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[인터뷰] 임채호_양자역학이 일반인에게 어려운 이유ㅣ 2021 카오스강연 '시간, 물질 그리고 우주'

밤하늘의 은하수를 바라보며 느끼는 감성은 우리를 무한한 상상력의 세계로 인도합니다. 하지만 양자역학의 세계는 우리가 일상에서 직접 보고 느낄 수 있는 범위를 벗어나 있기에 매우 어렵고 생소하게 다가옵니다. 과학자들에게 양자역학은 자연의 근본 원리를 다루는 하나의 정교한 도구와 같습니다. 수많은 실험을 통해 축적된 지식은 비록 간접적일지라도 미시 세계의 특별한 메커니즘을 끊임없이 입증해 왔습니다. 일반인들이 양자역학의 복잡한 수식과 공식을 모두 이해하기는 힘들겠지만, 그 속에 담긴 핵심적인 사고방식 한두 가지만이라도 파악한다면 현대 과학의 정수를 이해하는 소중한 발판이 될 것입니다. 우주의 시작을 추적하다 보면 우리는 필연적으로 양자역학의 영역에 도달하게 됩니다. 현재 팽창하는 우주를 거꾸로 되돌리면 원자보다 더 작은 미시 세계, 즉 소립자 세계가 나타나기 때문입니다. 이 초기 우주에서는 양자 현상이 결정적인 역할을 하며, 우리가 일상적으로 경험하는 거시 세계의 물리 법칙과는 전혀 다른 원리들이 작동합니다. 당시에는 입자와 반입자가 찰나의 순간에 생성되고 소멸하는 역동적인 상호작용이 반복되었습니다. 이러한 미시적 과정들은 오늘날 우리가 목격하는 거대한 우주의 구조를 형성하는 근본적인 기초가 되었으며, 현대 물리학이 풀어야 할 가장 흥미로운 수수께끼 중 하나로 남아 있습니다. 양자역학이 다루는 세계는 우리가 일상에서 경험하는 실수의 세계를 훨씬 넘어섭니다. 소립자의 미세한 움직임을 온전히 이해하기 위해서는 실수를 확장한 복소수 공간이라는 새로운 수학적 틀이 필요합니다. 여기에는 우리가 시계로 재는 일반적인 시간 외에 '허수 시간'이라는 독특한 개념이 존재합니다. 이러한 특수한 시간의 영역에서는 아주 짧은 찰나의 순간이 실제로는 매우 긴 물리적 과정이 될 수 있으며, 보이지 않는 곳에서 수많은 입자가 상호작용합니다. 이러한 현상들은 비록 우리 눈에 직접 보이지는 않지만, 결국 거시적인 자연의 다양한 현상 속에 간접적인 형태로 투영되어 그 존재를 드러냅니다. 오랜 시간 강연을 통해 지식을 전달해 온 학자로서, 정년 이후에는 새로운 방식으로 과학적 아이디어를 표현하고자 하는 시도가 이어지고 있습니다. 나무를 가공하여 추상적인 개념을 구체적인 형상으로 구현하는 작업은 복잡한 언어적 설명 대신 실물 그 자체로 메시지를 전달하는 독특한 매력이 있습니다. 기존의 예술적 형식을 그대로 답습하기보다 자신이 평생 탐구해 온 과학적 원리를 나무라는 따뜻한 소재에 담아내는 과정은 즐거운 도전입니다. 뉴턴 역학이나 확률의 개념을 시각적인 움직임으로 연결하는 목공 작업은, 말로 다 표현할 수 없는 과학의 심오한 아름다움을 대중에게 직관적으로 보여주는 새로운 소통의 언어가 됩니다. 우주를 향한 탐구는 인간의 순수한 상상력과 철학에서 시작하여 정교한 수학과 과학적 검증으로 완성됩니다. 과거에는 밤하늘의 별을 보며 신화와 이야기를 만드는 인문학적 상상이 주를 이루었지만, 20세기에 들어서며 인류는 우주를 객관적이고 과학적으로 탐구할 수 있는 단계에 이르렀습니다. 이를 현실화하기 위해서는 고도의 수학적 노력과 엄밀한 과학적 사고방식이 필수적으로 요구됩니다. 방대한 과학 지식 중에서 가장 기본적이고 핵심적인 원리들을 제대로 이해하고 체득한다면, 우리는 그것을 바탕으로 우주에 대한 사고를 무한히 확장할 수 있습니다. 결국 과학은 복잡한 현상 속에서 단순하고 명쾌한 본질을 찾아가는 여정입니다.

임채호

카오스재단카오스강연

물리학

[명강 리뷰] 과학과 기술의 기원 by 홍성욱ㅣ2015 봄 카오스 강연 '기원 ORIGIN' 4강

우리가 흔히 사용하는 '과학'과 '기술'이라는 용어는 사실 그리 오래된 역사를 가지고 있지 않습니다. 영어의 '사이언스'는 19세기 초가 되어서야 현재의 의미로 정착되었으며, 그전까지 뉴턴이나 라부아지에 같은 학자들은 스스로를 '자연철학자'라 불렀습니다. 기술을 뜻하는 '테크놀로지' 역시 19세기 중반 이후에야 추상화된 개념으로 사용되기 시작했습니다. 그 이전에는 증기기관이나 기계적 예술처럼 개별적인 장치나 기예를 지칭하는 말이 더 일반적이었습니다. 이처럼 과학과 기술의 기원을 추적하는 일은 단순히 단어의 유래를 살피는 것을 넘어, 인류가 지식을 체계화해 온 복잡한 과정을 이해하는 작업이라 할 수 있습니다. 기술의 역사는 인류의 진화와 궤를 같이합니다. 도구를 사용한 호모 하빌리스부터 불을 다룬 호모 에렉투스를 거쳐, 약 4만 년 전 호모 사피엔스 시기에 이르러 기술은 비약적인 발전을 이룹니다. 이 시기 인류는 뼈와 사슴뿔 등을 이용해 바늘, 그물, 악기 등 놀라울 정도로 다양한 도구를 만들어내기 시작했습니다. 이후 신석기 시대의 농경 생활은 잉여 생산물의 저장과 분배라는 새로운 과제를 던져주었습니다. 이는 토기 제작과 주거지 축조 기술의 발달로 이어졌고, 결과적으로 사회적 권력 구조와 노동의 분업이 발생하는 결정적인 계기가 되었습니다. 과학의 진정한 시작은 고대 그리스에서 찾을 수 있습니다. 탈레스와 같은 초기 학자들은 이전 문명들이 가졌던 실용적이고 구체적인 계산에서 벗어나, '자연의 본질이 무엇인가'라는 추상적인 질문을 던지기 시작했습니다. 이들은 수많은 변화 속에서도 변하지 않는 근본적인 규칙성이 존재한다고 믿었으며, 이를 '코스모스'라는 개념으로 정립했습니다. 이는 자연을 신의 변덕에 좌우되는 대상이 아니라, 인간이 탐구할 수 있는 질서정연한 외부 세계로 인식하기 시작했음을 의미합니다. 이러한 '자연의 발견'은 인류가 세계를 바라보는 방식을 근본적으로 뒤바꾼 혁명적인 사건이었습니다. 16세기와 17세기에 걸쳐 일어난 과학 혁명은 고대 그리스의 지적 전통을 계승하며 근대 과학의 기틀을 마련했습니다. 코페르니쿠스의 지동설을 시작으로 갈릴레이, 케플러, 데카르트를 거쳐 뉴턴에 이르기까지, 학자들은 우주의 질서를 수학적으로 증명하고 체계화하는 데 집중했습니다. 오랫동안 학계에서는 이러한 근대 과학의 출범이 그리스 과학의 직접적인 연장선에 있다고 보았습니다. 복잡하게 얽혀 있던 천문학적 체계를 바로잡고 자연의 법칙을 명확히 규명하려 했던 노력은, 고대부터 이어져 온 지적 탐구의 열망이 근대라는 시공간에서 화려하게 꽃을 피운 결과물이라 평가받습니다. 그러나 현대 과학의 핵심인 '실험'의 관점에서 보면 이야기는 달라집니다. 고대 그리스인들은 실험이 자연의 본질을 왜곡한다고 믿었기에 이를 과학적 방법으로 인정하지 않았습니다. 반면 현대 과학의 대부분은 실험을 기반으로 하며, 이는 과거 장인들의 기술적 활동이나 연금술의 방법론에서 유래한 것입니다. 결국 근대 과학은 추상적인 자연철학적 사유와 실용적인 기술적 조작이 결합하면서 탄생한 '테크노사이언스'의 성격을 띱니다. 과학과 기술의 경계가 허물어지며 탄생한 이 새로운 지식 체계야말로, 우리가 오늘날 목격하고 있는 현대 과학의 진정한 기원이라고 할 수 있습니다.

카오스재단명강리뷰&질문Q

[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

[재미있는 과학놀이 콘텐츠 공모전] 과학쿠키 '실험과학 이야기'와 함께해요

고대 그리스의 자연 철학자들에게 과학은 사색과 관조의 영역이었습니다. 그들은 자연을 인간이 인위적으로 조작할 수 있는 대상으로 여기지 않았으며, 무언가를 직접 움직이고 바꾸는 행위는 육체노동을 담당하던 계층의 몫으로 치부하곤 했습니다. 이러한 배경 속에서 현대 과학의 핵심인 '실험'이라는 개념이 자리 잡기까지는 오랜 시간이 필요했습니다. 자연의 법칙은 오직 순수한 이성과 관찰을 통해서만 깨달을 수 있다는 믿음이 당시 학계의 주류를 이루고 있었기에, 인위적인 조작을 통해 진리를 탐구한다는 생각 자체가 생소했던 시대였습니다. 알렉산더 대왕의 정복 전쟁 이후 탄생한 헬레니즘 문화는 학문의 지형을 바꾸어 놓았습니다. 이집트 알렉산드리아에 세워진 연구소 '무세이온'은 그리스의 자연 철학, 페르시아의 헤르메스주의, 그리고 이집트의 실용 기술이 융합되는 거점이 되었습니다. 이곳에서 탄생한 연금술은 값싼 금속을 금으로 변환시키려는 시도에서 출발했습니다. 비록 그 목적은 신비주의적이었으나, 물질의 형상을 바꾸기 위해 다양한 도구와 기법을 동원했다는 점에서 실험 과학의 초기 형태를 보여줍니다. 연금술사들은 물질을 변화시키는 과정에서 오늘날까지 사용되는 수많은 실험 도구들을 고안해 냈습니다. 액체를 증발시켜 분리하는 증류기를 비롯하여 화덕, 비커, 여과기 등이 그들의 손에서 직접 만들어졌습니다. 이들은 물질이 녹는 용해, 찌꺼기를 거르는 여과, 용액이 굳는 결정화 등의 현상에 이름을 붙이며 체계적인 관찰을 이어갔습니다. 이러한 도구의 발달은 단순히 금을 만드는 목적을 넘어, 다양한 화학적 결과를 도출해 내는 기술적 토대가 되었습니다. 쇠퇴하던 연금술은 이슬람 세계로 전해지며 더욱 정교하게 발전했습니다. 특히 자비르 이븐 하얀은 체계적인 행위의 반복과 정확한 측정을 강조하며 근대 화학의 실험 방법론과 유사한 체계를 제안했습니다. 그는 물질의 양을 측정하고, 증류를 통해 분리하며, 새로운 혼합물을 만들어 그 특성을 기록하는 과정을 중시했습니다. 이러한 이슬람의 연구 성과는 훗날 르네상스 시기 유럽으로 재유입되어 근대 과학이 태동하는 데 막대한 데이터와 영감을 제공하는 역할을 했습니다. 연금술사들은 비록 '현자의 돌'을 찾아내거나 금을 만드는 데는 실패했지만, 그 과정에서 인류에게 귀중한 유산을 남겼습니다. 알코올, 황산, 질산 등 현대 산업과 의학에 필수적인 수많은 물질이 연금술의 과정에서 발견되었습니다. 연금술은 신비주의적 요소와 실용적인 욕망이 뒤섞인 활동이었으나, 자연을 이해하려는 자연 철학의 범주와 결합하면서 비로소 '화학'이라는 새로운 학문으로 진화했습니다. 이는 과학사에서 실험의 중요성을 일깨운 결정적인 장면이라 할 수 있습니다.

국립과천과학관공모전&대회🎉

화학
융합

[강연] 주기율표의 탄생과 화학의 역사 _ by김경택｜ 2018 가을 카오스 강연 '화학의 미스터리, CheMystery' 3강 | 3강 ①

손난로의 따뜻함은 화학적 원리인 '상전이'에서 비롯됩니다. 아세트산 나트륨 과포화 용액은 매우 불안정한 상태로 존재하다가, 작은 자극만으로도 고체로 변하며 에너지를 방출합니다. 이 과정에서 발생하는 응고열이 우리에게 온기를 전달하는 것입니다. 물질이 하나의 상에서 다른 상으로 변할 때 에너지가 전환된다는 사실은 화학의 가장 기초적이면서도 흥미로운 지점입니다. 일상 속의 작은 도구에도 이처럼 정교한 과학적 메커니즘이 숨어 있습니다. 화학을 뜻하는 '케미스트리'의 어원은 고대 이집트와 그리스의 '키미아'에서 유래했습니다. 이는 광물을 제련하거나 약을 만드는 행위를 의미했으며, 이후 아랍의 관사가 붙어 '연금술'로 불리게 되었습니다. 비록 연금술이 금을 만들려는 인간의 욕망에서 시작된 다소 어리석은 시도로 치부되기도 하지만, 그 과정에서 축적된 다양한 실험 기법과 물질에 대한 이해는 현대 화학이 탄생하는 소중한 밑거름이 되었습니다. 물질의 본질을 탐구하려는 인간의 노력은 시대를 넘어 계속되어 왔습니다. 근대 과학의 기틀은 데카르트의 회의적 방법론과 로버트 보일의 정의를 통해 마련되었습니다. 보일은 화학을 '물질의 조성에 관한 과학'으로 정의하며, 더 이상 분해되지 않는 기본 구성 요소인 '원소'의 개념을 제시했습니다. 그는 혼합물과 화합물을 명확히 구분하며 연금술의 신비주의에서 벗어나 실험적 재현성을 강조했습니다. 이러한 철학적 기반은 화학이 단순한 기술을 넘어 체계적인 학문으로 도약하는 결정적인 계기가 되었으며, 과학적 사고의 표준을 세웠습니다. 라부아지에는 정밀한 질량 측정을 통해 화학의 패러다임을 바꾼 인물입니다. 그는 당시 지배적이었던 플로지스톤설의 오류를 증명하고, 화학 반응 전후의 질량이 보존된다는 '질량 보존의 법칙'을 확립했습니다. 또한 원소를 '분석 가능한 가장 단순한 물질'로 재정의하며 최초의 원소 분류표를 작성했습니다. 그의 노력 덕분에 화학은 정성적인 관찰에서 벗어나 정량적인 측정이 가능한 진정한 근대 과학의 면모를 갖추게 되었으며, 이는 화학 혁명의 시발점이 되었습니다. 돌턴의 원자설과 아보가드로의 분자 가설은 물질의 미시적 구조를 이해하는 데 큰 공헌을 했습니다. 돌턴은 모든 원소가 고유한 질량을 가진 원자들로 구성되어 있다고 주장했으며, 아보가드로는 기체 반응의 법칙을 설명하기 위해 이원자 분자의 개념을 도입했습니다. 보이지 않는 입자들의 결합과 재배열을 통해 세상의 변화를 설명하려는 이러한 시도들은, 이후 화학자들이 복잡한 화합물의 구조를 시각화하고 예측하는 데 중요한 이정표가 되었으며 현대 원자론의 기초를 닦았습니다. 1869년 멘델레예프가 발표한 주기율표는 화학 역사상 가장 위대한 통찰 중 하나로 꼽힙니다. 그는 당시 알려진 56개의 원소를 원자량 순서대로 배열하며 성질의 주기성을 발견했습니다. 특히 그는 규칙성을 근거로 아직 발견되지 않은 원소들의 자리를 비워두고 그 성질을 예언했는데, 이는 훗날 갈륨과 게르마늄의 발견으로 완벽히 증명되었습니다. 주기율표는 단순한 표를 넘어 우주를 구성하는 기본 원리들이 조화롭게 연결되어 있음을 보여주는 지도와 같으며, 오늘날까지도 화학의 핵심 지표로 활용됩니다. 현대 화학은 양자역학적 이해를 바탕으로 118개의 원소를 정의하며 미시 세계의 비밀을 풀어가고 있습니다. 화학은 단순히 공식을 외우는 학문이 아니라, 우리를 둘러싼 세계를 오감으로 느끼고 이해하며 새로운 물질을 창조하는 로맨틱한 과정입니다. 멘델레예프의 통찰이 150년이 지난 지금까지도 빛나는 이유는 그것이 지극히 상식적인 방법으로 얻어낸 위대한 성취이기 때문입니다. 우리는 이 관능적인 학문을 통해 끊임없이 변화하는 세계의 본질에 가가가며, 인류의 미래를 위한 새로운 가능성을 탐색합니다.

김경택, 윤신영

카오스재단카오스강연

화학

[석학인터뷰] 이광렬_ 나노, 모험심을 가지고 연구하다 | 2018 가을 카오스강연 '화학의 미스터리, CheMysterty'

울릉도라는 고립된 환경에서 보낸 어린 시절은 과학자로서의 소양을 기르는 소중한 자산이 되었습니다. 주변에 친구가 많지 않아 홀로 바다와 산을 누비며 보냈던 시간은 자연스럽게 자연 현상을 관찰하는 습관으로 이어졌습니다. 책에서만 보던 원리들을 실제 현장에서 직접 목격하며 쌓은 경험은 훗날 연구자로서 세상을 바라보는 독특한 시각을 형성해 주었습니다. 이러한 유년기의 경험은 이론에 매몰되지 않고 실재하는 자연의 질서를 탐구하는 과학적 호기심의 뿌리가 되었습니다. 대학 진학 후 전공을 선택하는 과정에서도 남들이 가지 않은 길을 찾으려는 탐구 정신이 빛을 발했습니다. 이미 체계가 잡힌 수학이나 물리와 달리, 화학은 아직 채워나갈 공간이 많은 분야라고 판단했습니다. 특히 나노 과학은 이제 막 태동하는 단계로서 무궁무진한 가능성을 품고 있었습니다. 아무것도 정해지지 않았기에 오히려 더 많은 것을 시도하고 창조할 수 있다는 기대감이 나노라는 미지의 세계로 발을 들이게 한 결정적인 계기가 되었습니다. 실험 과학의 세계는 수많은 실패의 연속이며, 이를 극복하기 위해서는 남다른 치밀함과 끈기가 필요합니다. 흔히 과학자의 성격이 예민하다고 말하는 것은 완벽을 기하려는 치열한 연구 과정에서 비롯된 결과이기도 합니다. 나노 과학은 특정 학문에 머무르지 않고 여러 분야의 경계를 넘나들어야 하기에, 기존의 틀을 깨는 결단력과 개척 정신이 필수적입니다. 이러한 태도는 나노 과학만이 가진 독특한 매력이자 미래 사회를 이끌어갈 핵심적인 역량이 됩니다. 과학자들은 우주의 질서와 생명의 기원에 대해 끊임없이 질문을 던집니다. 열역학 제2법칙에 따르면 우주는 엔트로피가 증가하는 방향으로 흐르지만, 생명체는 오히려 질서를 구축하며 엔트로피를 감소시키는 역설적인 존재입니다. 일부 학자들은 생명체가 물질세계를 더 빠르게 변화시킴으로써 결과적으로 우주 전체의 엔트로피 증가를 가속화한다고 설명하기도 합니다. 이러한 존재의 이유와 우주의 섭리 사이의 미스터리를 풀어가는 과정은 과학 탐구의 궁극적인 지향점입니다. 나노 기술은 이미 우리 삶의 도처에 스며들어 있으며, 앞으로 그 영향력은 더욱 확대될 전망입니다. 4차 산업혁명 시대를 살아갈 미래 세대에게 나노 과학은 직업적 안정성을 넘어 세상을 바꾸는 강력한 도구가 될 것입니다. 다만 기술의 발전이 항상 바람직한 방향으로만 흐르는 것은 아니기에, 우리는 나노 기술이 가져올 변화를 비판적으로 성찰해야 합니다. 미래의 모습을 더 나은 방향으로 수정하고 가꾸어 나가는 것은 과학자와 대중이 함께 고민해야 할 숙제입니다.

이광렬

카오스재단카오스강연

화학

[석학인터뷰] 정택동_ 과학도 사람이 하는 거예요 | 2018 가을 카오스강연 '화학의 미스터리, CheMystery'

정택동 교수는 지방의 작은 소도시에서 성장하며 평범하지만 성실한 학창 시절을 보냈습니다. 어린 시절부터 화학자라는 확고한 꿈을 가졌던 것은 아니었으며, 전자공학자나 의사, 정치가 등 다양한 분야에 관심을 두며 진로를 고민했습니다. 대학 진학 시점까지도 명확한 방향을 정하지 못했던 그는 우연한 계기로 화학의 길에 들어서게 되었고, 이는 한 분야에 국한되지 않는 넓은 시야를 갖게 된 밑거름이 되었습니다. 이러한 배경은 그가 훗날 학문적 경계를 넘나드는 연구자로 성장하는 데 중요한 역할을 했습니다. 전기화학이라는 전공을 선택하게 된 계기는 학문적 경계를 넘나드는 독특한 매력에 매료되었기 때문입니다. 화학이라는 기초 위에 전기와 생물 같은 이질적인 요소들이 결합하여 새로운 시너지를 내는 과정은 연구자로서의 호기심을 자극하기에 충분했습니다. 이러한 융합적 특성은 그가 기존의 정형화된 연구 방식에서 벗어나 보다 넓은 시각으로 세상을 바라보게 하는 원동력이 되었습니다. 서로 다른 분야가 만나 조화를 이루는 지점을 탐구하는 즐거움은 그를 평생의 연구 길로 인도했습니다. 과학 연구는 본질적으로 미래가 불확실하며 노력한 만큼의 결과가 즉각적으로 나타나지 않는 고된 과정입니다. 이러한 불안함을 극복하기 위해 필요한 것은 자기 자신에 대한 깊은 이해와 확신입니다. 학부 시절 종교학이나 고고인류학 등 인문학적 소양을 쌓았던 경험은 그가 연구자로서 흔들리지 않는 중심을 잡는 데 큰 도움이 되었습니다. 사람이 하는 일인 과학에서 내가 누구인지 알고 무엇을 원하는지 깨닫는 과정은 연구의 지속 가능성을 결정짓는 핵심적인 요소가 됩니다. 분석화학은 단순히 화학의 한 분과를 넘어 모든 실험 과학의 근간을 이루는 독특한 학문입니다. 과학적 가설이 진정한 의미를 갖기 위해서는 철저한 검증 과정이 필수적인데, 분석화학은 이를 가능하게 하는 도구와 수단을 제공합니다. 아무리 뛰어난 이론이라도 실질적인 증거를 통해 뒷받침되지 않으면 발전할 수 없기에, 분석화학에 대한 이해는 다른 모든 과학 분야로 나아가기 위한 필수적인 관문이라 할 수 있습니다. 이는 과학의 진전을 이끄는 보이지 않는 힘과 같습니다. 화학의 가장 큰 미스터리는 물질의 변화 그 자체에 있습니다. 우리는 물질이 변화하는 과정을 대략적으로 이해하고 있지만, 원하는 물질을 정확하게 합성하거나 완벽하게 분리해내는 일은 여전히 정복해야 할 과제로 남아 있습니다. 이러한 변화의 중심에는 전자의 이동과 그에 따른 양성자의 움직임이 자리 잡고 있으며, 이는 곧 모든 생명체가 에너지를 얻는 근원적인 원리가 됩니다. 미시적인 입자들의 역동적인 상호작용을 탐구하는 과정은 생명의 신비를 풀어가는 여정과도 맞닿아 있습니다.

정택동

카오스재단카오스강연

화학

[석학인터뷰] 김경택 ─ 화학계의 이야기꾼 | 2018 가을 카오스강연 '화학의 미스터리, CheMystery'

고분자는 우리 일상과 떼려야 뗄 수 없는 밀접한 관계를 맺고 있는 재료입니다. 이는 비교적 단순하고 작은 분자들이 공유 결합이라는 화학적 연결을 통해 반복적으로 결합하며 만들어진 거대한 분자를 의미합니다. 김경택 교수는 유기 화학적 방법론을 도구로 삼아 구조가 정밀하게 정의된 고분자를 합성하는 연구에 매진하고 있습니다. 특히 특정 구조를 가진 고분자가 어떠한 물리적 행동을 보이는지 관찰함으로써, 분자의 구조와 그에 따른 특성 사이의 상관관계를 깊이 있게 이해하는 것이 연구의 핵심입니다. 이러한 연구는 우리가 사용하는 다양한 재료의 근본적인 원리를 밝히는 중요한 토대가 됩니다. 화학의 세계에서 탄소는 생명체를 포함한 모든 체계를 구성하는 가장 중추적인 원소로 꼽힙니다. 탄소는 이웃한 다른 탄소 원자들과 매우 다양한 형태로 견고한 화학 결합을 형성할 수 있는 독특한 성질을 지니고 있습니다. 이러한 탄소의 유연성과 결합력 덕분에 우리가 경험하는 세계의 놀라운 다양성이 존재할 수 있으며, 생명이라는 고차원적인 형태 또한 탄생할 수 있었습니다. 김경택 교수는 탄소를 '애증의 관계'이자 가장 좋아하는 원소로 언급하며, 탄소가 만들어내는 무궁무진한 가능성이 곧 생명과 존재의 근원임을 강조합니다. 이는 화학이 단순한 물질의 조합을 넘어 생명의 신비를 푸는 열쇠임을 시사합니다. 화학이 아직 풀지 못한 거대한 수수께끼 중 하나는 단순한 분자들이 어떻게 복잡한 생명체로 진화했는가 하는 '화학적 진화'의 과정입니다. 또한 인간의 의식이라는 추상적인 개념이 과연 어떤 물질적 기반을 통해 발현되는지에 대한 질문도 여전히 미지의 영역으로 남아 있습니다. 이러한 철학적이고 과학적인 질문들에 답하기 위해 화학자들은 실험실에서 끊임없이 노력하며 지식의 지평을 넓혀가고 있습니다. 주기율표는 이러한 화학적 진리와 역사적 경험이 논리적으로 축적된 결정체입니다. 단순히 암기해야 할 대상이 아니라, 우주를 구성하는 원소들의 질서를 담은 지도로서 그 가치를 재조명할 필요가 있습니다.

김경택

카오스재단카오스강연

화학

[강연] 과학과 기술의 기원 (3) - 과학과 기술의 개화 : 그리스에서 현대까지 _ 홍성욱 교수 | 2015 봄 카오스 강연 'ORIGIN' 4강 | 4강 ③

플라톤은 고대 그리스의 자연 철학을 체계화하며 자신의 관념론적 철학 체계 안에 선대 사상들을 통합했습니다. 그는 교육 기관인 아카데미를 설립하며 현판에 ‘기하학을 모르는 자는 들어오지 말라’는 문구를 붙일 정도로 수학적 원리를 중시했습니다. 하지만 플라톤이 강조한 기하학은 실용적인 목적이 아닌 철학적 탐구를 위한 것이었습니다. 그는 사원소를 다섯 가지 정다면체에 대응시켰는데, 정육면체는 흙, 정사면체는 불, 정팔면체는 공기, 정이십면체는 물로 정의했으며 가장 구에 가까운 정십이면체를 우주 그 자체로 보았습니다. 아리스토텔레스는 플라톤의 체계를 계승하면서도 이를 더욱 정교하게 보완하여 독자적인 우주론을 완성했습니다. 그는 우주를 달을 경계로 지상계와 천상계로 엄격히 구분했습니다. 지상계는 물, 불, 흙, 공기의 사원소로 구성되어 생성과 소멸, 변화가 끊임없이 일어나는 공간인 반면, 천상계는 제5원소인 에테르로 이루어져 영원불변한 원운동만이 존재하는 영역입니다. 이러한 아리스토텔레스의 체계는 물질 이론과 운동 법칙을 하나로 연결하며 수천 년 동안 서구 자연 철학의 근간을 이루는 거대한 지적 토대가 되었습니다. 행성의 역행 운동이라는 난제는 프톨레마이오스에 이르러 주전원이라는 개념을 통해 수학적으로 해결되는 듯 보였습니다. 그러나 16세기 코페르니쿠스는 이 체계가 현상은 설명할지언정 전체적인 조화가 결여된 ‘괴물’과 같다고 비판했습니다. 그는 우주의 대칭성과 질서를 회복하기 위해 태양 중심설을 제창하며 과학 혁명의 서막을 열었습니다. 이후 갈릴레오, 데카르트, 뉴턴으로 이어지는 흐름은 고대 천문학의 오류를 극복하고 근대 과학의 기틀을 마련하는 과정이었으며, 이는 고대 그리스 과학이 현대 과학의 기원이라는 전통적 해석의 근거가 되었습니다. 1980년대 이후 과학사 학계에서는 현대 과학의 기원을 바라보는 새로운 시각이 대두되었습니다. 현대 과학의 핵심인 실험 방법론이 고대 그리스 과학에는 존재하지 않았다는 점에 주목한 것입니다. 당시 자연 철학자들은 실험을 자연을 망치는 인위적인 개입으로 간주하여 부정적으로 보았습니다. 그들에게 진정한 과학이란 순수한 관찰과 사유를 통해 자연의 본질을 파악하는 것이었으며, 도구를 사용하여 자연을 조작하는 행위는 과학자가 아닌 장인이나 기술자들의 하급 활동으로 치부되었습니다. 결국 현대 실험 과학의 뿌리는 그리스의 자연 철학보다는 오히려 그들이 외면했던 기술과 연금술의 전통에서 찾을 수 있습니다. 17세기 과학 혁명을 거치며 이론적인 사유와 실용적인 기술적 조작이 재결합했고, 이것이 오늘날의 실험 과학을 탄생시켰습니다. 브뤼노 라투르가 언급한 ‘테크노 사이언스’처럼, 과학과 기술의 만남은 고대 그리스의 이상에서 멀어짐으로써 비로소 현대 과학이라는 새로운 길을 열 수 있었습니다. 이러한 변화는 과학의 역사가 단순히 이론의 계승이 아닌, 방법론의 근본적인 혁신을 통해 진화해 왔음을 보여줍니다.

홍성욱

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