 위해 길들이기 쉬운 동식물을 찾아 키우기 시작했고, 이러한 창의적 전환이 농경민으로의 진화를 이끌었습니다. 이는 환경이 인간의 삶을 결정짓는 결정적인 요인이었음을 보여주며, 농경은 선택이 아닌 생존을 위한 필연적인 결과였음을 시사합니다. 요리에는 힘, 열, 균이라는 세 가지 핵심 요소가 작용하며, 인류는 이를 통해 '맛'이라는 고유한 가치를 추구해 왔습니다. 물리적인 힘으로 식재료의 구조를 바꾸고, 열을 이용해 에너지를 이동시키며, 눈에 보이지 않는 균을 활용해 발효라는 마법을 부렸습니다. 특히 맛은 다른 동물들과 차별화되는 인간만의 독특한 감각으로, 우리는 단순히 영양 섭취를 넘어 뇌와 물질의 상호작용을 통해 즐거움을 얻습니다. 고통의 일종인 매운맛조차 즐거움으로 승화시키는 인류의 모습은 우리가 얼마나 맛에 진심인 존재인지를 잘 보여줍니다. 현재 인류는 기후 위기라는 거대한 과제 앞에 서 있으며, 이는 우리의 식탁에도 새로운 변화를 요구하고 있습니다. 가축이 배출하는 메탄은 이산화탄소보다 훨씬 강력한 온실 효과를 일으키며 지구 온난화를 가속하고 있습니다. 이에 대한 대안으로 유전자 조작과는 차별화된 배양육 기술이 주목받고 있으며, 이는 환경 파괴를 최소화하면서도 인류가 사랑하는 고기의 맛을 유지할 수 있는 혁신적인 해결책이 될 것입니다. 지속 가능한 미래를 위해 우리는 에너지를 사용하는 방식을 재고해야 하며, 지구와 공존할 수 있는 새로운 요리 혁명을 준비해야 합니다.

국립과천과학관과학강연👨‍🏫

생명과학
지구환경과학
뇌인지과학
융합

요리의과학1부

과학은 당연하게 여겨지는 현상에 대해 의심하고 질문하는 것에서 시작됩니다. 이러한 과학적 사고의 연장선에서 인간을 다른 영장류와 구분 짓는 가장 결정적인 요소를 꼽으라면 단연 '요리'라고 할 수 있습니다. 요리는 단순히 배를 채우는 행위를 넘어, 식재료를 가열하고 가공하여 영양 섭취의 효율성을 극대화하는 과정입니다. 인류는 요리를 통해 생존의 한계를 극복했으며, 이는 우리가 지금의 지적인 존재로 진화하는 데 가장 핵심적인 발판이 되었습니다. 인류의 조상이 나무 위를 벗어나 땅으로 내려온 사건은 목숨을 건 거대한 모험이었습니다. 약 700만 년 전 침팬지와의 공통 조상에서 갈라진 이후, 인류는 직립 보행이라는 독특한 길을 걷기 시작했습니다. 아르디피테쿠스 라미두스와 같은 초기 인류의 화석을 보면 엄지발가락의 변화가 골반과 등뼈, 나아가 두개골의 구조까지 바꾸어 놓았음을 알 수 있습니다. 이러한 신체적 변화는 인류가 다른 유인원과는 전혀 다른 방향으로 진화하며 거대한 뇌를 가질 수 있는 기초적인 토대를 마련해 주었습니다. 뇌가 커지기 위해서는 이를 지탱할 수 있는 신체 구조가 필수적이었습니다. 인류는 직립 보행을 통해 척추가 두개골의 한가운데를 받쳐주는 '대후두공'의 위치 변화를 겪었습니다. 네 발로 걷는 동물이나 너클 워킹을 하는 유인원과 달리, 인류는 머리의 무게를 효율적으로 분산시킬 수 있게 되면서 뇌의 용량을 비약적으로 키울 수 있었습니다. 이는 단순히 머리가 커진 것이 아니라, 복잡한 사고와 사회적 상호작용을 가능하게 하는 생물학적 혁신이 일어났음을 의미합니다. 인간의 뇌는 몸무게의 2%에 불과하지만, 전체 에너지의 25%를 소비하는 매우 비효율적인 기관입니다. 이처럼 막대한 에너지를 감당하기 위해서는 생식보다 훨씬 효율적인 영양 공급원이 필요했습니다. 요리는 식재료를 부드럽게 만들고 소화 흡수율을 높여줌으로써, 인류가 짧은 시간 안에 많은 에너지를 얻을 수 있게 해주었습니다. 침팬지가 하루의 대부분을 씹는 데 시간을 보내는 것과 달리, 인류는 요리 덕분에 남는 시간을 활용해 도구를 만들고 문명을 발전시킬 수 있었습니다. 불의 사용은 인류 진화의 정점을 찍은 사건이었습니다. 호모 에렉투스는 약 150만 년 전부터 자연적으로 발생한 불을 이용하기 시작했고, 이후 스스로 불을 피우는 기술을 터득하며 지구 전역으로 뻗어 나갔습니다. 불을 통한 가열 조리는 기생충과 박테리아를 제거하여 위생적인 섭취를 가능하게 했으며, 추위와 포식자로부터 인류를 보호하는 역할도 했습니다. 결국 요리하는 인간, 즉 '호모 코쿠엔스'의 등장은 인류가 자연의 지배자로서 거듭나게 된 결정적인 계기가 되었습니다.

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[과학책수다] 에덴의 용 1부

칼 세이건은 흔히 천체물리학자로 알려져 있지만, 그의 저서 '에덴의 용'은 인류의 뇌가 진화해 온 과정을 다룬 본격적인 뇌과학서입니다. 1978년 퓰리처상을 수상한 이 책은 신화와 성경의 이야기를 빌려 인류의 지성이 어떻게 형성되었는지 흥미롭게 풀어냅니다. 저자는 우주 탐사 계획에 참여하며 쌓은 방대한 지식을 바탕으로, 인간의 뇌를 단순한 생물학적 기관이 아닌 우주적 역사의 산물로 바라봅니다. 이는 독자들에게 인간 존재에 대한 새로운 시각을 제공하며 과학 대중화의 정수를 보여줍니다. 책의 핵심 개념 중 하나인 '우주력'은 150억 년의 우주 역사를 1년으로 압축하여 설명합니다. 이 달력에 따르면 우주가 탄생한 날이 1월 1일일 때, 인류는 12월 31일 밤 10시 반이 되어서야 비로소 등장합니다. 이러한 비유는 광활한 우주 시간 속에서 인류가 차지하는 비중이 얼마나 찰나에 불과한지를 극명하게 보여줍니다. 동시에 짧은 시간 동안 문명을 꽃피운 인류의 분별력과 책임감이 얼마나 중요한지를 역설하며, 우리가 발을 딛고 있는 지구라는 '창백한 푸른 점'의 소중함을 일깨워줍니다. 인류의 진화 과정에서 돌연변이는 필수적인 역할을 해왔습니다. 대부분의 돌연변이는 생존에 해롭거나 열성으로 나타나지만, 아주 드물게 환경에 더 잘 적응하는 변화가 축적되면서 진화가 이루어집니다. 특히 뇌의 진화는 단순히 무게가 늘어나는 것을 넘어 뇌 무게 비율이 높아지는 방향으로 전개되었습니다. 파충류에서 포유류로, 그리고 영장류에서 인간으로 이어지는 두 번의 거대한 도약은 인류가 고도의 지능을 갖추게 된 결정적인 계기가 되었으며, 이는 생존을 위한 자연과의 치열한 흥정 결과라 할 수 있습니다. 뇌는 고정된 기관이 아니라 환경과 학습에 따라 끊임없이 변화하는 '뇌 가소성'을 지니고 있습니다. 쥐를 대상으로 한 실험에서 풍요로운 환경에서 자란 집단이 단조로운 환경의 집단보다 대뇌 피질이 더 두껍고 화학적으로 발달했다는 사실은 지적 경험이 생리학적 변화를 수반함을 증명합니다. 이는 지능이 유전적으로 결정된 한계에 머무는 것이 아니라, 후천적인 노력과 학습을 통해 충분히 발달할 수 있음을 시사합니다. 따라서 뇌 가소성은 성장이 멈춘 성인이나 학습에 어려움을 겪는 아이들 모두에게 희망적인 과학적 근거를 제시합니다. 인간의 뇌가 보유한 정보량과 시냅스 결합의 경우의 수는 우주 전체의 양성자 수보다 많을 정도로 방대합니다. 한 사람의 뇌 안에서 일어나는 복잡한 상호작용은 그 존재를 우주에서 유일무이한 존재로 만듭니다. 저자는 이를 컴퓨터 저장 용량과 비교하며 인류 지능 진화의 경이로움을 설명합니다. 무한에 가까운 정보를 처리하고 저장하려는 인류의 열망은 현대의 검색 엔진인 구글의 어원이 된 '구골'이라는 숫자 개념과도 맞닿아 있습니다. 결국 지식은 인류의 운명을 결정짓는 가장 강력한 도구이자 우리가 지켜나가야 할 소중한 유산입니다.

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생명과학
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[강연] 어떻게 호모 사피엔스는 지배적 동물이 되었나? _ by김준홍｜2019 봄 카오스강연 '기원, 궁극의 질문들' 9강 | 9강

인류의 역사는 약 600만 년 전 침팬지와의 공통 조상에서 갈라져 나온 이후 수많은 종이 공존하며 이어져 왔습니다. 하지만 흥미롭게도 최근 3만 년 이내의 시기에는 오직 호모 사피엔스만이 지구상에 유일한 인간 종으로 남게 되었습니다. 과거에는 오스트랄로피테쿠스나 네안데르탈인 등 다양한 친척 종들이 동시에 존재했으나, 현재는 우리만이 생태계의 정점에 서 있습니다. 이러한 현상은 인류 진화사에서 매우 이례적인 사건이며, 우리가 어떻게 다른 종들을 제치고 지배적인 위치를 차지하게 되었는지에 대한 근본적인 질문을 던지게 합니다. 호모 사피엔스의 기원에 대해서는 아프리카에서 시작되어 전 세계로 퍼져나갔다는 '아프리카 기원설'이 오랫동안 정설로 받아들여졌습니다. 그러나 최근 유전학의 발전으로 네안데르탈인의 게놈이 복원되면서, 현대인의 유전자 속에 네안데르탈인의 흔적이 1~2%가량 남아 있다는 사실이 밝혀졌습니다. 이는 두 종 사이에 일정 부분 혼종이 가능했음을 시사합니다. 그럼에도 불구하고 턱 끝의 유무나 두개골의 형태 등 해부학적 차이는 뚜렷하며, 호모 사피엔스는 자신들만의 독특한 신체적 특징을 유지하며 환경에 적응해 나갔습니다. 약 4만 년 전, 인류의 역사에는 이른바 '인지 혁명'이라 불리는 거대한 변화가 일어났습니다. 이전까지의 석기가 지역에 상관없이 유사한 형태를 띠었던 것과 달리, 이 시기부터는 지역마다 독특한 양식의 도구가 등장하고 예술적 상징물이 폭발적으로 늘어났습니다. 동굴 벽화, 정교한 장신구, 원거리 교역의 흔적 등은 호모 사피엔스가 단순히 생존을 넘어 고도의 상징 체계와 네트워크를 구축했음을 보여줍니다. 이러한 문화적 역량은 인류가 척박한 환경을 극복하고 전 지구로 뻗어 나가는 결정적인 원동력이 되었습니다. 호모 사피엔스가 네안데르탈인보다 생존에 유리했던 핵심적인 이유는 개별적인 지능의 높고 낮음보다는 '집단지성'의 차이에 있었습니다. 네안데르탈인은 평균적으로 사피엔스보다 더 큰 뇌를 가졌음에도 불구하고, 소규모 집단에 머물며 지식을 축적하고 공유하는 능력이 상대적으로 부족했습니다. 반면 사피엔스는 더 긴 수명과 넓은 사회적 네트워크를 바탕으로 세대를 거쳐 지식을 쌓아가는 '누적적 문화'를 발전시켰습니다. 앞선 세대의 혁신을 이어받아 발전시키는 능력이야말로 인간을 특별하게 만든 힘입니다. 인간의 문화는 동물의 사회적 학습과는 차원이 다른 정교함을 지닙니다. 침팬지나 고래 같은 동물들도 지역별로 다른 행동 양식을 보이는 문화적 특성을 지니고 있지만, 인간처럼 복잡한 기술을 대를 이어 발전시키지는 못합니다. 이는 타인의 의도와 목적을 정확히 파악하고 모방하는 인간 특유의 인지 능력 덕분입니다. 또한, 집단의 규모가 클수록 혁신이 일어날 확률이 높아지고 지식의 퇴보를 막을 수 있습니다. 인구 밀도와 교류의 빈도는 집단지성의 크기를 결정하며, 이는 곧 종의 경쟁력으로 직결되었습니다. 문화는 단순히 지식의 축적에 그치지 않고 인간의 유전적 형질까지 변화시키는 '유전자-문화 공진화'를 이끌어냈습니다. 불을 사용해 음식을 익혀 먹는 문화는 소화 기관을 축소시키고 뇌를 발달시키는 신체적 변화를 가져왔으며, 가축을 기르는 낙농 문화는 성인이 되어서도 우유를 소화할 수 있는 유전자를 확산시켰습니다. 이처럼 인간은 환경에 수동적으로 적응하는 존재를 넘어, 스스로 만든 문화적 환경을 통해 자신의 진화 방향을 결정해 왔습니다. 유전자와 문화는 서로 얽혀 상호작용하며 인간이라는 종의 정체성을 형성해 온 것입니다. 오늘날 인류는 지구상의 모든 포유류 바이오매스의 상당 부분을 차지할 만큼 압도적인 지배종이 되었습니다. 우리가 초래한 환경 변화와 생물 멸종의 속도는 '인류세'라는 새로운 지질 시대의 명칭을 낳을 정도로 강력합니다. 하지만 인류의 성공이 의도된 계획이 아닌 수많은 우연과 집단지성의 결과임을 기억할 때, 우리는 겸허한 자세를 가질 필요가 있습니다. 미래의 진화 역시 우리가 어떤 문화를 선택하고 어떤 가치를 공유하느냐에 달려 있습니다. 지배적 위치에 걸맞은 책임감을 바탕으로 지속 가능한 공존을 모색해야 할 때입니다.

김준홍

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[석학인터뷰] 과학이 말하는 인류의 기원은?!ㅣ기원 릴레이 - '모든 것의 기원' 4편_ 인류, 뇌, 지능과 의식(정신)

인류가 침팬지 및 보노보의 공통 조상으로부터 갈라져 나온 시기는 대략 500만 년에서 800만 년 전 사이로 추정됩니다. 흥미로운 점은 이 결정적인 분기점에 해당하는 공통 조상의 화석이 아직 단 하나도 발견되지 않았다는 사실입니다. 학자들은 화석의 부재를 이론적 추론과 상상력으로 채워가고 있으며, 주로 서식지의 분리나 생식적 격리가 새로운 계통의 탄생을 이끌었을 것으로 보고 있습니다. 유전자가 섞이지 않는 환경적 변화가 인류 진화의 첫 단추를 끼운 셈입니다. 진화의 여정은 나무 타기와 두 발 걷기를 병행하던 아르디피테쿠스를 거쳐 오스트랄로피테쿠스로 이어졌습니다. 약 200만 년 전, 기후 변화와 같은 위기 속에서 인류의 조상은 두 갈래 길을 선택했습니다. 식물성 먹이에 집중한 파란트로푸스와 달리, 사바나에서 고기와 지방질을 섭취하며 생존한 이들이 바로 호모속의 시초가 되었습니다. 이후 등장한 호모 에렉투스는 아프리카를 넘어 유럽과 아시아로 확산하며 인류의 영토를 넓혔고, 이는 훗날 호모 사피엔스가 등장하는 기초가 되었습니다. 뇌의 기원을 특정 시점으로 단정하기는 어렵지만, 신경세포의 등장을 그 시작으로 볼 수 있습니다. 전기 신호를 통해 세포 간 정보를 전달하는 신경세포는 다세포 생물이 복잡한 신체 기능을 조절하기 위해 반드시 필요한 장치였습니다. 몸이 정교해질수록 이를 관장하는 중앙 통제 기구의 출현은 필연적인 법칙과도 같았습니다. 하지만 뇌가 없는 박테리아나 식물 또한 각자의 방식으로 생존 문제를 해결한다는 점을 고려하면, 뇌는 생명체가 환경에 적응하기 위해 선택한 여러 전략 중 하나임을 알 수 있습니다. 뇌는 기본적으로 움직이는 동물에게만 존재하는 기관입니다. 세상을 돌아다니며 유용한 자원과 먹잇감을 탐색하는 과정에서 뇌의 역할은 더욱 중요해졌습니다. 특히 인간의 뇌는 단순한 생존을 넘어 강한 호기심을 바탕으로 발달해 왔습니다. 새로운 사물을 탐색하고 이를 유용하게 활용하려는 지적 욕구가 뇌의 크기를 키우고 기능을 고도화하는 원동력이 된 것입니다. 신체의 형태가 복잡해짐에 따라 뇌도 그에 걸맞은 명령을 내릴 수 있도록 상호작용하며 진화해 온 결과라 할 수 있습니다. 과학적 관점에서 지능은 문제를 해결하는 능력으로 정의될 수 있습니다. 정신이나 의식 같은 주관적인 개념과 달리, 지능은 생명체가 환경에서 얼마나 성공적으로 살아남아 번식하는지를 통해 객관적으로 판단이 가능하기 때문입니다. 물론 과학이 우주의 존재 이유나 의식의 본질 같은 근원적인 질문에는 여전히 무능할 수 있지만, 생존을 위한 해법을 찾아가는 과정으로서의 지능 연구는 인류를 이해하는 핵심 열쇠가 됩니다. 결국 뇌와 지능은 생명이라는 거대한 수수께끼를 풀어나가는 가장 강력한 도구입니다.

김대수, 서민아, 이대열, 이상희

카오스재단릴레이 인터뷰

생명과학
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[석학인터뷰] [KAOS x KIAS] 라스 브링크(노벨물리학상 위원회) _ 한국 학생들의 창의성이 부족하다고? Never!

인류는 아주 오래전부터 죽음을 극복하고 불멸을 누리기를 꿈꿔왔습니다. 과거에는 신화나 전설 속의 이야기로만 치부되었던 불멸의 꿈이 현대 과학의 발전과 함께 점차 현실적인 연구 과제로 부상하고 있습니다. 생명공학의 비약적인 발전은 노화의 기전을 밝혀내고 이를 늦추거나 되돌릴 수 있는 가능성을 제시하며, 인간의 수명을 획기적으로 연장하려는 시도로 이어지고 있습니다. 이러한 기술적 진보는 단순한 생존을 넘어 인간 존재의 본질에 대한 근본적인 질문을 던지게 만듭니다. 우리는 이제 죽음이라는 필연적 한계에 도전하며 새로운 진화의 단계를 준비하고 있습니다. 불멸을 향한 기술적 접근은 크게 생물학적 방식과 디지털 방식으로 나뉩니다. 생물학적으로는 세포의 노화를 결정하는 텔로미어의 길이를 조절하거나 유전자 편집 기술을 통해 질병에 대한 저항력을 극대화하는 연구가 진행 중입니다. 반면, 디지털 방식은 의식 업로드를 통해 육체의 한계를 벗어나려는 시도를 포함합니다. 이러한 연구들은 아직 초기 단계에 머물러 있지만, 과학계는 머지않은 미래에 인간이 노화를 질병처럼 치료할 수 있는 시대가 올 것이라고 조심스럽게 예측하고 있습니다. 이는 인류가 유지해온 생명의 패러다임을 뒤바꾸는 혁명적인 변화가 될 것입니다. 하지만 새로운 기술의 등장은 언제나 예상치 못한 위험과 윤리적 논쟁을 동반합니다. 불멸의 기술을 실험하는 과정에서 발생할 수 있는 부작용이나 사회적 불평등 문제는 우리가 반드시 해결해야 할 과제입니다. 만약 특정 계층만이 불멸의 혜택을 누리게 된다면, 이는 인류 역사상 유례없는 심각한 계급 격차를 초래할 수 있습니다. 또한, 죽음이 사라진 세상에서 삶의 가치와 의미가 어떻게 변할지에 대한 철학적 고찰도 필요합니다. 기술의 완성도만큼이나 이를 수용할 사회적 합의가 중요한 이유입니다. 기술이 인간을 지배하는 것이 아니라, 인간이 기술을 통해 더 나은 삶을 설계할 수 있는 지혜가 필요합니다. 과학적 실험은 때로 개인의 삶과 밀접하게 연결되어 예기치 못한 순간을 만들어내기도 합니다. 기술의 진보를 증명하기 위해 위험을 감수하는 실험자들의 헌신은 인류 발전에 기여하지만, 그 이면에는 가족의 걱정과 일상의 소중함이 자리 잡고 있습니다. 우리는 기술의 혜택과 위험 사이에서 아슬아슬한 균형을 유지하며 살아갑니다. 진정한 불멸이란 단순히 생물학적 생존을 넘어, 우리가 남긴 가치와 기억이 다음 세대로 이어지는 과정일지도 모릅니다. 우리는 매 순간 삶의 유한함을 느끼면서도, 동시에 영원히 기억될 무언가를 남기기 위해 끊임없이 노력하며 살아갑니다. 결국 불멸의 기술은 인간이 자연의 섭리에 도전하는 가장 대담한 시도 중 하나가 될 것입니다. 과학은 불가능해 보였던 영역을 하나씩 정복해 나가고 있으며, 그 과정에서 우리는 생명의 소중함을 다시금 깨닫게 됩니다. 기술이 가져올 미래가 축복이 될지 재앙이 될지는 결국 인간이 그 기술을 어떻게 정의하고 활용하느냐에 달려 있습니다. 끊임없는 탐구와 성찰을 통해 우리는 기술과 인간성이 조화를 이루는 길을 찾아야 하며, 그것이 진정한 의미의 인류 발전으로 나아가는 방향일 것입니다. 불멸이라는 거대한 꿈을 향한 여정은 이제 막 시작되었으며, 그 끝에서 우리가 마주할 미래는 지금의 상상을 뛰어넘을 것입니다.

Lars Elof Gustaf Brink(라스 브링크)

카오스재단석학인터뷰

물리학
융합

[석학인터뷰] 이상희_ 우리의 조상은 네안데르탈인이다? | 2019 봄 카오스강연 '기원, 궁극의 질문들'

고인류학은 인류의 기원과 진화 과정을 탐구하는 학문으로, 우리가 현재의 모습을 갖게 된 이유를 밝혀냅니다. 과거에는 주로 화석을 통해 연구가 이루어졌으나, 최근 20년 사이 유전학적 접근법이 비약적으로 발전하며 새로운 지평을 열었습니다. 이러한 연구는 단순히 과거를 돌아보는 것에 그치지 않고, 호모 사피엔스가 변화하는 환경 속에서 어떻게 살아남았는지에 대한 근본적인 질문을 던집니다. 고인류학자는 유전자와 화석이라는 단서를 통해 인류의 발자취를 추적하며 우리 존재의 뿌리를 찾아가는 여정을 지속하고 있습니다. 인간은 어떤 극한 환경에서도 적응해 나가는 놀라운 능력을 갖추고 있습니다. 고고학 발굴 현장에서는 때로 수천 년 동안 쌓인 짐승의 배설물이 굳어 먼지가 날리는 열악한 상황을 마주하기도 합니다. 처음에는 거부감이 들 수도 있지만, 시간이 흐르면 그 먼지 속에서도 평온하게 식사를 할 만큼 환경에 동화됩니다. 이러한 적응력은 인류가 지구 곳곳으로 퍼져나가 생존할 수 있었던 핵심적인 원동력이 되었습니다. 불편함을 극복하고 주어진 조건에 맞춰 삶을 영위하는 모습은 인간이 가진 가장 강력한 생물학적 특징 중 하나라고 할 수 있습니다. 인류의 계보는 단순히 하나의 선으로 이어진 피라미드 구조가 아닙니다. 우리는 네안데르탈인, 데니소바인, 그리고 아직 이름조차 밝혀지지 않은 여러 고인류 집단의 유전자가 뒤섞인 후손입니다. 세대를 거슬러 올라갈수록 조상의 수는 기하급수적으로 늘어나며, 결국 특정 시점의 모든 인류가 현대인의 공통 조상이 되는 복잡한 그물망을 형성합니다. 진화의 과정은 고립된 기원에서 시작된 것이 아니라, 서로 다른 집단이 끊임없이 교류하며 유전자와 문화, 아이디어를 나눈 결과물입니다. 이러한 혼합과 교류야말로 인류가 다양성을 유지하며 진화해 온 실제 모습입니다. 학문적 탐구의 길에서 가장 큰 즐거움은 역설적으로 가장 고통스러운 순간이 해결될 때 찾아옵니다. 연구자들은 종종 해결책이 보이지 않는 막막한 터널 속에 갇힌 듯한 기분을 느끼며 자신의 자질을 의심하기도 합니다. 하지만 포기하지 않고 묵묵히 과정을 견뎌내다 보면, 어느 순간 꽉 막혔던 문제가 풀리며 비약적인 진전을 이루는 경험을 하게 됩니다. 어려움이 크면 클수록 그것을 극복했을 때 느끼는 성취감과 희열 또한 비례하여 커지기 마련입니다. 이러한 인내의 과정은 학자로서의 성장을 이끄는 중요한 자양분이 되며, 다음 도전을 지속하게 하는 힘이 됩니다. 생물학적 관점에서 진화란 세대를 거치며 유전자 빈도에 변화가 생기는 현상을 의미합니다. 여기에는 더 나아지거나 나빠진다는 가치 판단이 포함되지 않으며, 오직 변화 그 자체만이 존재합니다. 흔히 진화를 진보와 혼동하여 '역진화'라는 표현을 쓰기도 하지만, 과학적으로는 어떤 방향의 변화든 모두 진화의 범주에 속합니다. 다윈의 적자생존 역시 환경에 가장 잘 적응한 개체가 살아남아 그 형질을 이어가는 자연스러운 섭리를 설명합니다. 결국 진화는 완벽을 향한 행진이 아니라 생존을 위한 끊임없는 변화의 기록입니다.

이상희

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지구환경과학

[강연] 게놈으로 읽는 생명/유전자가위로 유전자 수술하기 _ 박종화, 김진수 교수 | 2017 봄 카오스 강연 '물질에서 생명으로' 9강 | 9강 ⑤

유전체 교정을 통해 인간의 수명을 연장하려는 시도는 매우 흥미로운 주제입니다. 하지만 노화나 암, 당뇨병과 같은 복합 형질은 단 하나의 유전자가 아닌 수십 개의 유전자가 복잡하게 얽혀 상호작용하며 나타나는 결과입니다. 따라서 특정 유전자 하나를 바꾼다고 해서 즉각적인 변화를 기대하기는 어렵습니다. 유전적 요인뿐만 아니라 환경적 요인까지 고려한 정밀한 조절이 필요하며, 이를 치료에 적용하기 위해서는 장기간의 임상 시험을 통해 안전성과 유효성을 철저히 검증하는 과정이 필수적입니다. 유전자 가위 기술은 이론적으로 많은 질병을 고칠 수 있는 가능성을 제시하지만, 모든 병을 고치는 만병통치약은 아닙니다. 질병의 원인은 유전적 요인 외에도 매우 다양하기 때문입니다. 현재는 유전적 변이로 인해 발생하는 난치병을 중심으로 연구가 활발히 진행되고 있으며, 기술의 발전과 함께 특정 유전자를 수정하여 수명을 연장하거나 특정 신체 기능을 강화하는 연구도 이루어지고 있습니다. 하지만 우리가 아직 모르는 유전자의 복합적인 작용이 많기에 기술적 한계를 명확히 인식하는 태도가 중요합니다. 멸종된 매머드를 복원하려는 시도는 유전공학의 기술적 진보를 보여주는 상징적인 사례입니다. 매머드의 유전적 특징을 파악해 코끼리의 체세포에 삽입하는 방식은 기술적으로 가능할 수 있지만, 이는 생태계 복원보다는 엔터테인먼트적인 성격이 강합니다. 수천만 년의 시간을 건너뛰어 나타난 생명체가 현재의 변화된 환경과 미세먼지 속에서 생존하기란 매우 어렵기 때문입니다. 또한 대리모 역할을 할 동물의 생물학적 수용성 문제와 윤리적 논란은 기술적 가능성 너머에 존재하는 거대한 장벽입니다. 과거에는 불가능했던 정밀 의료가 유전체 분석 기술의 발달로 현실화되고 있습니다. 스티브 잡스와 같은 사례에서 보듯, 암세포의 변화를 실시간으로 추적하고 수만 가지 약물을 스크리닝하여 환자에게 가장 적합한 맞춤형 치료를 제공하는 방식이 가능해졌습니다. 이는 단순히 질병을 치료하는 것을 넘어 유전체 정보를 바탕으로 건강을 관리하는 시대로의 전환을 의미합니다. 다만 이러한 첨단 의료 서비스가 대중화되기 위해서는 막대한 비용 문제와 사회적 합의가 선행되어야 하며, 기술의 혜택이 공정하게 분배될 수 있는 구조가 필요합니다. 진화의 방향성에 대한 논의는 유전자 가위 기술의 등장으로 새로운 국면을 맞이했습니다. 기존의 진화론이 무작위적인 변이와 자연선택을 강조했다면, 이제 인류는 스스로의 유전체를 편집함으로써 진화의 방향을 결정할 수 있는 위치에 서게 되었습니다. 이를 '눈먼 진화'에서 '눈뜬 진화'로의 이행이라고 부르기도 합니다. 인류가 자신의 유전적 운명을 선택하는 것이 자연스러운 진화의 과정인지, 아니면 인위적인 개입인지에 대한 철학적 논쟁은 앞으로도 계속될 것이며, 이는 생명과학의 핵심적인 화두가 될 것입니다. 유전체 데이터는 인류의 과거를 재구성하는 데에도 결정적인 역할을 합니다. 고대 화석에서 추출한 유전체 정보와 탄소 동위원소 연대 측정 기술은 기존의 고고학적 가설들을 뒤엎고 인류의 이동 경로를 새롭게 그려내고 있습니다. 예를 들어 아시아인의 이동 경로가 북방이 아닌 남방 중심이었다는 연구 결과는 역사 교과서의 내용을 수정해야 할 만큼 파급력이 큽니다. 과학적 증거를 바탕으로 한 이러한 발견들은 국수주의적인 시각에서 벗어나 인류의 역사를 보다 객관적이고 열린 자세로 바라보게 하는 계기를 마련해 줍니다. 유전자 가위 기술은 암 치료 분야에서도 혁신적인 변화를 일으키고 있습니다. 암세포를 직접 공격하는 대신 면역 세포의 유전자를 교정하여 암세포의 회피 기작을 무력화하는 면역 세포 치료제가 대표적입니다. 이러한 첨단 치료제는 임상 시험을 통해 놀라운 성과를 거두고 있지만, 상용화 과정에서 발생하는 고가의 약가 문제는 여전히 해결해야 할 숙제입니다. 기술적 완성도를 높이는 것만큼이나 국가적 차원의 규제와 의료 보험 적용 등 사회적 시스템을 구축하는 노력이 병행되어야 유전자 교정의 혜택이 실질적으로 전달될 수 있습니다.

김진수, 박종화

카오스재단카오스강연

생명과학

[강연] 생물학을 활용하여 인간의 능력을 향상시키는 일은 바람직한가? | 2017 카오스 토론회 : '과학vs과학철학' 4부 2강 | 4부 ②

생물학이 인간의 본성을 어디까지 밝혀낼 수 있는가에 대한 논의는 자연스럽게 인간 향상이 바람직한가라는 윤리적 질문으로 이어집니다. 본성을 이해하는 것을 넘어, 기술을 통해 그 본성을 수정하거나 강화하려는 시도는 현대 과학의 가장 뜨거운 쟁점 중 하나입니다. 이는 단순히 기술적 가능성의 문제를 넘어 우리가 어떤 존재가 되고자 하는지에 대한 철학적 선택을 요구합니다. 인간의 불완전함을 과학으로 보완하려는 의지와 자연의 섭리를 존중해야 한다는 신중론이 팽팽하게 맞서며 인류의 미래를 설계하는 중요한 담론을 형성하고 있습니다. 진화의 결과물인 자연이 항상 완벽하고 정교하게 설계되었다는 믿음은 생물학적 사실과 다를 수 있습니다. 인간의 눈은 오징어의 눈에 비해 시신경 구조가 비효율적이며, 기도와 식도가 교차하는 구조는 질식의 위험을 내포하는 등 이른바 '나쁜 설계'의 사례가 도처에 존재합니다. 이는 진화가 최선의 선택이 아닌, 주어진 조건에서 임기응변식으로 이루어졌음을 보여줍니다. 따라서 자연을 건드리는 것이 위험하다는 직관적 거부감보다는, 불완전한 설계를 지성적으로 보완하여 삶의 질을 높이려는 시도가 타당성을 얻기도 합니다. 과거 수렵 채집 시대에 생존에 유리했던 형질들이 현대 사회에서는 질병이나 장애로 분류되는 '진화적 부적응' 현상도 주목해야 합니다. ADHD는 과거 위험을 감지하는 데 유리한 형질이었으나, 정적인 현대 교육 환경에서는 치료의 대상이 되었습니다. 집중력을 높이는 약물을 사용하는 행위가 커피나 비타민 섭취와 본질적으로 무엇이 다른지에 대한 의문은 인간 향상에 대한 권리 논의로 확장됩니다. 기술을 통해 환경과 유전적 형질 사이의 간극을 메우는 것은 인류가 지속해 온 진보의 연장선일 수 있습니다. 반면 과학적 지식의 불완전성을 근거로 인위적인 개입에 신중해야 한다는 목소리도 높습니다. 과거에는 불필요하다고 여겨 제거했던 편도선이나 맹장이 사실은 중요한 면역 기관임이 밝혀진 사례처럼, 현재의 지식이 미래에는 오판으로 드러날 가능성이 큽니다. 트랜스 지방의 사례에서 보듯 한때 유익하다고 믿었던 기술이 치명적인 결과를 초래하기도 합니다. 우리가 생명 시스템을 완전히 이해하지 못한 상태에서 시도하는 향상은 예상치 못한 부작용을 낳을 수 있으며, 이는 단순한 기술적 오류를 넘어 생태계와 인류 전체에 돌이킬 수 없는 손실을 줄 수 있습니다. 향상이라는 개념 자체가 내포한 가치 판단의 위험성도 간과할 수 없습니다. 무엇이 더 나은 상태인지 정의하는 과정에는 사회적 편견과 차별이 개입될 여지가 큽니다. 특히 유전자 편집 기술을 통한 영구적인 유전 정보의 수정은 미래 세대의 결정권을 침해하고 인류의 다양성을 훼손할 우려가 있습니다. 특정 형질을 우월한 것으로 규정하고 이를 획일적으로 추구하게 되면, 인류는 변화하는 환경에 대응할 수 있는 유전적 유연성을 잃게 될 것입니다. 이는 기술의 공정성 문제를 넘어 인류라는 종의 존속과 직결되는 윤리적 파장을 일으킬 수 있습니다. 개인의 능력을 향상시키는 기술적 해결책에만 몰두할 경우, 다양성을 포용하지 못하는 사회 구조적 결함이 가려질 위험이 있습니다. ADHD 아동에게 약물을 처방하는 것이 교실의 효율성을 높일 수는 있지만, 산만한 아이들도 함께 어우러질 수 있는 교육 환경을 만드는 노력을 소홀히 하게 만들 수도 있습니다. 기술을 통한 개인의 변화와 사회 구조의 개선 사이에서 균형을 찾는 것이 중요합니다. 생물학적 본성을 인위적으로 바꾸기보다는, 인간이 가진 본연의 특성을 존중하면서도 건강하게 공존할 수 있는 문화를 조성하는 것이 진정한 의미의 인류 발전일 것입니다. 과학은 고정된 정답을 제시하는 것이 아니라 끊임없는 논쟁과 소통을 통해 성장하는 문화적 과정입니다. 인간 향상 기술을 둘러싼 찬반 논의는 우리가 지향해야 할 가치가 무엇인지 성찰하게 하며, 과학이 사회와 어떻게 상호작용해야 하는지를 보여줍니다. 전문가들만의 영역을 넘어 대중이 직접 질문하고 참여하는 과정 자체가 과학적 민주주의의 실현입니다. 생물학적 보수주의와 진보주의가 충돌하며 만들어내는 불꽃은 인류가 기술의 노예가 되지 않고 주체적으로 미래를 설계해 나가는 데 필수적인 동력이 될 것입니다.

송기원, 장대익

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화학
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[강연] 진화, 뇌를 여는 열쇠 (1) _ 전중환 교수 | 2016 봄 카오스 강연 '뇌 - Brain' 9강 | 9강 ①

인간의 마음은 신비로운 영역으로 여겨지지만, 본질적으로는 뇌의 전기화학적 활동에서 비롯됩니다. 뇌 역시 심장이나 허파와 마찬가지로 자연선택에 의한 진화의 산물이라는 점을 이해하는 것이 중요합니다. 많은 이들이 진화라고 하면 단순히 먼 과거의 원시적인 모습만을 떠올리며 현대인의 마음과는 거리가 멀다고 생각하곤 합니다. 하지만 뇌를 생물학적 기관으로 바라볼 때, 우리는 비로소 인간의 본성을 더 깊이 있게 탐구할 수 있는 이론적 틀을 얻게 됩니다. 뇌가 왜 지금과 같은 방식으로 작동하는지 이해하기 위해서는 진화라는 열쇠가 반드시 필요합니다. 뇌의 핵심적인 기능은 외부 환경에서 들어오는 정보를 처리하여 그에 맞는 적절한 행동을 산출하는 것입니다. 여기서 '적절함'이란 논리적인 정답이 아니라, 종의 진화 역사에서 생존과 번식에 유리했던 반응을 의미합니다. 예를 들어 소의 변을 보고 인간이 혐오감을 느끼는 것은 병원균으로부터 몸을 보호하기 위한 진화적 결과입니다. 반면 똥파리에게 같은 대상은 먹이이자 번식의 장소로 인식됩니다. 이처럼 동일한 환경 정보라도 종에 따라 뇌가 개입하여 전혀 다른 반응을 만들어내는 것은 각자의 생존 전략이 다르기 때문입니다. 찰스 다윈은 자연선택을 통해 복잡한 생물학적 적응이 어떻게 의도적인 설계자 없이도 만들어질 수 있는지 증명했습니다. 뱀의 머리를 닮은 애벌레의 뒷모습처럼, 생존에 유리한 미세한 변이가 세대를 거듭하며 누적되면 마치 누군가 정교하게 다듬은 것 같은 결과물이 탄생합니다. 이러한 기계적이고 맹목적인 과정은 우리 뇌의 구조와 기능에도 동일하게 적용됩니다. 따라서 우리가 마주하는 복잡한 심리 기제들은 우연의 산물이 아니라, 과거의 환경에 적응하기 위해 오랜 시간 동안 정교하게 다듬어진 진화적 작품이라고 할 수 있습니다. 생물학적 특성을 제대로 이해하기 위해서는 '어떻게' 작동하는지에 대한 설명뿐만 아니라, '왜' 존재하는지에 대한 궁극적인 질문이 필요합니다. 코가 안경을 걸치기 위해 존재하는 것이 아니듯, 우리 마음의 여러 기능도 특정한 진화적 목적을 가지고 설계되었습니다. 어떤 형질이 과거 진화 역사에서 다음 세대에 유전자를 전달하는 데 어떻게 기여했는지를 묻는 것은 뇌과학의 발견들을 하나로 통합하는 중요한 이정표가 됩니다. 이러한 진화적 기능에 대한 탐구는 인간의 복잡한 행동 양식을 설명하는 강력한 도구가 됩니다. 현대인의 마음은 수백만 년 동안 이어진 수렵 채집 생활을 통해 형성되었습니다. 농경 사회나 산업 사회의 역사는 진화의 관점에서 보면 찰나에 불과하기 때문에, 우리의 뇌는 여전히 원시 환경의 문제들을 해결하는 데 최적화되어 있습니다. 상한 음식을 피하거나 적절한 배우자를 찾는 것과 같은 구체적인 생존 과제들을 해결하기 위해 설계된 심리 기제들의 집합이 바로 인간의 마음입니다. 결국 진화 심리학은 과거의 환경에서 생존과 번식을 위해 분투했던 조상들의 흔적이 오늘날 우리의 생각과 행동 속에 어떻게 남아 있는지를 밝혀내는 학문입니다.

전중환

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생명과학
뇌인지과학

[강연] 생명의 기원 (4) - 패널토의 | 2015 봄 카오스 강연 'ORIGIN' 10강 | 10강 ④

과학의 여정은 '모른다'는 사실을 솔직하게 자각하는 것에서 시작됩니다. 생명의 기원이라는 거대한 수수께끼 앞에서 우리는 여전히 겸손할 수밖에 없지만, 이러한 무지의 자각은 단순히 멈춤을 의미하는 것이 아닙니다. 오히려 더 구체적이고 본질적인 질문을 던지게 만드는 강력한 원동력이 됩니다. 우리가 모르는 것을 하나씩 알아가는 과정 자체가 인류 문명이 걸어온 길이며, 스스로의 한계를 인정하고 질문을 던질 때 비로소 새로운 앎의 지평이 열리는 법입니다. 우주적 관점에서 생명은 확률과 통계의 문제입니다. 우리 은하에만 수천억 개의 별이 존재하고, 그중 지구와 환경이 비슷한 행성은 수십억 개에 달한다는 사실이 최신 망원경 관측을 통해 밝혀지고 있습니다. 137억 년이라는 광활한 시간과 엄청난 수의 행성을 고려한다면, 생명체가 지구에만 존재할 확률은 매우 낮습니다. 천문학자들은 우주 곳곳에 생명이 존재할 가능성을 열어두고 있으며, 이는 우리가 생명을 바라보는 시야를 지구라는 닫힌 세계에서 우주라는 열린 계로 확장하게 합니다. 생명 현상이 나타나기 위해서는 반드시 자신을 보호하고 규정할 수 있는 경계 시스템이 필요합니다. 세포가 막으로 둘러싸여 내부의 질서를 유지하듯, 생명은 외부와 구별되는 물리적 혹은 가상의 막을 통해 존재를 이어갑니다. 지구 역시 하나의 거대한 시스템으로서 이러한 막의 역할을 수행하며 생명을 보호합니다. 비록 우주로부터 끊임없이 물질이 유입되는 열린 계일지라도, 생명이라는 정교한 질서가 유지되기 위해서는 내부를 규정할 수 있는 독립적인 공간이 확보되어야 한다는 점은 생물학적 존재의 핵심입니다. 진화의 진정한 동력은 흔히 오해하는 돌연변이보다 유전자 재조합에 있습니다. 돌연변이는 대부분 생존에 불리한 경우가 많으며, 환경 변화에 우연히 적응하는 기초적인 변이 제공자 역할을 할 뿐입니다. 오히려 서로 다른 유전적 배경을 가진 개체들이 만나 유전자를 섞고 재조합하는 과정이 종의 다양성을 폭발적으로 증가시킵니다. 집단 간의 유전자 흐름은 돌연변이를 기다리는 것보다 훨씬 빠르고 강력하게 생명체의 변화를 이끌어내며, 이것이 바로 다윈이 설명한 진화의 핵심 메커니즘입니다. 현대 기술의 발전이 인간의 지능을 퇴화시킨다는 우려가 있지만, 이는 뇌의 사용 방식이 변화하는 과정으로 보아야 합니다. 단순한 기억이나 반복적인 정보 인출은 기계에 맡기고, 인간의 뇌는 더 고차원적인 창의성과 복잡한 사고에 집중하게 된 것입니다. 우리는 이제 외부의 두뇌를 하나 더 가진 셈이며, 이를 통해 과거와는 전혀 다른 방식으로 지적 능력을 확장하고 있습니다. 암기 위주의 시대가 저물고, 도구를 활용해 어떻게 새로운 가치를 창출할 것인가가 생존의 중요한 열쇠가 되었습니다. 인류는 현재 역사상 유례없는 거대한 유전적 실험을 치르고 있습니다. 과거에는 지리적 장벽에 막혀 국지적으로만 일어나던 유전자 흐름이 이제는 전 지구적 차원에서 동시다발적으로 벌어지고 있습니다. 전 세계의 유전자가 하나로 섞이는 이 현상은 인류라는 종 전체의 고유 변이를 줄이는 동시에 개별 집단의 다양성을 높이는 기묘한 결과를 낳습니다. 이러한 대규모의 유전자 혼합이 미래의 인류를 어떤 모습으로 변화시킬지는 그 누구도 예측할 수 없는 흥미롭고도 중대한 진화적 과제입니다. 바이러스와의 전쟁에서도 진화적 관점은 중요한 지혜를 제공합니다. 바이러스의 독성과 전염성 사이에는 밀접한 상관관계가 있으며, 숙주를 너무 빨리 죽이는 강한 독성은 오히려 전염에 불리하게 작용하여 스스로 소멸할 가능성이 큽니다. 우리는 막연한 공포에 휩싸이기보다 전염 경로를 차단하고 진화의 메커니즘을 이해함으로써 더 현명하게 대응할 수 있습니다. 생명은 끊임없이 변화하며 생존 전략을 수정해 나갑니다. 이러한 변화의 흐름을 읽어내는 것이야말로 우리가 복잡한 생태계 속에서 공존할 수 있는 길입니다.

강호정, 김성희, 이명현, 최재천

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생명과학
천문학

[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

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융합

[강연] 물질의 기원 (1) - 빅뱅 우주론의 세 기둥 _ 김희준 교수 | 2015 봄 카오스 강연 'ORIGIN' 2강 | 2강 ①

우주의 탄생 이후 물질이 어떻게 형성되었는지를 탐구하는 것은 인류의 가장 근본적인 질문 중 하나입니다. 물질은 소립자에서 시작하여 원자와 분자를 거쳐 생명체로 이어지는 거대한 흐름 속에 존재합니다. 과거에는 물질의 기원을 과학적으로 논하기 어려웠으나, 현대 과학은 우주의 역사를 통해 이를 일목요연하게 설명해 줍니다. 물질과 빛의 상호작용으로 이루어진 이 세상에서 우리가 어디서 왔는지를 추적하는 과정은 곧 우주와 생명의 기원을 이해하는 열쇠가 됩니다. 우주의 역사는 크게 다섯 단계의 진화 과정을 거쳐 현재에 이르렀습니다. 빅뱅 직후 소립자들이 급격히 변모한 초기 진화를 시작으로, 별들이 탄생하고 소멸하며 무거운 원소를 만들어낸 별의 진화가 이어졌습니다. 이후 우주 공간에 퍼진 원소들이 결합하여 유기물을 형성하는 화학적 진화가 일어났고, 지구라는 환경에서 생명체가 등장하는 생물학적 진화로 연결되었습니다. 마지막으로 인류가 등장하여 지성을 갖추게 된 인류의 진화까지, 이 모든 과정은 정교한 인과관계로 얽혀 있습니다. 시간을 거슬러 올라가면 물질의 변화 양상을 더욱 구체적으로 확인할 수 있습니다. 수만 년 전 농경의 시작과 수십만 년 전 현생 인류의 등장을 지나, 수억 년 전 공룡의 시대를 거쳐 10억 년 전에는 바닷속 광합성 박테리아가 지구의 환경을 바꾸어 놓았습니다. 100억 년 전으로 더 깊이 들어가면 태양계조차 형성되기 이전의 원시 우주와 마주하게 됩니다. 이러한 시간적 추적은 우리가 단순히 현재에 머무는 존재가 아니라, 우주의 유구한 역사와 긴밀히 연결된 존재임을 깨닫게 합니다. 빅뱅 우주론은 세 가지 강력한 증거를 통해 뒷받침됩니다. 첫째는 허블의 법칙으로 알려진 우주의 팽창이며, 둘째는 우주 전체에 균일하게 퍼져 있는 우주 배경 복사입니다. 마지막으로 가장 결정적인 증거는 우주에 존재하는 원소의 분포 비율입니다. 우주 어디를 보더라도 수소와 헬륨의 질량비가 약 3대 1로 일정하게 나타난다는 사실은, 이 가벼운 원소들이 우주 초기의 뜨거운 상태에서 한꺼번에 만들어졌음을 시사합니다. 이는 물질의 기원을 밝히는 결정적인 단서가 됩니다. 원소의 기원에 대한 과학적 이해는 20세기를 거치며 완성되었습니다. 초기에는 모든 원소가 별 내부에서 만들어졌거나 혹은 빅뱅 당시에 생성되었다는 주장이 대립했으나, 현재는 두 과정이 상호 보완적임을 알고 있습니다. 수소와 헬륨 같은 가벼운 원소는 빅뱅 초기에 형성되었고, 탄소나 산소, 철과 같은 무거운 원소들은 별의 내부와 초신성 폭발 과정을 통해 탄생했습니다. 결국 우리 몸을 구성하는 수소는 138억 년 전의 것이며, 우리는 말 그대로 별의 먼지로부터 온 존재들입니다.

김희준

카오스재단카오스강연

물리학
천문학