과학 포털 iKAOS

30 Contents

[강연] 물리의 렌즈로 본 예술 - 관계에서 찾는 존재의 의미_ by 이창환 / 2023 봄 카오스강연 '상대성 이론' 4강 | 4강 ①

물리학이라는 렌즈를 통해 예술을 바라보면 세상은 전혀 다른 모습으로 다가옵니다. 우리는 눈에 보이는 것을 실체라고 믿지만, 사실 우리의 인식은 주변과의 관계 속에서 왜곡되거나 강조되기도 합니다. 에셔의 그림처럼 직선이 주변 환경에 따라 비뚤게 보이는 착시 현상은 인간의 감각이 가진 불완전함을 보여줍니다. 과학은 이러한 주관적 인식을 넘어 우주의 본질적인 질서를 탐구하며, 존재의 의미를 독립된 개체가 아닌 상호 관계 속에서 정의하고자 노력합니다. 물리학자의 시선에서 예술은 단순한 감상의 대상을 넘어 우주의 원리를 투영하는 거울이 됩니다. 현대 물리학이 바라보는 진공은 단순히 비어 있는 공간이 아닙니다. 노자의 '유무상생' 사상처럼, 무(無)는 아무것도 없는 상태가 아니라 모든 가능성이 잠재된 근본적인 장입니다. 김홍도의 씨름도에서 여백이 인물들 사이의 자유로운 소통과 움직임을 가능하게 하듯, 진공 역시 빛과 별, 그리고 우리 존재가 출현할 수 있는 토대가 됩니다. 원자 내부의 광활한 빈 공간이 물질의 존재를 지탱하는 것처럼, 비어 있음은 곧 가득 참의 다른 표현입니다. 우리는 이 보이지 않는 공간과의 관계를 통해 비로소 자신의 존재를 증명할 수 있습니다. 예술가 김아타의 작업은 이러한 물리학적 통찰을 시각적으로 구현합니다. 만 장의 사진을 중첩하여 형체를 지워버린 그의 작품은 무한한 존재의 합이 결국 '무'로 수렴될 수 있음을 보여줍니다. 이는 입자가 여러 상태를 동시에 가질 수 있다는 양자역학적 중첩의 원리와 맞닿아 있습니다. 우리가 인식하지 못하는 진공 속에 수많은 가능성이 중첩되어 있듯, 예술은 보이지 않는 존재의 층위를 겹겹이 쌓아 올림으로써 오히려 본질적인 비어 있음을 드러냅니다. 이러한 '유'와 '무'의 경계에서 우리는 존재의 참된 의미를 다시금 질문하게 됩니다. 과학자들은 거대 가속기 실험을 통해 진공이 끊임없이 요동치며 입자와 반입자를 생성하는 창조의 공간임을 확인했습니다. 양성자보다 훨씬 무거운 힉스 입자가 충돌 과정에서 튀어나오는 현상은 진공 속에 숨겨진 잠재력이 실현된 결과입니다. 우리가 진공을 고요하게 느끼는 이유는 우리 몸을 구성하는 원자 단위보다 훨씬 작은 플랑크 스케일에서 이러한 변화가 일어나기 때문입니다. 결국 존재란 진공이라는 거대한 바다 위에서 일어나는 아주 작은 물결이자 변화의 흔적이라 할 수 있습니다. 보이지 않는 미시 세계의 역동성이 거시 세계의 평온함을 지탱하고 있는 셈입니다. 빛의 이중성 또한 관찰자와 대상 사이의 상호작용 방식에 따라 결정됩니다. 강한 충격으로 짧은 순간 관찰하면 입자의 성질이 나타나고, 긴 시간 부드럽게 교감하면 파동의 성질이 드러납니다. 질량 역시 입자가 진공과 얼마나 강하게 상호작용하느냐에 따라 결정되는 상대적인 값입니다. 핵융합과 핵분열 과정에서 발생하는 거대한 에너지는 결국 입자들이 진공을 상대하는 방식이 변하면서 나타나는 질량의 차이입니다. 이처럼 만물은 진공과의 끊임없는 관계 맺기를 통해 자신의 성질을 규정하며, 이는 고정된 실체가 아닌 끊임없는 변화의 과정으로서의 존재를 의미합니다. 아인슈타인의 상대성 이론은 시공간을 고정된 배경이 아닌 유연한 실체로 바꾸어 놓았습니다. 거대한 질량은 주변 시공간을 휘게 만들고, 그 길을 따라 빛조차 곡선을 그리며 나아갑니다. 이러한 시공간의 왜곡은 중력 렌즈 효과를 통해 우주에 거대한 고리 모양의 환영을 만들어내기도 합니다. 예술가들은 역원근법이나 다시점 기법을 통해 고정된 관찰자의 시선에서 벗어나 시공간의 유동성을 포착하려 했습니다. 이는 절대적인 좌표계가 사라지고 모든 것이 상대적인 관계 속에서 정의되는 현대 물리학의 우주관과 일치하며, 우리가 보는 세상이 절대적이지 않음을 시사합니다. 현대 물리학은 양자역학과 상대성 이론을 통합하는 과정에서 5차원 이상의 새로운 차원을 가정하기도 합니다. 이는 마그리트나 에셔의 그림처럼 우리의 상식을 뛰어넘는 논리적 상상력을 요구합니다. 김환기 화백이 수많은 점을 찍으며 우주의 인연을 노래했듯, 과학자와 예술가는 각자의 언어로 보이지 않는 우주의 질서를 그려냅니다. 우리가 우주의 중심이 되어 각자의 시간과 공간을 살아가는 것처럼, 물리와 예술은 존재의 근원을 찾아가는 여정 속에서 서로를 비추는 거울이 됩니다. 이 아름다운 관계 속에서 우리는 비로소 우주의 일원으로서 자신의 자리를 발견하게 됩니다.

이창환

카오스재단카오스강연

물리학
융합

[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

카오스재단석학인터뷰

생명과학
지구환경과학
융합

[인터뷰] 정현석_양자역학은 하늘을 나는 코끼리를 믿어야 한다?

양자역학은 우리가 일상에서 경험하는 고전적 세계와는 전혀 다른 원리로 작동하는 미지의 영역입니다. 많은 이들이 대학 시절 수식과 계산을 통해 처음 양자역학을 접하지만, 그 깊은 의미를 깨닫는 순간은 양자 중첩이나 양자 얽힘과 같은 개념이 주는 신선한 충격을 마주할 때입니다. 이는 이전까지 우리가 이해해 왔던 세계관을 완전히 뒤흔드는 경험이며, 고전적 대응점을 찾을 수 없는 당혹감을 동반하기도 합니다. 이러한 낯선 경험은 물리학자들에게도 새로운 탐구의 문을 여는 계기가 됩니다. 우리가 양자역학을 이해하기 어려운 근본적인 이유는 우리의 직관이 일상적인 경험의 축적으로 형성되었기 때문입니다. 경험이 쌓여 만들어진 직관은 세계를 해석하는 기준이 되지만, 양자 세계의 현상들은 이러한 상식과 정반대로 나타나는 경우가 많습니다. 마치 하늘을 나는 코끼리가 있다는 말을 믿기 힘든 어른의 마음으로는 양자역학의 실체를 받아들이기 쉽지 않습니다. 따라서 이 기묘한 세계를 온전히 이해하기 위해서는 고정관념을 버리고 어린아이와 같은 유연한 사고방식을 가질 필요가 있습니다. 흔히 전자를 입자인 동시에 파동이라고 설명하지만, 이는 사실 우리가 자연 현상을 설명하기 위해 도입한 모형에 불과합니다. 전자는 그저 자기 자신으로 존재할 뿐이며, 상황에 따라 입자 모델이나 파동 모델로 설명되는 면모를 보일 뿐입니다. 논리적으로 접근하자면 양자 중첩이 보다 근본적인 성질이며, 이러한 중첩이 가능하기 때문에 입자와 파동이라는 두 가지 모습이 나타난다고 볼 수 있습니다. 즉, 양자 중첩은 고전적 '이것 아니면 저것'의 논리를 뛰어넘어 양자 세계의 본질을 형성하는 핵심적인 원리입니다. 양자 얽힘은 멀리 떨어져 있는 두 물체 사이에 존재하는 비고전적 상관관계를 의미합니다. 고전적 세계에서는 상자 속 공의 색깔을 확인하는 것처럼 이미 결정된 상태를 확인하는 수준에 그치지만, 양자 얽힘은 양자 중첩에 기반한 훨씬 강력한 연결 고리를 가집니다. 이러한 특수한 연결은 현대 양자 정보 처리 기술에서 매우 유용하게 활용되며, 물리적 거리를 초월하여 정보를 다루는 새로운 가능성을 제시합니다. 이는 단순한 이론적 가설을 넘어 실제 기술 구현을 위한 핵심적인 연구 분야로 자리 잡고 있습니다. 슈뢰딩거의 고양이 역설은 이러한 양자 중첩의 개념을 거시 세계로 확장하여 우리에게 질문을 던집니다. 원자와 같은 미시 세계의 중첩이 고양이와 같은 거시적 생명체의 생사 중첩으로 이어질 수 있는지에 대한 논의는 물리학계의 거대한 화두였습니다. 아인슈타인은 이를 두고 양자역학이 불완전한 이론이라 비판하며 더 완전한 이론이 등장할 것이라 믿었지만, 현대 물리학은 실험을 통해 자연의 본질 자체가 확률적이고 중첩적이라는 사실을 받아들였습니다. 결국 양자역학은 자연을 바라보는 우리의 시각을 근본적으로 바꾸어 놓았습니다.

정현석

카오스재단서울대자연과학공개강연

물리학

[강연] 양자컴퓨터의 현재와 미래 by정연욱ㅣ2021 '대한민국 과학기술대전' 다섯번째 | 5강

양자 컴퓨터는 더 이상 SF 영화 속의 상상이나 먼 미래의 이야기가 아닙니다. 이미 전 세계의 많은 연구자와 기업이 실제로 시스템을 만들어 운영하고 있으며, 누구나 클라우드를 통해 접속해 볼 수 있는 단계에 도달했습니다. 다만 중요한 점은 양자 컴퓨터가 당장 기존의 모든 컴퓨터를 대체하거나 세상을 한순간에 뒤바꿀 마법의 도구는 아니라는 사실입니다. 현재는 양자역학의 원리를 이용해 특정 문제를 해결하는 초기 단계의 시스템으로 이해하는 것이 적절하며, 환상보다는 실질적인 기술적 진보에 주목해야 할 시점입니다. '양자'라는 개념은 세상의 물질이 에너지를 주고받을 때 연속적이지 않고 특정한 단위로만 움직인다는 의미를 담고 있습니다. 100년 전 과학자들은 원자 세계의 불연속적인 현상을 설명하기 위해 양자역학이라는 거대한 체계를 세웠습니다. 과거에는 이 원리가 미시 세계에만 국한된 이론으로 여겨졌으나, 오늘날 우리가 사용하는 반도체나 스마트폰의 작동 원리에도 이미 깊숙이 스며들어 있습니다. 양자 컴퓨터는 바로 이러한 자연의 근본적인 작동 방식을 계산의 영역으로 끌어들인 혁신적인 시스템이라고 할 수 있습니다. 21세기에 들어서며 양자 기술은 단순히 세상을 이해하는 틀을 넘어, 우리가 직접 양자 상태를 제어하고 조작하는 '양자 엔지니어링'의 시대로 진입했습니다. 정밀한 레이저와 초저온 냉동기 같은 고도화된 기술 덕분에 우리는 양자역학적 현상을 능동적으로 활용할 수 있게 되었습니다. 이는 마치 중력에 의해 떨어지는 사과를 관찰하던 단계에서 벗어나, 엔진을 만들어 자동차를 굴리는 것과 같은 비약적인 발전입니다. 이제 인류는 양자역학이라는 자연의 법칙을 도구 삼아 우리에게 유용한 가치를 창출하는 단계에 와 있습니다. 양자 컴퓨터의 핵심 원리인 중첩과 얽힘은 우리의 일상적인 직관과는 매우 다릅니다. 중첩은 두 가지 상태가 동시에 존재할 확률을 가진 상태를 의미하며, 얽힘은 멀리 떨어진 입자들이 서로 긴밀하게 연결되어 한쪽의 상태가 결정되면 다른 쪽도 즉시 영향을 받는 현상입니다. 이러한 개념은 일상 언어로 설명하기 어렵지만, 수학이라는 정교한 언어를 통하면 명확하게 정의됩니다. 앞으로 양자 컴퓨터가 대중화되면 우리는 이러한 기이한 현상들을 일상적으로 경험하게 될 것이며, 이는 인류의 인식 체계를 근본적으로 변화시키는 계기가 될 것입니다. 양자 컴퓨터가 강력한 이유는 '양자 병렬성'에 있습니다. 기존 비트가 0 또는 1의 상태만 가질 수 있는 것과 달리, 큐비트가 0과 1이 중첩된 상태를 유지하며 방대한 계산 공간을 동시에 다룹니다. 예를 들어 큐비트가 300개만 모여도 그 조합의 수는 전 우주의 원자 수보다 많아지며, 이 방대한 정보를 한꺼번에 처리할 수 있습니다. 물론 마지막에 정보를 읽을 때는 하나의 상태로 결정되지만, 계산 과정에서 보여주는 이 압도적인 확장성은 기존 슈퍼컴퓨터가 수만 년 걸릴 문제를 단 몇 초 만에 해결할 수 있는 잠재력을 제공합니다. 현재 양자 컴퓨터 기술은 초전도 회로나 이온 트랩 등 다양한 플랫폼을 통해 구현되고 있습니다. 특히 초전도 큐비트의 성능은 3년에 10배씩 향상되고 있는데, 이는 반도체 산업의 무어의 법칙보다 훨씬 빠른 속도입니다. 구글과 IBM 같은 글로벌 기업들은 이미 수백 큐비트급의 시스템을 선보이며 기술적 난이도의 한계를 돌파하고 있습니다. 단순히 큐비트의 개수를 늘리는 것을 넘어, 오류율을 낮추고 연결성을 강화하는 등 실질적인 성능 지표를 개선하는 방향으로 연구가 집중되면서 상용화의 문턱을 넘어서고 있습니다. 미래의 양자 컴퓨터는 기존 컴퓨터를 완전히 대체하기보다는 특정 분야에서 상호 보완적인 역할을 수행할 것입니다. 양자 화학을 이용한 신소재 설계, 물류 및 금융의 최적화 문제 해결, 그리고 고도화된 기계 학습 등이 주요 활용 분야로 꼽힙니다. 복잡한 계산은 클라우드로 연결된 양자 서버가 처리하고, 우리는 그 결과만을 받아보는 하이브리드 모델이 보편화될 것입니다. 양자 기술의 발전은 단순히 계산 속도의 향상을 넘어, 인류가 자연을 이해하고 활용하는 방식을 근본적으로 재정의하는 거대한 전환점이 될 것입니다.

정연욱

카오스재단카오스크로스

물리학

[인터뷰] 김진현_불만이 많은 과학자입니다! | 2021 가을 카오스강연 '과학의 희열'

과학자에게 가장 중요한 덕목 중 하나는 현재에 안주하지 않는 건설적인 불만과 끊임없는 질문입니다. 현상을 단순히 받아들이기보다 '왜'라는 질문을 던지고 그 답을 찾아가는 과정이 과학의 본질이기 때문입니다. 특히 뇌과학 분야에서는 뇌의 작용 기작을 이해하기 위해 다양한 접근이 이루어지고 있는데, 그중에서도 뇌의 구조적 연결성을 파악하는 연구는 매우 핵심적인 위치를 차지합니다. 복잡하게 얽힌 신경망의 지도를 그리는 일은 인간의 사고와 행동이 어떻게 발생하는지 이해하는 첫걸음이 되며, 이는 곧 인간 존재에 대한 깊은 통찰로 이어집니다. 과거의 연구와 비교했을 때 현대 뇌과학이 비약적으로 발전할 수 있었던 배경에는 컴퓨터 기술의 등장이 있습니다. 유전자 지도를 작성하던 게놈 프로젝트의 경험을 바탕으로, 이제는 뇌의 복잡한 구조를 디지털화하여 정밀한 정보를 추출하는 것이 가능해졌습니다. 특히 3차원 구현 기술은 평면적인 분석을 넘어 뇌의 입체적인 신경망을 시각화하는 데 큰 기여를 하고 있습니다. 이러한 기술적 진보는 과거에는 상상하기 어려웠던 방대한 데이터를 처리할 수 있게 함으로써, 뇌의 신비를 하나씩 풀어내는 강력한 도구가 되고 있습니다. 인간의 뇌는 약 100조 개의 시냅스로 구성되어 있으며, 그 복잡성은 상상을 초월합니다. 더욱 놀라운 점은 이 거대한 신경망이 고정된 것이 아니라 우리가 태어난 이후에도 끊임없이 변화한다는 사실입니다. 매일 겪는 새로운 배움과 감정의 경험, 그리고 외부에서 오는 다양한 충격에 따라 시냅스의 연결은 어제와 오늘이 다르게 재구성됩니다. 이러한 역동성과 방대한 데이터 규모를 체계적으로 규명하기 위해, 현재 전 세계의 연구자들은 웹사이트를 통해 연구 결과를 공유하고 실시간으로 피드백을 주고받으며 긴밀하게 협력하고 있습니다. 뇌 지도를 완성하는 것은 마치 우리 손안의 스마트폰 지도가 일상생활의 필수적인 인프라가 된 것과 같은 의미를 갖습니다. 지도가 없다면 길을 찾거나 사람을 만나는 기본적인 활동조차 어려워지듯이, 정밀한 뇌 지도는 뇌 질환의 원인을 파악하고 효과적인 신약을 개발하는 데 있어 없어서는 안 될 근본적인 정보가 됩니다. 비록 지도가 완성된다고 해서 뇌의 모든 기능을 즉각적으로 이해할 수 있는 것은 아니지만, 이는 향후 진행될 모든 뇌 연구의 기초 체력이자 인류가 뇌라는 거대한 대륙을 탐험하는 데 있어 가장 중요한 이정표가 될 것입니다. 앞으로의 연구는 인간의 뇌를 넘어 다양한 동물 모델로 확장될 필요가 있습니다. 예를 들어 개미와 같이 단순하지만 고도로 프로그램된 신경계를 가진 곤충을 연구함으로써, 복잡한 인간 뇌의 기본 원리에 대한 중요한 단서를 찾을 수 있습니다. 개미의 사회적 행동과 연결된 신경 구조를 분석하는 것은 유전과 교육의 상관관계를 이해하는 새로운 열쇠가 될 수도 있습니다. 질병 관련 신경 회로를 분석하고 인류에게 실질적인 도움이 되는 지식을 축적해 나가는 이러한 노력들이 모여, 언젠가는 인간의 본질을 설명하는 거대한 과학적 성취를 이룰 것입니다.

김진현

카오스재단카오스강연

뇌인지과학

[과학자가 쓴 과학책#14] 연결과 확률의 중요성 | 박형주 _ 배우고 생각하고 연결하고 | KAOS X 공원생활 특집

새로운 환경에 적응하며 학문에 매진하던 유학 시절, 연구의 벽에 부딪혀 좌절을 경험한 적이 있습니다. 노력만으로는 해결되지 않는 결과의 부재는 깊은 무력감을 안겨주었고, 설상가상으로 경제적 위기까지 겹치며 학업을 포기해야 할 상황에 놓였습니다. 하지만 인생의 가장 낮은 지점에서 마주한 뜻밖의 기회는 '연결'이라는 가치를 깨닫게 해주었습니다. 한 분야에서 도저히 풀리지 않던 난제가 다른 분야에서는 이미 해결된 상식일 수 있다는 사실을 직접 경험하며, 타인의 목소리에 귀를 기울이는 태도가 얼마나 중요한지 실감하게 되었습니다. 절망적인 상황에서 우연히 엿듣게 된 공학자들의 대화는 인생의 전환점이 되었습니다. 그들이 고민하던 디지털 신호처리의 난제는 수학계에서 이미 수십 년 전에 증명된 정리와 맞닿아 있었습니다. 낯선 분야의 대화에 용기 내어 끼어든 작은 행동은 단순한 오지랖을 넘어, 서로 다른 학문의 언어를 잇는 가교가 되었습니다. 수학적 지식이 공학적 문제의 실마리가 될 수 있음을 확인한 순간, 개인의 위기는 공동 연구라는 새로운 가능성으로 변모했습니다. 이는 자신의 전문 분야에만 갇혀 있어서는 결코 보지 못했을 넓은 시야를 선사했습니다. 서로 다른 언어를 사용하는 전문가들이 소통하지 못할 때 지식의 단절이 발생합니다. 공학자의 언어와 수학자의 언어가 다르기에 같은 문제를 두고도 서로의 해답을 알아보지 못하는 경우가 많습니다. 하지만 타 분야의 언어를 이해하려 노력하고 대화에 참여할 때, 비로소 근본적인 난제 해결의 문이 열립니다. 수학적 이론을 공학적 실무에 적용하며 다차원 신호처리 전문가로 거듭났던 경험은, 현대 사회에서 '연결'과 '협력'이 단순한 구호를 넘어 생존과 성장을 위한 필수적인 동력임을 증명하는 살아있는 사례가 되었습니다. 역사 속에서도 위대한 성취는 서로 다른 분야의 천재들이 협력할 때 탄생했습니다. 르네상스 시대를 풍미한 레오나르도 다빈치와 수학자 루카 파초올리의 만남이 대표적입니다. 경험을 통해 배우던 예술가 다빈치는 수학적 계산만으로 결과를 예측하는 파초올리의 지식에 매료되었고, 두 사람은 기하학과 미술을 결합한 명저를 남겼습니다. 예술적 직관과 논리적 엄밀함이 결합하여 시대의 패러다임을 바꾼 것입니다. 이처럼 우연한 만남에서 시작된 학문 간의 교류는 인류 지성사에 지대한 영향을 미치는 결과물을 만들어내곤 합니다. 현대 확률론의 탄생 역시 두 천재 수학자, 페르마와 파스칼의 서신 교환이라는 협력의 산물입니다. 200년 동안 풀리지 않았던 '점수 문제'를 해결하기 위해 그들은 과거의 데이터가 아닌 미래의 가능성에 주목했습니다. 중단된 게임의 판돈을 어떻게 나눌 것인가라는 질문에 대해, 각자가 이길 확률이라는 '기댓값'의 개념을 도입하며 발상의 전환을 이뤄냈습니다. 두 사람이 주고받은 편지는 단순한 문제 풀이를 넘어, 불확실한 미래를 수학적으로 계량화하는 현대 확률론의 기초를 세웠으며 이는 오늘날 금융과 과학 전반의 근간이 되었습니다. 오늘날 수학의 난제들은 무작위성이라는 개념을 통해 새로운 국면을 맞이하고 있습니다. 정수론의 오랜 숙제였던 소수 등차수열 문제나 쌍둥이 소수 가설 등은 해석학이나 확률론적 접근을 통해 해결의 실마리를 찾고 있습니다. 테렌스 타오나 장이탕 같은 수학자들은 자신의 전공 분야에 매몰되지 않고 다양한 수학적 도구를 연결하여 불가능해 보이던 증명을 해냈습니다. 특히 늦은 나이에 학문적 성취를 이룬 사례는 지식의 탐구에 경계가 없음을 보여줍니다. 무작위성이라는 강력한 무기는 이제 인공지능과 같은 첨단 기술의 핵심 원리로도 확장되고 있습니다. 확률과 정보의 연결은 현대 정보 이론의 핵심인 엔트로피 개념으로 이어집니다. 클로드 섀넌은 사건이 발생할 확률이 낮을수록 그 정보의 가치가 크다는 사실을 정립했습니다. 당연한 사실보다는 희귀한 사건이 더 많은 정보를 담고 있다는 통찰은 데이터를 효율적으로 전송하고 저장하는 기술적 토대가 되었습니다. 자주 발생하는 신호는 짧게, 드문 신호는 길게 부호화하는 방식은 우리가 매일 사용하는 디지털 통신의 경제성을 보장합니다. 17세기 수학자들의 호기심에서 시작된 확률의 개념이 오늘날 초연결 사회를 지탱하는 정보 이론의 뿌리가 된 셈입니다.

박형주

카오스재단읽다과학

수학

[과학자가 쓴 과학책 #13] 전치형_사람의 자리 ㅣ 인공지능면접관이 정말 공정할까?

과학기술학은 과학기술과 사회의 긴밀한 관계를 탐구하는 학문입니다. 단순히 기술적 성취를 분석하는 데 그치지 않고, 그 기술이 우리 사회에서 어떤 역할을 수행하며 어떤 의미를 지니는지 인문학적, 사회과학적 관점에서 성찰합니다. 특히 과학기술의 중심에는 결국 '사람'이 있다는 점에 주목합니다. 연구를 수행하는 주체도 사람이며, 그 결과물에 직접적인 영향을 받는 대상도 사람이기 때문입니다. 따라서 과학기술 내부와 주변에서 인간의 자리가 어디인지 찾아내는 과정은 현대 사회를 이해하는 핵심적인 열쇠가 됩니다. 과거의 과학기술은 주로 경제 발전이나 산업 성장과 같은 가시적인 성과를 내는 수단으로 여겨졌습니다. 결과만 좋다면 그 과정에서 연구자들이 어떤 환경에 처해 있는지, 어떤 삶을 살고 있는지는 크게 주목받지 못했습니다. 하지만 이제는 결과 중심의 '아무나의 과학'에서 벗어나, 구체적인 개인의 삶과 노동이 담긴 '누군가의 과학'으로 시선을 옮겨야 합니다. 연구자들의 일상과 연구 활동을 존중하고 북돋울 수 있는 체계가 마련될 때, 비로소 우리 사회가 기대하는 진정한 의미의 과학적 성취가 지속 가능해질 수 있습니다. 과학과 사회를 별개의 영역으로 구분하여 서로의 경계를 넘지 않으려는 태도는 지양해야 합니다. 과학기술인들은 사회적 맥락을 이해해야 하고, 시민들은 과학기술적 전문성을 필요로 하는 시대가 되었습니다. 중요한 정책 결정이나 사회적 현안 해결에는 과학적 근거와 정치·경제적 고려가 동시에 요구되기 때문입니다. 서로가 서로를 필요로 한다는 사실을 깨닫고 연결될 때, 우리는 더욱 현명한 의사결정을 내릴 수 있습니다. 분리된 상태에서는 복잡한 현대 사회의 문제들을 해결하는 데 한계가 있을 수밖에 없습니다. 최근 인공지능 면접관과 같은 시스템에 대한 기대가 높은 이유는 인간의 편견과 주관을 배제하여 공정성을 확보할 수 있다고 믿기 때문입니다. 그러나 인공지능 역시 인간이 구축한 데이터와 특정 조직의 의도, 과거의 문화적 맥락에서 자유로울 수 없습니다. 따라서 인공지능이 모든 불공정함을 완벽히 해결해 줄 것이라는 환상보다는, 기술의 효율성을 활용하되 인간이 참여하는 시스템의 공정성을 함께 개선해 나가는 방향을 고민해야 합니다. 기술과 인간의 시스템을 어떻게 조화롭게 결합할 것인가가 공정성 확보의 핵심 과제입니다. 재난과 같은 불확실성의 시대에 과학은 사회 구성원들이 신뢰할 수 있는 지식의 기반을 제공합니다. 특히 재난 상황에서 더욱 취약해지는 소외된 이들을 찾아내고 그들에게 필요한 돌봄이 무엇인지 밝혀내는 것은 과학의 중요한 사회적 역할입니다. 과학은 개인의 호기심을 넘어 공동체가 함께 알아야 할 가치를 탐구하는 집단적 의사결정의 과정이기도 합니다. 과학기술인뿐만 아니라 시민과 정책 입안자 모두가 참여하여 우리 사회에 진정으로 필요한 지식이 무엇인지 논의할 때, 과학기술은 공동체의 유지를 돕는 진정한 힘이 됩니다.

전치형

카오스재단읽다과학

융합

[코로나TALK-16] 잘못된 뉴스, 인포데믹은 어떻게 확대재생산되는가?_윤신영 기자 | 16강

코로나19 사태 초기부터 과학 기자의 시선으로 현장을 지켜보며 느낀 점은 정보의 전파 양상이 매우 복잡하다는 것입니다. 영남대 박한우 교수의 네트워크 분석에 따르면, 트위터상에서 '신천지'나 '대구' 같은 키워드는 폐쇄적인 집단 내에서 반복되는 경향을 보인 반면, 과학 뉴스는 대중적으로 널리 퍼지는 강력한 정보원이었습니다. 이는 과학적 사실이 대중의 대화에서 일차적인 소스가 된다는 점을 시사하며, 동시에 잘못된 정보가 섞일 경우 인포데믹의 위험성이 얼마나 커질 수 있는지를 보여줍니다. 언론이 과학 데이터를 다루는 방식에서 가장 큰 문제는 자극적인 해석입니다. 최근 항체 유지 기간에 관한 연구에서 4개월간 항체가 유지된다는 긍정적인 결과가 나왔음에도, 일부 매체는 '4개월밖에 안 된다'는 식으로 공포를 조장했습니다. 이는 재감염 이슈와 무리하게 연결하려는 시도에서 비롯된 왜곡입니다. 논문의 본질보다는 대중의 불안감을 자극하여 클릭을 유도하려는 상업적 목적이 과학적 사실을 가리는 안타까운 사례라고 할 수 있습니다. 바이러스 변이에 대한 보도 역시 비슷한 양상을 띱니다. 과학적으로는 아직 전파력을 획기적으로 높이는 치명적인 변이가 확인되지 않았음에도, '감염성 10배'와 같은 근거 없는 수치가 헤드라인을 장식하곤 합니다. 이러한 자극적인 뉴스는 네트워크를 타고 빠르게 확산되며 대중에게 불필요한 공포를 심어줍니다. 뉴스 생산자가 클릭 수라는 이득을 쫓는 구조적 악순환 속에서, 정확한 과학적 근거는 뒷전으로 밀려나고 인포데믹의 메커니즘이 강화되는 결과를 초래합니다. 공포뿐만 아니라 근거 없는 희망을 심어주는 보도도 경계해야 합니다. 국내 치료제 개발 소식 중 '하루 만에 바이러스 사멸'이라는 자극적인 제목이 큰 인기를 끌었지만, 실제로는 구체적인 데이터가 부족한 한 문장짜리 보도자료에 기반한 경우가 많았습니다. 과학 기자로서 데이터를 요청해 확인해보면 보도된 내용만큼의 확실한 근거를 찾기 어려운 사례가 빈번합니다. 정확한 검증 없이 희망적인 메시지만을 대량 양산하는 것은 결국 언론에 대한 신뢰를 떨어뜨리는 행위입니다. 신종 감염병의 특성상 초기에는 전문가들조차 정보가 부족하여 혼란을 겪었습니다. 하이드록시클로로퀸 사례처럼 유명 인사의 발언과 불완전한 논문이 결합하여 잘못된 복용 사고로 이어진 것이 대표적입니다. 당시에는 그것이 최선의 지식이었을지라도, 경쟁적인 보도 속에서 검증되지 않은 정보가 확산되었습니다. 이후 많은 논문이 철회되는 과정을 거치며 기자들과 과학자들은 더 정교한 보도의 필요성을 절감하게 되었습니다. 지식의 한계를 인정하고 신중하게 접근하는 태도가 무엇보다 중요합니다. 해외 사례 중 뉴욕타임스의 '백신 트래커'는 훌륭한 과학 커뮤니케이션의 모델을 보여줍니다. 단순히 일회성 기사를 쏟아내는 것이 아니라, 방대한 데이터를 체계적으로 취합하여 대중이 언제든 신뢰할 수 있는 정보원으로 활용하게 했습니다. 또한 복잡한 바이러스의 원리를 평이한 언어와 정교한 인포그래픽으로 설명하여 대중의 이해를 도왔습니다. 우리 언론도 단독 경쟁에서 벗어나 데이터를 가공하고 맥락을 풍성하게 전달하는 정보의 허브 역할을 수행해야 할 시점입니다. 코로나19는 여전히 미지의 영역이 많으며, 우리는 매일 새로운 반전의 상황을 맞이하고 있습니다. 이러한 불확실성 속에서 과학적 대전환을 넘어 도시 계획, 윤리, 문화 등 다양한 분야의 전문가들이 모여 대안을 제시하는 노력이 필요합니다. 단순히 현상을 보고하는 수준을 넘어, 합리적인 데이터와 증거를 기반으로 소통하는 플랫폼이 구축되어야 합니다. 연구자와 전달자가 함께 데이터 기반의 소통을 이어갈 때, 우리는 비로소 감염병이라는 거대한 재난에 현명하게 대응할 수 있을 것입니다.

윤신영

카오스재단코로나19 과학토크

생명과학
융합

[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

카오스재단읽다과학

융합

[COVID-19_talk_5] Public Risk perception, Emotional Outrage, and Behavioral Change in the COVID-19 | 5강

코로나19 팬데믹이 장기화되면서 이제는 단기적인 종식이 아닌 '장기 공존'의 시대로 접어들었습니다. 보건학적 관점에서 건강은 단순히 질병이 없는 상태를 넘어, 재난의 영향에 취약한 이들을 보호하고 연대하는 동력을 유지하는 것을 의미합니다. 우리는 지난 대응의 시간을 지나 앞으로 닥칠 일들에 대해 더 나은 '대비'를 해야 하며, 이는 우리 이웃과 가족이 위기를 함께 돌파할 수 있는 힘을 기르는 과정이 되어야 합니다. 사람들은 감염 가능성보다 감염 심각성을 더 크게 인지하는 경향이 있습니다. 특히 감염 여부를 판단할 때는 집단 감염 사건과의 거리를 기준으로 삼는 반면, 심각성을 따질 때는 자신의 기저 질환이나 연령 등 개인적 자본을 고려합니다. 흥미로운 점은 많은 이들이 자신의 건강보다 내가 감염됨으로써 타인에게 미칠 사회적 관계의 영향을 가장 심각한 결과로 받아들이고 있다는 사실입니다. 시간이 흐를수록 감염의 책임을 환경이 아닌 개인의 탓으로 돌리는 경향이 뚜렷해지고 있습니다. 특히 20대와 30대 사이에서는 감염 여부를 노력보다는 '운'에 맡기는 수동적인 태도가 나타나기도 합니다. 이러한 인식은 방역 수칙 준수율을 낮추는 원인이 될 수 있으며, 질병에 대한 책임을 개인에게만 강조할 경우 특정 대상을 향한 비난이나 사회적 분리를 초래할 위험이 있어 주의 깊은 접근이 필요합니다. 우리는 매일 높은 수준의 스트레스에 노출되어 있으며, 일상 회복도는 이전의 절반 수준에 머물고 있습니다. 뉴스에서 접하는 지배적인 감정은 불안을 넘어 점차 분노로 옮겨가고 있는데, 이 분노는 주로 방역 수칙을 준수하지 않는 이들을 향하고 있습니다. 장기화된 위기 속에서 정신 건강에 미치는 부정적 영향은 신체 활동의 감소나 경제적 타격만큼이나 심각하며, 우리 모두가 심리적 취약 계층이 될 수 있음을 인지해야 합니다. 일상 회복도는 사회 계층에 따라 불평등하게 나타납니다. 주부, 자영업자, 저소득층은 일반적인 평균보다 회복 탄력성이 떨어져 있으며, 대구·경북 지역처럼 큰 충격을 경험한 곳의 시민들은 여전히 힘겨운 시간을 보내고 있습니다. 이들이 각자도생의 길로 내몰리지 않도록 사전 예방적인 트라우마 조사가 이루어져야 하며, 상대적으로 취약한 집단을 찾아내어 실질적인 사회적 지지를 제공하는 설계가 시급합니다. 한국의 방역은 국가와 국민 사이의 높은 '수직적 신뢰'를 바탕으로 성공적인 성과를 거두었습니다. 하지만 장기전에서 더 중요한 것은 시민들 사이의 '수평적 신뢰'입니다. 혐오와 비난의 대상이 외부 집단에서 점차 우리 내부의 이웃으로 이동하는 현상은 공동체의 연대를 약화시킵니다. 2차 유행에 대비하기 위해서는 자가격리자나 취약 계층이 고립되지 않도록 돕는 집단지성과 사회적 자본을 키워나가야 합니다. 마지막으로 과학 커뮤니케이션 역량의 강화가 필요합니다. 의학 용어나 외래어로 가득한 정보는 고령층이나 교육 소외 계층에게 장벽이 될 수 있으며, 이는 정보의 불평등을 넘어 위험 노출로 이어집니다. 코로나19는 우리 사회에 공정하고 공평한 전략을 찾으라는 새로운 과제를 던져주었습니다. 서로의 안녕을 살피고 목소리를 경청하는 과정을 통해, 우리는 이 위기를 단순한 재난이 아닌 사회적 성숙의 기회로 전환할 수 있을 것입니다.

유명순

카오스재단코로나19 과학토크

생명과학

[코로나TALK-5] 우리가 코로나 우울증에 걸릴 수밖에 없는 이유_유명순 교수 | 5강

코로나19 사태가 장기화되면서 우리는 이제 단순한 대응을 넘어 '대비'의 단계로 나아가야 합니다. 공중보건학적 관점에서 건강은 단순히 질병의 유무를 넘어, 사회적 연대를 통해 취약계층을 보호하고 위기를 극복하는 동력을 유지하는 것을 의미합니다. 지난 몇 달간 전력을 다해 싸워왔지만, 이제는 코로나19와의 장기적인 공존을 받아들이고 우리 사회와 이웃, 그리고 가족이 어떻게 더 잘 대비할 수 있을지 진지하게 고민해야 할 시점입니다. 감염병 위기 상황에서 부정적인 정서의 확산은 코로나19의 전파만큼이나 위험합니다. 높은 수준의 스트레스는 무기력, 우울, 분노와 같은 감정을 유발하며, 이는 개인을 넘어 사회 전체로 전염될 수 있습니다. 심리학자와 사회과학자들은 이러한 정서적 감염을 효과적으로 차단하는 것이 코로나19 차단만큼이나 중요하다고 강조합니다. 따라서 우리는 사회적 자본을 고갈시키지 않으면서 서로의 마음을 돌보는 심리적 방역에도 힘을 쏟아야 합니다. 우리 국민의 위험 인식 조사 결과에 따르면, 사람들은 감염 가능성보다 감염 시 발생할 심각성을 더 크게 우려하고 있습니다. 특히 흥미로운 점은 자신의 건강 영향보다 '내가 감염되어 타인에게 끼칠 영향'을 가장 심각한 결과로 꼽는다는 것입니다. 이는 한국 사회에서 감염이 갖는 사회 관계적 함의가 매우 크다는 것을 보여줍니다. 이러한 높은 경각심은 방역에 긍정적인 역할을 하지만, 동시에 타인에 대한 과도한 의식으로 이어지기도 합니다. 시간이 흐를수록 감염의 책임을 환경이 아닌 개인의 탓으로 돌리는 경향이 강해지고 있습니다. 질병의 책임을 개인에게 강조할수록 비난과 사회적 격리가 심화될 위험이 있으며, 이는 공동체의 결속을 해칠 수 있습니다. 특히 20대와 30대 사이에서는 감염 여부를 노력보다 운에 맡기는 수동적인 태도가 나타나기도 하는데, 이는 방역 수칙 실천율을 낮추는 원인이 됩니다. 공중보건학적으로는 이러한 부정적인 신념을 낮추고 긍정적인 행동을 유도하는 세밀한 접근이 필요합니다. 코로나19는 우리 모두에게 스트레스를 주지만 그 영향은 결코 평등하지 않습니다. 일상이 마모된 주부, 자영업자, 저소득층은 일반인에 비해 회복력이 현저히 떨어져 있으며, 방역 최전선의 의료진과 대응팀 또한 트라우마 수준의 스트레스를 겪고 있습니다. 이들은 스스로의 힘만으로는 일상으로 복귀하기 어렵기에 사회적 연대를 통한 체계적인 지원이 절실합니다. 상대적으로 더 취약한 계층을 찾아내고 사회적 자본을 확충하는 것이 장기전의 핵심 과제입니다. 한국의 방역은 국가와 국민 사이의 높은 수직적 신뢰를 바탕으로 성공적인 성과를 거두었습니다. 하지만 장기전으로 접어든 지금, 우리에게 필요한 것은 시민들 사이의 수평적 신뢰입니다. 초기에는 외부 집단을 향했던 비난이 이제는 자가격리 위반자나 내 이웃 등 내부로 향하며 공동체의 결속을 위협하고 있습니다. 확진 그 자체보다 비난받는 것을 더 두려워하는 사회적 분위기는 오히려 방역의 사각지대를 만들고 연대를 약화시킬 수 있음을 경계해야 합니다. 위기를 완전히 종식하기 어렵다면, 우리는 서로 다른 계층의 안녕감을 공평하게 보살피는 전략을 세워야 합니다. 과학적 정보를 공공의 자산으로 다루고, 취약계층도 쉽게 접근할 수 있는 소통 환경을 조성해야 합니다. 지금의 높은 정치적 효능감과 시민 의식을 바탕으로, 나보다 더 어려운 이웃을 살피고 구조적인 취약함을 해결하려는 목소리를 내야 합니다. 코로나19는 우리 사회의 연대와 공감을 시험하는 동시에 새로운 도약의 기회가 될 것입니다.

유명순

카오스재단코로나19 과학토크

생명과학

[코로나 인터뷰] 박종화_ 한국사람이 코로나19에 좀더 저항성이 있다?!

게놈은 우리 몸을 구성하는 유전 정보의 총합이자 생명의 설계도와 같습니다. 바이러스부터 인간에 이르기까지 모든 생명체는 고유한 유전 정보 덩어리를 가지고 있으며, 이를 해독하는 과정은 DNA나 RNA를 추출하여 염기 서열을 읽어내는 것에서 시작됩니다. 특히 바이러스의 경우 생명체 여부에 대한 논란이 있으나, 생명의 핵심 특징인 유전 정보를 담고 있다는 점에서 일종의 생명체로 간주할 수 있습니다. 현대 과학은 이러한 유전 정보를 해독하는 단계를 넘어 인공적으로 합성된 DNA까지 분석할 수 있는 수준에 도달했습니다. 염기 서열 그 자체가 생명의 본질이며, 이를 연구하는 것은 생명 현상을 이해하는 가장 근본적인 방법입니다. 팬데믹 상황에서 바이러스의 전파력과 치사율은 대개 반비례하는 경향을 보입니다. 바이러스가 생존하며 널리 퍼지기 위해서는 숙주를 너무 빨리 죽이지 않으면서도 적절한 전파력을 유지해야 하는 일종의 균형이 필요하기 때문입니다. 최근 연구에 따르면 코로나19에 대한 감염 양상은 인종이나 개인의 유전적 차이에 따라 다르게 나타날 수 있다는 사실이 밝혀지고 있습니다. 특히 한국인 수천 명의 게놈 데이터를 분석한 결과, 특정 유전적 요인이 바이러스에 대한 저항성에 기여할 가능성이 제기되었습니다. 이는 유전 정보가 질병의 확산과 대응 방식에 얼마나 중요한 영향을 미치는지 잘 보여주는 사례라고 할 수 있습니다. 게놈 분석 전문가가 되기 위해서는 두 가지 핵심적인 역량이 필요합니다. 첫 번째는 방대한 유전 정보를 다룰 수 있는 컴퓨터 프로그래밍 능력입니다. 게놈은 거대한 정보의 흐름이기에 이를 효율적으로 분석하기 위한 기술적 토대가 필수적입니다. 두 번째는 암 정복이나 노화 방지와 같이 해결하고자 하는 절실하고 구체적인 목표 의식입니다. 생물학적 지식과 프로그래밍 능력이 결합될 때 비로소 복잡한 게놈 데이터를 유의미한 가치로 전환할 수 있습니다. 인류가 직면한 난제들을 해결하기 위해 게놈을 연구하는 과정은 학문적인 성취를 넘어 세상에서 가장 흥미롭고 보람찬 일 중 하나가 될 것입니다.

박종화

카오스재단코로나19 과학토크

생명과학

[코로나 인터뷰] 이현숙_ 전대미문의 코로나19, 분야를 불문하고 다함께 연구해야

현재 우리가 마주한 팬데믹은 인류 역사상 그 누구도 생애 동안 겪어보지 못한 거대한 위기입니다. 미국의 질병통제예방센터조차 직접적인 경험이 부족할 정도로 이 재난은 미지의 영역에 속해 있습니다. 이러한 상황에서 개별적인 연구자의 힘만으로는 한계가 명확하기에, 각 분야의 전문가들이 한데 모여 지혜를 나누는 것이 무엇보다 중요합니다. 국가적 경계를 넘어 인류 전체가 직면한 공동의 문제를 해결하기 위해, 학문적 전문성을 결합하고 융합 연구를 진행해야 할 시점입니다. 백신이나 치료제가 부재한 상황에서 사회적 의사결정을 내리는 일은 매우 복잡하고 어렵습니다. 비행 편수를 조절하거나 학교 문을 여는 시점을 결정하는 등 일상의 지속성을 확보하기 위한 모든 선택은 철저하게 데이터에 근거해야 합니다. 과학자로서 관찰한 초기 대응 과정에서는 과학적 합리성이 결여된 모습이 나타나기도 했습니다. 따라서 우리는 현재의 데이터를 면밀히 분석하고 통합하여, 감정에 치우치지 않는 객관적인 판단 기준을 마련함으로써 미래의 불확실성에 대비해야 합니다. 이번 사태는 인위적인 결합이 아닌, 자연스러운 융합 연구의 계기를 마련해 주었습니다. 바이러스의 특성을 규명하는 생명과학적 탐구부터 개발된 백신을 공공재로 다룰 것인지에 대한 사회과학적 논의까지, 모든 영역이 긴밀하게 연동되어 있기 때문입니다. 연구자들이 각자의 전문성을 바탕으로 십시일반 힘을 보태는 과정에서 기존의 경계는 허물어집니다. 이러한 협업은 단순히 연구 성과를 내는 것을 넘어, 우리 사회가 직면한 복합적인 난제들을 해결하는 새로운 융합 연구의 모델이 될 것입니다. 서울대학교를 기반으로 시작된 이번 연구팀은 특정 기관에 국한되지 않는 개방형 플랫폼을 지향합니다. 완성된 결과물을 일방적으로 발표하기보다는, 현재 알고 있는 전문 지식을 실시간으로 공유하고 나누는 마당을 만드는 것이 일차적인 목표입니다. 특히 시민들의 궁금증과 아이디어를 적극적으로 수용하여 연구의 방향성을 설정하고자 합니다. 대중과의 소통 채널을 넓힘으로써 연구자는 사회가 필요로 하는 질문을 발견하고, 시민은 과학적 근거에 기반한 지식을 얻는 선순환 구조를 구축할 것입니다. 대학은 모든 분야의 전문가가 모여 있는 지식의 보고로서, 전 지구적 재난 앞에서 막중한 책임을 가집니다. 이번 기회를 통해 대학은 단순히 학술적 성취에 머물지 않고, 인류의 안녕을 위한 공공 연구가 무엇인지 깊이 성찰하게 되었습니다. 전문가들의 분석 능력과 정보를 세상과 공유하여 사회 구성원들이 올바른 판단을 내릴 수 있도록 지원하는 것이 우리의 핵심적인 역할입니다. 앞으로도 이러한 공공 연구를 활성화하여 재난에 강한 사회를 만드는 데 기여하고, 인류가 나아갈 올바른 방향을 제시하고자 합니다.

이현숙

카오스재단코로나19 과학토크

생명과학

데이터 기반 코로나19 연구팀

17세기 영국에서는 감염병으로 누군가 목숨을 잃을 때마다 마을 교회의 조종을 울려 그 죽음을 알렸습니다. 당시 시인이자 목사였던 존 던은 이러한 광경을 보며 인간 존재의 본질을 깊이 통찰했습니다. 그는 인간을 결코 홀로 존재하는 섬이 아닌, 거대한 대륙의 일부분이자 인류라는 전체의 조각으로 정의했습니다. 타인의 죽음이 단순히 남의 일이 아니라 우리 모두가 긴밀하게 연결되어 있다는 사실을 강조한 그의 철학은, 고립된 개인이 아닌 공동체의 소중함을 일깨워 주는 중요한 메시지를 던집니다. 미국의 대문호 헤밍웨이는 존 던의 시구에서 영감을 얻어 전쟁의 참혹함을 고발하는 소설을 집필했습니다. 그에게 전쟁은 인류 전체를 향해 울리는 비극적인 조종과도 같았습니다. 그로부터 세월이 흘러 오늘날 우리는 코로나19라는 거대한 팬데믹을 마주하고 있습니다. 이는 스페인 독감 이후 100년 만에 전 세계에 울려 퍼진 또 다른 경고의 신호입니다. 감염병의 확산은 우리가 서로 분리된 존재가 아님을 다시금 깨닫게 하며, 현대 사회에서 새로운 형태의 각성과 연대가 필요함을 강력하게 시사하고 있습니다. 포스트 코로나 시대를 맞이하여 우리는 데이터와 과학적 분석에 기반한 정확한 정보의 중요성을 절감하고 있습니다. 감염병은 단순히 신체적인 질병을 넘어 우리 사회의 연결망을 위협하기에, 이를 극복하기 위해서는 의학과 보건뿐만 아니라 수학, 철학, 사회학 등 다양한 분야의 지혜를 모아야 합니다. 다학제적 연구를 통해 도출된 정확한 지식은 불확실한 미래를 헤쳐 나갈 이정표가 될 것입니다. 과학적 통찰을 바탕으로 한 협력은 우리가 다시금 건강한 공동체로 나아가는 데 있어 가장 강력한 무기가 될 것입니다.

카오스재단코로나19 과학토크

생명과학

[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

[강연] 엔트로피: 티끌 모아 태산을 이해하는 법 _ by김범준｜2019 가을 강연 '도대체 都大體' | 3강

고전 역학이 개별 입자의 미래를 예측하는 결정론적 세계관을 가졌다면, 통계 물리학은 수많은 입자가 만들어내는 거시적인 상태에 주목합니다. 강연장에 가득한 산소 분자 하나하나의 위치를 쫓는 대신, 전체가 만들어내는 온도와 압력이라는 통계적 특성을 이해하려는 시도입니다. 이는 마치 수많은 티끌을 모아 거대한 태산의 형상을 파악하는 것과 같습니다. 개별적인 움직임은 예측할 수 없더라도, 전체가 보여주는 확률적인 흐름은 명확한 물리 법칙으로 설명될 수 있기 때문입니다. 거시 상태와 미시 상태의 개념은 윷놀이나 동전 던지기로 쉽게 이해할 수 있습니다. '도'라는 거시 상태를 만드는 미시적 경우의 수는 네 가지이지만, 모든 동전이 앞면인 상태는 단 한 가지뿐입니다. 통계 물리학의 근본 가정에 따르면, 특별한 이유가 없는 한 모든 미시 상태는 동일한 확률로 발생합니다. 따라서 우리는 자연스럽게 더 많은 미시 상태를 포함하는 거시 상태를 목격하게 됩니다. 이것이 바로 질서 정연한 상태보다 무질서하게 뒤섞인 상태가 우리 주변에서 훨씬 더 흔하게 발견되는 근본적인 이유입니다. 엔트로피 증가의 법칙은 결국 '일어날 확률이 압도적으로 높은 사건이 일어난다'는 자명한 원리입니다. 동전 1,000개를 흔들었을 때 모두 앞면이 나올 확률은 우주의 모든 원자 수보다 적은 횟수의 시도로는 불가능에 가깝습니다. 반면 앞면과 뒷면이 절반씩 섞인 상태는 수많은 경우의 수를 가집니다. 이처럼 고립계에서 엔트로피는 항상 증가하는 방향으로 흐르며, 이는 단순히 섞이는 것이 더 확률적으로 유리하기 때문입니다. 아인슈타인이 이 법칙을 과학의 최고 지위로 꼽은 이유도 그 자명함에 있습니다. 루트비히 볼츠만은 미시 상태 수와 거시적 엔트로피 사이의 관계를 수학적으로 정립한 인물입니다. 그는 엔트로피가 미시 상태 수의 로그함수에 비례한다는 사실을 밝혀냈으며, 이는 그의 묘비에도 새겨질 만큼 위대한 업적이었습니다. 이 식은 직접 측정하기 어려운 미시적 정보와 우리가 체감하는 거시적 물리량을 연결하는 가교 역할을 합니다. 볼츠만의 공식 덕분에 물리학자들은 보이지 않는 입자들의 무질서도를 수치화하고, 이를 바탕으로 현대 통계 물리학의 견고한 토대를 쌓아 올릴 수 있었습니다. 뉴턴의 운동 법칙은 시간을 거꾸로 돌려도 수식상 아무런 문제가 없지만, 우리가 사는 거시 세계는 분명한 시간의 방향성을 가집니다. 잉크가 물속으로 퍼지는 현상은 자연스럽지만, 퍼진 잉크가 다시 한 방울로 모이는 일은 결코 일어나지 않습니다. 이러한 비가역성은 엔트로피가 증가하는 방향이 곧 시간의 화살표임을 시사합니다. 확률적으로 거의 불가능한 사건은 현실에서 일어나지 않는다는 원칙이 우리에게 과거와 미래를 구분하는 기준을 제시하며, 우주가 평형 상태를 향해 나아가는 경로를 보여줍니다. 자연스러운 변화의 방향은 단순히 엔트로피 증가만으로 결정되지 않습니다. 에너지가 낮아지려는 경향과 엔트로피가 높아지려는 경향이 서로 경쟁하며, 물리학자들은 이를 '자유 에너지'라는 개념으로 통합하여 설명합니다. 온도가 낮을 때는 에너지가 낮은 상태인 얼음이 안정적이지만, 온도가 높아지면 엔트로피가 큰 기체 상태가 더 낮은 자유 에너지를 가집니다. 결국 자연은 자유 에너지가 최소가 되는 지점을 향해 스스로를 조절하며, 이를 통해 우리는 물질의 상태 변화와 같은 복잡한 현상을 일관된 논리로 이해할 수 있습니다. 생명체는 엔트로피 증가의 법칙을 거스르는 것처럼 보이지만, 사실 외부와 끊임없이 에너지와 정보를 교환하는 열린계이기에 존재가 가능합니다. 우리는 음식을 섭취하고 정보를 습득함으로써 국소적으로 자신의 엔트로피를 낮추며 질서를 유지합니다. 현대 물리학은 여기서 더 나아가 정보 자체가 물리적 실체이며, 정보를 지우는 과정에서 열이 발생한다는 사실을 밝혀냈습니다. 생명은 고립된 섬이 아니라 주변 환경과 상호작용하며 자유 에너지를 관리하는 존재이며, 이러한 연결성이야말로 우주 속에서 질서를 꽃피우는 핵심입니다.

김범준

카오스재단카오스강연

물리학

[카오스 술술과학] 다중우주 (9) : 시뮬레이션 다중우주 & 궁극적 다중우주

우리가 살고 있는 이 거대한 우주가 사실은 고도로 발달한 문명이 만들어낸 정교한 컴퓨터 시뮬레이션일지도 모른다는 가설은 더 이상 공상과학 영화만의 전유물이 아닙니다. 현대 물리학과 정보이론의 발전은 우리가 인지하는 현실의 근간이 디지털 정보로 이루어져 있을 가능성을 진지하게 탐구하게 만들었습니다. 만약 우주가 시뮬레이션이라면, 이는 우리가 관측하는 물리법칙들이 사실은 프로그래밍된 코드의 결과물일 수 있음을 시사하며, 존재의 본질에 대한 근본적인 의문을 던집니다. 우주의 수학적 구조는 시뮬레이션 가설을 뒷받침하는 강력한 근거 중 하나로 거론됩니다. 자연계의 복잡한 현상들이 단순한 수학공식으로 설명되고, 양자역학의 불확정성이나 플랑크 길이와 같은 최소 단위의 존재는 마치 디지털 게임의 픽셀이나 연산 최적화 과정을 연상시킵니다. 관찰자가 존재할 때만 상태가 결정되는 양자중첩 현상은 자원의 효율적 사용을 위한 렌더링 방식과 유사하다는 해석도 존재하며, 이는 우주의 정보론적 기원에 힘을 실어줍니다. 시뮬레이션 가설은 필연적으로 다중우주 개념으로 확장됩니다. 하나의 문명이 시뮬레이션을 구동할 수 있다면, 수많은 하위 시뮬레이션을 동시에 실행하거나 서로 다른 변수를 가진 독립적인 우주들을 생성하는 것도 가능하기 때문입니다. 이러한 관점에서 볼 때, 우리가 속한 우주는 거대한 연산장치 속에서 실행되는 무수한 시나리오 중 하나에 불과할 수 있습니다. 이는 우주의 기원과 목적을 이해하는 방식에 있어 기존의 패러다임을 완전히 뒤바꾸는 혁신적인 시각을 제공합니다. 기술적 특이점에 도달한 문명은 행성 전체의 에너지를 활용하여 우주 규모의 시뮬레이션을 수행할 능력을 갖추게 될 것입니다. 인공지능과 컴퓨팅 파워의 기하급수적인 성장은 언젠가 의식을 가진 존재들이 거주하는 가상 세계를 창조하는 시점으로 우리를 인도할지도 모른마. 만약 인류가 미래에 그러한 시뮬레이션을 만들 수 있다면, 통계적으로 볼 때 우리 역시 이미 누군가에 의해 만들어진 시뮬레이션 속에서 살고 있을 확률이 압도적으로 높다는 논리가 성립하게 됩니다. 결국 시뮬레이션 다중우주론은 우리에게 현실이란 무엇인가라는 철학적 질문을 다시금 상기시킵니다. 설령 우리가 시뮬레이션 속의 존재라 할지라도, 우리가 느끼는 감정과 탐구하는 지식, 그리고 타인과 나누는 교감의 가치가 훼손되는 것은 아닙니다. 오히려 우주의 구조를 이해하려는 우리의 노력은 그 자체로 시뮬레이션의 한계를 넘어서려는 지적 생명체의 숭고한 도전이라 할 수 있습니다. 우리는 이 거대한 연산의 결과물 안에서 자신만의 의미를 찾아가는 여정을 계속하고 있습니다.

카오스재단'다중우주'시리즈

천문학

[카오스 술술과학] 다중우주 (8) : 홀로그램 다중우주

홀로그램은 '전체'를 뜻하는 '홀로'와 '정보'를 뜻하는 '그램'의 합성어로, 3차원 영상을 재현하는 데 필요한 모든 정보를 2차원 평면에 담아내는 기술을 의미합니다. 우리의 뇌는 두 눈이 포착하는 미세한 시각적 차이를 입체로 인식하지만, 홀로그램은 레이저의 간섭 현상을 이용해 물체의 완전한 정보를 기록합니다. 여기서 가장 핵심적인 통찰은 2차원의 정보가 3차원의 실체를 완벽하게 구현할 수 있다는 사실입니다. 이러한 원리는 단순한 영상 기술을 넘어 우리가 발을 딛고 서 있는 우주의 근본적인 구조를 이해하는 중요한 열쇠가 되며, 보이지 않는 차원의 비밀을 풀어낼 단서를 제공합니다. 우주에서 가장 신비로운 천체인 블랙홀은 홀로그램 우주론의 출발점이 됩니다. 블랙홀의 경계면인 '사건의 지평선'은 한 번 들어가면 빛조차 빠져나올 수 없는 2차원 구면으로 정의됩니다. 과거 과학자들은 블랙홀이 모든 것을 삼키기만 한다면 우주의 무질서도인 엔트로피가 감소하여 열역학 제2법칙이 깨질 것이라고 우려했습니다. 하지만 스티븐 호킹과 제이콥 베켄슈타인은 블랙홀에서도 미세한 복사가 방출된다는 사실을 수학적으로 증명해냈습니다. 이는 블랙홀이 정보를 단순히 없애는 것이 아니라, 그 표면에 정보를 보존하고 있음을 암시하는 물리학계의 획기적인 발견이었습니다. 블랙홀로 떨어지는 관찰자와 이를 밖에서 지켜보는 동료의 시선은 서로 완전히 다르게 나타납니다. 자유낙하 하는 당사자에게는 아무런 물리적 변화가 느껴지지 않지만, 외부 관찰자에게는 그가 사건의 지평선에서 뜨거운 열기에 의해 정보의 형태로 흩어지는 것처럼 보입니다. 이처럼 서로 다른 두 관점이 모두 옳다는 '이중성'은 우주의 정보가 결코 사라지지 않고 보존된다는 사실을 뒷받침합니다. 블랙홀이 삼킨 모든 정보는 내부의 부피가 아니라 겉면인 사건의 지평선 면적에 비례하여 기록됩니다. 즉, 블랙홀의 본질은 그 내부가 아닌 겉모습에 담겨 있는 셈이며 이는 우주의 정보 저장 방식을 시사합니다. 레너드 서스킨드는 이 원리를 확장하여 홀로그램 우주라는 개념을 제안했습니다. 어떤 공간 내부에서 일어나는 모든 물리적 현상은 그 영역의 경계면에 저장된 정보로 완벽하게 설명될 수 있다는 것입니다. 이는 4차원 시공간의 양자 장 이론이 10차원 시공간의 끈 이론과 수학적으로 연결될 수 있음을 의미합니다. 우주의 경계에 기록된 정보를 해석하면 우주 내부의 복잡한 움직임을 재현할 수 있다는 이중성은 현대 물리학의 거대한 두 기둥을 하나로 묶어주는 가교 역할을 합니다. 우리가 경험하는 3차원 현실은 어쩌면 2차원 경계의 투영일지도 모른다는 가설은 우주를 보는 관점을 근본적으로 바꿉니다. 플라톤은 동굴 벽에 비친 그림자가 아닌 실체를 보라고 가르쳤지만, 홀로그램 우주론은 오히려 그림자가 실체적 정보를 담고 있는 근원이라고 말합니다. 존 휠러는 물질과 빛보다 더 근본적인 실체가 바로 '정보'라고 주장하며 이를 '만물은 비트로부터(It from Bit)'라고 표현했습니다. 우주는 매 순간 정보를 계산하고 처리하는 거대한 장치와 같으며, 존재가 정보를 만드는 것이 아니라 정보가 존재의 기원이 됩니다. 우리가 인식하는 입체적인 세계는 결국 우주의 경계에 새겨진 방대한 정보가 만들어낸 정교한 환상일 수 있다는 점이 이 이론의 가장 심오한 결론입니다. 정보가 곧 존재의 뿌리라는 사실은 우주의 기원을 다시 생각하게 합니다.

카오스재단'다중우주'시리즈

천문학

[강연] 물리 어벤져스 | 강연자 토론 _고재현, 김범준, 김상욱 | 2018 여름 카오스 마스터 클래스 '물리'

현대 물리학의 궁극적인 지향점 중 하나는 자연계에 존재하는 네 가지 힘을 하나의 원리로 설명하는 '모든 것의 이론(TOE)'을 완성하는 것입니다. 하지만 물리학자들이 이 이론을 손에 넣는다고 해서 세상의 모든 현상을 즉각적으로 이해할 수 있는 것은 아닙니다. 우주를 구성하는 기본 입자와 그들 사이의 규칙을 아는 것은 문학 작품을 구성하는 알파벳과 문법을 익히는 것과 같습니다. 문법을 안다고 해서 셰익스피어의 희곡을 저절로 쓸 수 없듯이, 기초 법칙만으로 생명이나 사회 현상 같은 복잡한 층위의 의미를 다 설명하기에는 근본적인 한계가 존재합니다. 양자 컴퓨터는 최근 과학계와 산업계에서 가장 뜨거운 화두 중 하나이지만, 현재의 기대감에는 다소 거품이 섞여 있다는 냉철한 시각도 필요합니다. 이론적으로 양자 알고리즘은 특정 작업에서 기존 컴퓨터를 압도하는 성능을 보여줄 수 있으나, 이를 실제로 구현하는 과정에는 극저온과 진공 상태 유지라는 가혹한 기술적 장벽이 존재합니다. 현재는 범용 컴퓨터로서의 상용화보다는 기본적인 연산이 가능한 큐비트 칩을 개발하고 검증하는 초기 단계에 머물러 있습니다. 따라서 기술적 가능성에 대한 낙관과 함께 현실적인 한계를 직시하는 균형 잡힌 시각이 중요합니다. 한국의 주력 산업인 디스플레이와 반도체 분야에서 물리학은 기술 격차를 유지하는 핵심적인 역할을 수행합니다. LCD 시장이 이미 포화 상태에 이른 상황에서 OLED와 마이크로 LED 같은 차세대 기술은 빛의 스펙트럼을 정교하게 제어하는 물리학적 원리에 기반하고 있습니다. 특히 색의 순도를 높여 선명한 화질을 구현하는 퀀텀닷 기술은 나노 세계의 물리 법칙을 산업에 응용한 대표적인 사례입니다. 메모리 반도체의 집적도를 높이는 공정 기술 역시 물리학적 이해가 필수적이며, 이는 국가 경쟁력을 좌우하는 중요한 먹거리 산업의 토대가 됩니다. 물리학자를 꿈꾸는 학생들에게 가장 필요한 덕목은 세상에 대한 호기심과 이를 끝까지 파고드는 근성입니다. 교과서에 담긴 지식은 수백 년간의 탐구 결과물일 뿐이며, 진정한 과학적 사고는 일상의 사소한 현상에서도 '왜'라는 질문을 던지는 것에서 시작됩니다. 물리학의 언어인 수학은 도구로서 중요하지만, 고등학교 수준의 기초를 탄탄히 다지는 것만으로도 충분합니다. 중요한 것은 정해진 답을 찾는 선행 학습이 아니라, 실험적 장벽이나 이론적 난관에 부딪혔을 때 엉덩이가 짓무를 정도로 앉아 고민할 수 있는 끈기 있는 태도입니다. 과학에서 이론과 법칙은 신뢰도의 차이라기보다 자연을 묘사하는 틀의 성격에 가깝습니다. 뉴턴의 운동 법칙이 상대성 이론에 의해 보완되었듯이, 물리학의 법칙은 100% 완결된 진리라기보다 현재의 기술로 검증 가능한 최선의 설명입니다. 물리학자들은 실험적 증거가 쌓일수록 이론의 신뢰도를 99.9%에서 99.99%로 높여가는 과정을 반복합니다. 이러한 혹독한 검증 과정을 거치며 이론은 더욱 견고해지며, 때로는 기존의 틀을 깨는 새로운 발견을 통해 우주에 대한 우리의 이해는 한 층 더 깊어지게 됩니다. 물리학에서 정의하는 정보는 일상적인 의미와 달리 확률 분포를 정량화한 매우 건조한 개념입니다. 이는 엔트로피와 밀접하게 연결되어 있으며, 시스템의 무지나 복잡성을 나타내는 척도로 사용됩니다. 하지만 양자역학적 관점에서 정보는 측정 주체와 대상 사이의 상호 관계를 의미하기도 합니다. 우리가 대상을 측정하여 정보를 얻는 행위는 두 시스템 사이에 관계가 형성되는 과정이며, 이는 우주의 본질이 개별적인 입자들의 집합이 아니라 그들 사이의 얽힘과 상호작용으로 이루어져 있음을 시사합니다. 암흑 물질과 암흑 에너지, 비평형 통계역학처럼 물리학에는 여전히 인류가 답하지 못한 거대한 미제들이 산적해 있습니다. 이러한 미지의 영역은 다음 세대 과학자들이 도전해야 할 과제이며, 이를 위해 기초 과학에 대한 사회적 관심과 안정적인 연구 환경 조성이 필수적입니다. 물리학은 단순히 물질의 법칙을 찾는 학문을 넘어, 세상을 객관적이고 합리적으로 바라보는 사고방식을 제공합니다. 모든 시민이 물리학자가 될 필요는 없지만, 과학적 사고를 통해 사회 문제를 논리적으로 판단하는 힘을 기르는 것은 성숙한 민주주의를 위한 밑거름이 됩니다.

고재현, 김범준, 김상욱

카오스재단마스터클래스

물리학

[강연] 에너지와 엔트로피: 세상은 무엇으로 굴러갈까? _ by김성근｜ 2018 가을 카오스 강연 '화학의 미스터리, CheMystery' 1강 | 1강 ①

화학은 우리 주변에서 일어나는 모든 변화를 다루는 아주 중요한 학문입니다. 많은 이들이 화학을 어렵고 복잡하게 느끼지만, 사실 그 이면에는 오묘하고 흥미로운 미스터리가 가득 숨겨져 있습니다. 물질의 구조가 기능을 결정하고, 그 구조를 인위적으로 설계하여 만들어내는 과정은 마치 건축가가 정교한 집을 짓는 것과 같습니다. 이러한 변화를 이해하는 것은 세상을 구성하는 근본적인 원리를 깨닫고 우리 삶을 풍요롭게 만드는 첫걸음이 됩니다. 모든 화학적 변화를 일으키는 근본적인 동력은 바로 에너지입니다. 에너지는 물질의 상태를 바꾸고 물리적, 화학적 변화를 유도하는 핵심 요소입니다. 특히 화학 결합 내부에 잠재적으로 저장된 에너지를 엔탈피라고 부르는데, 이는 자극을 주면 언제든 밖으로 뿜어져 나올 준비가 된 에너지입니다. 대부분의 반응은 에너지 장벽을 넘어야 일어나며, 이 과정을 통해 에너지는 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐르며 안정한 상태를 찾아갑니다. 화학의 진정한 가치는 단순히 자연을 관찰하는 데 그치지 않고 새로운 물질을 만들어내는 합성에 있습니다. 예를 들어 강력한 항암제인 택솔은 원래 희귀한 나무에서 추출했으나, 화학자들의 노력을 통해 인공적으로 합성할 수 있게 되었습니다. 이는 자연을 훼손하지 않으면서도 인류에게 필요한 솔루션을 제공하는 화학의 힘을 보여줍니다. 유기화학자는 복잡한 분자를 설계하고 조립하는 분자 건축가로서 세상에 없던 새로운 가치를 창조합니다. 우리가 일상에서 접하는 물질들은 상상할 수 없을 만큼 무수히 많은 분자로 이루어져 있습니다. 눈물 한 방울에 담긴 물 분자의 개수는 약 10의 21승 개에 달하며, 이를 전 인류가 밤낮없이 센다고 해도 수만 년이 걸릴 정도입니다. 이처럼 거대한 숫자의 입자를 다루기 때문에 화학은 개별 원자의 움직임을 넘어 통계적인 관점에서 접근해야 합니다. 이러한 인식의 격차를 이해할 때 비로소 거시적인 화학 현상의 본질에 다가갈 수 있습니다. 자연계의 변화에는 일정한 방향성이 존재하는데, 이를 설명하는 개념이 바로 엔트로피입니다. 향수 냄새가 방 안으로 퍼지거나 잉크가 물속에서 확산하는 현상은 에너지가 보존됨에도 불구하고 결코 스스로 되돌아오지 않습니다. 이는 자연이 어떤 의지를 가진 것이 아니라 순전히 확률의 게임이기 때문입니다. 무질서도가 증가하는 방향, 즉 경우의 수가 가장 많은 상태로 나아가는 것이 우주의 자연스러운 흐름이며 이를 열역학 제2법칙이라 합니다. 루트비히 볼츠만은 엔트로피를 통계적으로 정의하며 비가역성의 원리를 규명했습니다. 입자의 개수가 무수히 많아지면 특정 상태로 다시 돌아올 확률은 수학적으로는 존재할지 몰라도 현실적으로는 0에 수렴하게 됩니다. 공기 입자들이 우연히 방 한구석으로 몰려 우리가 숨을 쉬지 못하게 될 확률이 없는 이유도 바로 여기에 있습니다. 이러한 통계적 필연성은 시간이 한 방향으로만 흐르는 '시간의 화살'을 만들어내며 거시 세계의 질서를 유지합니다. 생명체는 엔트로피가 증가하는 우주의 흐름 속에서 질서를 유지하는 독특한 존재입니다. 우리는 외부로부터 에너지를 섭취하고 대사 과정을 거침으로써 내부의 무질서도를 낮추고 정교한 구조를 유지합니다. 이는 열역학 법칙에 위배되는 것이 아니라, 우주 전체의 엔트로피를 증가시키는 대가로 국소적인 질서를 창조하는 과정입니다. 결국 에너지와 엔트로피를 이해하는 것은 생명의 탄생과 우주의 운명을 관통하는 거대한 미스터리를 푸는 열쇠가 됩니다.

김성근, 성재영

카오스재단카오스강연

화학

[강연] 모든 것들의 이론 by정하웅 | 2018 여름 카오스 콘서트 '수학과 과학 42' 3부 | 3부

물리학은 사전적으로 세상 만물의 이치를 탐구하는 학문입니다. 많은 이들이 물리를 어렵고 지루한 공식의 나열로 오해하곤 하지만, 사실 우리 주변의 모든 현상을 설명하는 가장 흥미로운 도구입니다. 아인슈타인이나 뉴턴 같은 위대한 과학자들이 모두 물리학자였다는 사실은 이 학문이 인류 지성사에서 차지하는 무게를 잘 보여줍니다. 물리는 단순히 수식을 푸는 것이 아니라, 우리가 발을 딛고 서 있는 이 세계의 근본적인 작동 원리를 이해하려는 노력의 산물입니다. 21세기는 흔히 '복잡성의 시대'라고 불립니다. 과거의 과학이 개별 요소의 성질을 밝히는 데 집중했다면, 이제는 수많은 구성 요소가 얽혀 만들어내는 거대한 시스템인 '복잡계'에 주목해야 합니다. 복잡계는 완전한 질서와 완전한 무질서 사이의 애매한 영역에 위치하며, 구성 요소들의 단순한 합으로는 설명할 수 없는 예상치 못한 성질을 나타냅니다. 이러한 복잡계 과학은 사회, 경제, 생명 현상 등 우리가 직면한 수많은 난제를 풀 수 있는 새로운 패러다임을 제시합니다. 복잡계의 핵심은 '연결'에 있습니다. 메트로놈들이 바닥의 진동을 통해 서로의 박자를 맞춰가는 동기화 현상이나, 수만 마리의 새들이 거대한 군무를 이루며 일사불란하게 움직이는 모습은 연결이 만들어내는 경이로운 결과물입니다. 개별 요소들은 아주 단순한 규칙에 따라 움직일 뿐이지만, 이들이 서로 연결되어 상호작용할 때 전체 시스템은 스스로 조직화된 질서를 찾아갑니다. 이러한 자연의 원리는 인간 사회의 소문이나 전염병이 확산되는 방식과도 깊은 연관이 있습니다. 인간관계 역시 거대한 네트워크를 형성하고 있습니다. '6단계 분리' 이론에 따르면 지구상의 어떤 person이라도 대여섯 명만 거치면 서로 연결될 수 있을 만큼 세상은 좁습니다. 이러한 촘촘한 연결망은 정보의 빠른 공유를 가능하게 하지만, 동시에 예상치 못한 연쇄 반응을 일으키기도 합니다. 복잡하게 얽힌 생태계에서 특정 포식자를 제거했을 때 오히려 전체 생태계가 교란되는 사례처럼, 연결된 시스템에서는 1차원적인 사고만으로는 해결할 수 없는 다층적인 문제들이 발생하곤 합니다. 교통 체증 문제에서도 복잡계의 독특한 특성이 나타납니다. 도로를 넓히거나 새로운 다리를 건설하는 것이 오히려 교통 흐름을 악화시킨다는 '브래스의 역설'이 대표적인 예입니다. 이는 개개인이 자신의 이익만을 위해 최선의 경로를 선택하는 이기심이 전체 시스템의 효율성을 떨어뜨리기 때문입니다. 도시라는 거대한 복잡계는 인구당 탄소 배출량 면에서는 효율적일 수 있지만, 교통과 환경 등 수많은 문제가 얽혀 있어 이를 해결하기 위해서는 시스템 전체를 조망하는 혜안이 필요합니다. 현대 사회의 데이터 범람은 우리에게 새로운 기회와 위협을 동시에 제공합니다. 스마트폰의 GPS 정보와 웹 활동 기록은 우리의 일거수일투족을 예측 가능한 데이터로 변환시킵니다. 이러한 데이터는 효율적인 사회 운영에 도움을 줄 수 있지만, 동시에 완벽한 감시와 통제의 도구가 될 위험성도 내포하고 있습니다. 프라이버시가 사라진 사회에서는 새로운 변화를 시도하려는 동력이 억제될 수밖에 없으며, 이는 결국 사회 전체의 진화와 발전을 가로막는 치명적인 결과를 초래할 수 있습니다. 인류가 직면한 기후 변화, 전쟁, 질병과 같은 글로벌 이슈들은 서로 독립된 문제가 아니라 촘촘하게 연결된 복잡계의 산물입니다. 따라서 근시안적인 사고로 눈앞의 나무만 보아서는 결코 근본적인 해결책을 찾을 수 없습니다. 이제는 전체적인 숲을 바라보는 복잡계적인 사고방식이 절실히 요구되는 시점입니다. 물리학을 바탕으로 한 이러한 통합적 시각은 단순히 지식을 습득하는 것을 넘어, 급변하는 미래 사회에서 인류가 지속 가능한 생존을 이어가기 위한 필수적인 나침반이 될 것입니다.

정하웅

카오스재단카오스콘서트

물리학

[석학인터뷰] 고재현 ─ 빛을 공부하는 이유 | 2018 카오스 마스터클래스 '물리'

하늘을 올려다보면 태양과 빛이 만들어내는 보석 같은 현상들을 마주하게 됩니다. 무지개나 햇무리, 구름이 오색빛으로 물드는 채운과 같은 아름다운 풍경 이면에는 빛의 마술이 숨어 있습니다. 이러한 현상을 과학적으로 탐구하는 분야가 바로 분광학입니다. 분광학은 빛을 파장이나 색깔별로 분류하여 그 안에 담긴 원자나 분자의 고유한 특성을 파악하는 학문입니다. 모든 원자와 분자는 자신만의 고유 진동수를 가지고 있으며, 분광학은 이를 통해 물질의 정체를 밝혀내는 중요한 열쇠가 됩니다. 분광학은 단순히 이론에 머물지 않고 우리 삶의 다양한 영역에서 광범위하게 활용되고 있습니다. 전통적으로는 수만 광년 떨어진 항성이나 은하를 구성하는 원소의 조성을 파악하는 데 필수적인 도구였습니다. 하지만 그 활용 범위는 우주에만 국한되지 않습니다. 현대 사회에서는 보이지 않는 미세한 증거를 포착하거나, 귀중한 예술 작품의 진위를 판별하는 정밀한 분석 도구로도 널리 쓰입니다. 이처럼 거대한 우주부터 미세한 사물까지 진실을 규명하는 과정은 분광학만이 가진 독보적인 매력입니다. 물리학의 역사에서 빛은 이론적 발전을 이끌어온 핵심적인 존재였습니다. 뉴턴의 고전 역학부터 아인슈타인의 상대성 이론, 그리고 미시 세계를 다루는 양자역학의 탄생에 이르기까지 빛의 속성은 언제나 연구의 중심에 있었습니다. 우주의 기원과 자연의 근원을 파헤치는 물리학은 결국 우리 존재의 이유를 찾아가는 과정이며, 빛은 그 길을 안내하는 가장 명확한 지표가 되어줍니다. 이러한 학문적 탐구는 우리가 세상을 바라보는 관점을 넓혀주고 깊은 통찰을 제공하며 삶을 풍요롭게 만듭니다.

고재현

카오스재단석학인터뷰

물리학

[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

카오스재단카오스강연

수학
융합

[강연] 게임이론 - 인간의 행동을 예측하다 (3) _ by한순구 | 2018 봄 카오스 강연 '모든 것의 수數다' 6강 | 6강 ③

경제학적 관점에서 용서는 단순히 마음이 착해서 베푸는 선행이 아니라, 갈등을 피하려는 심리에서 비롯된 선택일 수 있습니다. 상대방이 약속을 어겼을 때 매번 너그럽게 이해해 주는 '재협상'은 단기적으로는 평화로워 보이지만, 장기적으로는 원래의 약속을 무력화하는 결과를 초래합니다. 상대방이 잘못을 반복해도 결국 용서받을 것이라는 기대를 하게 만들기 때문입니다. 따라서 진정으로 상대방이 약속을 지키게 하려면, 때로는 엄격한 태도로 잘못을 지적하고 책임을 묻는 단호함이 필요합니다. 이는 인간관계의 신뢰를 유지하기 위한 전략적 선택이라 할 수 있습니다. 경매는 물건의 가치를 가장 높게 평가하는 사람을 찾아가는 과정이지만, 참여자 개인의 입장에서는 치열한 심리전이 벌어지는 장이기도 합니다. 자신이 느끼는 물건의 가치 그대로를 입찰가로 적어낸다면, 경매에서 이기더라도 얻는 이익은 사실상 영(0)이 됩니다. 지불한 비용과 얻은 가치가 동일하기 때문입니다. 그래서 사람들은 본능적으로 자신이 생각하는 가치보다 낮은 가격을 써내어 이익을 남기려 합니다. 하지만 너무 낮은 가격을 쓰면 낙찰 확률이 떨어지고, 너무 높게 쓰면 이익이 줄어드는 딜레마에 빠지게 됩니다. 사람들은 자신의 이익을 위해 진실을 숨기거나 왜곡하곤 합니다. 공공시설 건립이나 보상 문제에서 자신의 실제 필요보다 과장된 주장을 하는 것이 대표적인 사례입니다. 경제학에서는 이러한 정보의 비대칭성과 이기적 동기를 해결하기 위해 정교한 시스템을 연구합니다. 사회적으로 가장 효율적인 자원 배분을 위해서는 각 개인이 가진 가치 판단이 왜곡 없이 반영되어야 하기 때문입니다. 이는 단순히 도덕성에 호소하는 것이 아니라, 정직하게 행동하는 것이 스스로에게 가장 유리하도록 게임의 규칙을 만드는 과정이라 할 수 있습니다. 비크리 경매는 메커니즘 디자인의 정수를 보여줍니다. 이 방식에서는 가장 높은 가격을 쓴 사람이 낙찰받되, 실제 지불하는 금액은 두 번째로 높은 입찰가로 결정됩니다. 이렇게 하면 참여자들은 자신의 입찰가를 낮추거나 높여서 얻을 수 있는 이득이 사라지게 됩니다. 가격을 낮추면 낙찰 확률만 줄어들고, 가격을 높이면 자신의 가치보다 더 큰 비용을 지불할 위험만 커지기 때문입니다. 결국 사람들은 자신이 느끼는 가치 그대로를 정직하게 써내는 것이 최선의 전략임을 깨닫게 되며, 물건은 자연스럽게 가장 간절한 사람에게 돌아갑니다. 경제학은 단순히 숫자와 수식을 다루는 학문을 넘어, 인간의 삶과 선택을 설명하는 정교한 스토리텔링입니다. 물리학처럼 실험실에서 즉각적인 검증을 할 수는 없지만, 수십 년에 걸친 역사의 흐름과 데이터를 통해 이론의 타당성을 입증해 나갑니다. 백화점에서 쇼핑하는 개인의 선택부터 국가 간의 전략적 관계에 이르기까지, 우리 삶의 모든 순간에는 경제학적 원리가 숨어 있습니다. 수학이라는 도구를 빌려 인간의 복잡한 행동 양식을 명확하게 풀어내는 과정은, 결국 더 나은 사회를 만들기 위한 경제학자들의 끊임없는 노력의 산물이라 할 수 있습니다.

한순구

카오스재단카오스강연

수학
융합

[강연] 2014 카오스 콘서트 수학의 본질 - '수' (2) | 2강

우리가 살아가는 시간은 10에서 22까지의 숫자처럼 정해진 틀 안에서 움직이는 듯 보이지만, 그 이면에는 모델링할 수 없는 수많은 순간이 존재합니다. 인간은 자연스러운 존재로서 아주 먼 과거로부터 이어져 온 보이지 않는 손길을 느끼며 살아갑니다. 때로는 포목상처럼 세밀하게 삶의 결을 살피고, 주사위를 던지듯 불확실한 미래를 향해 용기 있게 나아가기도 합니다. 1년이라는 시간이 흐른 뒤 우리가 사랑하는 사람들과 사과나무 아래에서 나누는 대화는 단순한 일상을 넘어 존재의 깊은 의미를 확인하는 소중한 과정이 됩니다. 공동체 안에서 우리는 서로에게 길을 안내하며 성장을 돕는 동반자가 됩니다. 어머니에게 슈베르트의 음악을 가르치거나 소중한 가치를 다음 세대에게 전달하는 행위는 우리가 세상에 남겨둔 아름다운 유산과도 같습니다. 28가지의 편의 시설을 갖춘 현대 사회의 정확한 사실들은 우리 삶을 풍요롭고 편리하게 만들지만, 일반적인 사실로부터 도출되는 깊은 통찰이야말로 진정으로 지켜야 할 가치입니다. 우리는 매 순간 높은 수준의 도덕적 행동을 통해 스스로의 책임을 다하며 더 나은 사회를 만들기 위해 끊임없이 노력합니다. 세상의 책임자가 된다는 것은 단순히 앞장서는 것 이상의 무거운 의미를 지닙니다. 넓은 길 위에서 우리는 안드로이드의 여러 가지 이스터 에그(Easter Egg)를 마주하며 새로운 시대를 준비해야 합니다. 태양을 깊숙이 들여다보며 우주의 섭리를 배우려는 노력은 거대한 샴페인이 도착하는 순간처럼 환희에 찬 경험이 될 것입니다. 안식년의 변화나 동굴 속에서의 깊은 성찰은 아주 조금씩 우리를 위로 끌어올리는 원동력이 됩니다. 30톤에 달하는 삶의 무게를 견디고 이를 삶에 적용하는 법을 배우는 과정은 우리를 더욱 단단하게 만듭니다. 설령 기존의 문화가 사라진다 하더라도 인간 고유의 사고력은 아이들에게 전달되어 새로운 문명의 싹을 틔우게 됩니다. 보행자처럼 천천히 길을 걷다 보면 우리가 방금 끝낸 일들이 어떤 열매를 맺었는지 비로소 확인할 수 있습니다. 5명의 배우가 가까운 사이로 지내며 하나의 무대를 완성하듯, 우리 사회도 형제와 같은 유대감을 바탕으로 유기적으로 움직입니다. 비록 모바일 환경이 우리를 둘러싸고 소통의 방식을 바꾸어 놓았을지라도, 티켓을 들고 공연장을 찾는 마음처럼 직접적인 경험과 관찰은 여전히 대체 불가능한 가치를 지닙니다. 때로는 마약과 같은 파괴적인 유혹에서 완전히 벗어나 삶의 양쪽 측면을 균형 있게 즐길 줄 아는 지혜가 필요합니다. 몬하르딘 거리의 풍경이나 차랑고의 선율 뒤에 숨겨진 평온함을 찾는 과정은 인생이라는 거대한 리그에서 자신만의 세계를 조립해 나가는 것과 같습니다. 혼자 남겨진 직장에서의 고독을 견디거나 경멸적인 마음을 다스리며 스스로를 통치하는 법을 배우는 것은 성숙한 인간으로 나아가는 필수적인 단계입니다. 카라카스에서 홍콩에 이르기까지 전 세계는 하나의 거대한 치료 과정처럼 연결되어 우리 모두를 함께 성장시킵니다. 구글 I/O에서 발표하는 새로운 소식이나 플레이 스토어 탭의 변화는 현대인의 일상에 이미 깊숙이 침투해 있습니다. 극장에서 이해하고 싶어 하는 인간의 변덕스러운 마음까지도 이제는 기술적인 데이터로 기록되고 분석됩니다. 파리와 같은 위대한 도시의 노트북 센터에서 우리는 안드로이드 14 '업사이드 다운 케이크(Upside Down Cake)'를 관찰하며 식단을 조절하고 밤을 지새우기도 합니다. 꿀 용액을 판매하는 작은 아이디어조차도 언급된 내용이 잘게 쪼개져 분석될 때 비로소 하나의 독창적인 문화로 정착될 수 있으며, 이는 우리 삶의 질을 높이는 결과로 이어집니다. 어린 아이들을 위한 노조의 헌신적인 노력이나 노벨상이라는 영예로운 결과물은 모두 인간의 끊임없는 탐구 정신과 열정에서 비롯됩니다. 우리는 복잡한 세상 속에서 아무것도 없는 상태로 시작해 작은 마을을 이루고 자신만의 영역을 확장해 왔습니다. 망간의 화학적 성질을 묻는 질문부터 오래된 속담 속에 담긴 청결과 보호의 가치까지, 모든 지식은 우리를 더 나은 미래로 인도하는 등불이 됩니다. 결국 중요한 것은 우리가 어떤 철학을 가지고 이 세상을 살아가는가 하는 점이며, 그것이 바로 인류가 다음 세대를 위해 남겨야 할 진정한 가치입니다.

김민형

카오스재단카오스콘서트

수학

[강연] 게놈으로 읽는 생명 (2) _ 박종화 교수 | 2017 봄 카오스 강연 '물질에서 생명으로' 9강 | 9강 ②

게놈은 우리 몸의 설계도이자 미래를 예측하는 열쇠입니다. 과거에는 생년월시를 통해 운명을 점쳤다면, 현대 과학은 60억에서 80억 자에 달하는 게놈 데이터를 통해 질병의 위험도를 예측합니다. 안젤리나 졸리가 유전자 분석을 통해 유방암 발병 확률을 확인하고 예방적 수술을 받은 사례는 맞춤 의학의 가능성을 잘 보여줍니다. 이처럼 방대한 유전 정보를 분석하고 그 안의 원칙을 찾아내는 과정은 단순히 질병을 진단하는 것을 넘어, 개인의 건강한 미래를 설계하는 중요한 토대가 됩니다. 게놈 분석의 핵심은 개개인의 차이를 이해하는 데 있습니다. 우리가 서로 다른 외모와 특성을 지닌 이유는 유전적 다양성 때문이며, 이는 생명체가 생존하고 진화하는 가장 큰 원동력입니다. 과거에는 한 사람의 게놈을 분석하는 데 천문학적인 비용이 들었지만, 기술의 비약적인 발전으로 이제는 누구나 저렴하고 정확하게 자신의 유전 정보를 읽을 수 있게 되었습니다. 이러한 기술적 진보는 표준 게놈과의 비교를 통해 특정 질병에 걸릴 확률이나 신체적 특징을 파악하는 일을 일상적인 영역으로 끌어들였습니다. 암은 근본적으로 게놈의 변화로 인해 발생하는 유전자 질환입니다. 정상 세포의 유전자가 짧은 시간 내에 급격히 변하면서 마치 다른 종의 세포처럼 변해가는 과정이 바로 암의 본질입니다. 암세포와 정상 세포의 게놈을 정밀하게 비교하면 단백질 수준에서 어떤 문제가 발생했는지 구체적으로 파악할 수 있습니다. 예를 들어 칼슘 결합 단백질의 이상으로 세포 간의 접촉이 무너지고 암이 전이되는 원리를 밝혀내는 식입니다. 이러한 연구는 미래에 유전자를 직접 수술하여 질병을 근본적으로 치료하는 시대를 열어줄 것입니다. 동물의 게놈을 연구하는 것은 인간의 한계를 극복하는 실마리가 됩니다. 호랑이의 게놈에서 뛰어난 운동 신경과 야간 시력의 비밀을 찾고, 200년 넘게 장수하며 암에 잘 걸리지 않는 북극고래의 유전자를 분석하는 일이 대표적입니다. 특히 고래의 특정 유전자가 암 발생을 억제하고 노화를 늦추는 원리를 인간에게 적용할 수 있다면, 우리는 질병 극복을 넘어 수명 연장의 꿈에 한 걸음 더 다가갈 수 있습니다. 생명 현상의 핵심인 게놈의 차이를 이해함으로써 우리는 종의 경계를 넘어 생존의 지혜를 배우게 됩니다. 게놈은 인류의 과거를 비추는 거울이기도 합니다. 8천 년 전 고대인의 뼈에서 추출한 DNA 분석을 통해 한국인의 뿌리가 남방계에서 시작되어 북쪽으로 퍼져 나간 유전적 연속성을 지니고 있음이 밝혀졌습니다. 이는 생명의 본질이 결국 '정보'에 있음을 시사합니다. 정보를 저장하는 매체가 무엇이든, 그 안에 담긴 다양성과 차이를 존중하는 것이 생명을 이해하는 첫걸음입니다. 게놈이라는 거대한 빅데이터를 통해 우리는 과거를 기억하고 미래를 예측하며, 생명의 본질인 정보를 해독해 나가는 여정을 계속하고 있습니다.

박종화

카오스재단카오스강연

생명과학

[강연] 게놈으로 읽는 생명(1) _ 박종화 교수 | 2017 봄 카오스 강연 '물질에서 생명으로' 9강 | 9강 ①

생명은 어디에서 왔으며 왜 죽어야 하는가라는 질문은 인류가 가진 가장 근원적인 물음입니다. 과학의 관점에서 생명은 원소들이 특정 구조를 형성하고 시간에 따라 진화해 가는 과정으로 정의됩니다. 특히 게놈은 이러한 생명 현상을 읽어내는 핵심적인 열쇠입니다. 태극기에 담긴 우주의 원리처럼, 생명 또한 음양의 조화와 같은 역동적인 상호작용을 통해 존재합니다. 우리는 게놈 해독을 통해 생로병사의 운명이 이미 정해져 있는지, 아니면 환경에 따라 변해가는 것인지에 대한 답을 찾을 수 있습니다. 이는 단순한 생물학적 연구를 넘어 우주의 기원과 진화를 이해하는 철학적 토대가 됩니다. 생명을 정의하는 흥미로운 관점 중 하나는 이를 '스위치 세트'로 보는 것입니다. 우주가 탄생한 빅뱅의 순간을 정보의 스위치가 켜진 시점으로 본다면, 생명체는 수많은 정보 처리 함수들이 연결된 거대한 회로와 같습니다. 여기서 중요한 개념은 '생명체 박스론'입니다. 세포라는 작은 박스에서 시작해 조직, 개체, 그리고 지구라는 거대한 박스에 이르기까지 생명은 일정한 질서와 법칙을 가지고 구조를 형성합니다. 이러한 박스들은 에너지를 통해 구조와 순서를 유지하며, 앞뒤 서열의 차이에 따라 생명체의 행동과 형질이 결정됩니다. 결국 생명은 정보를 담고 처리하는 정교한 물리적 실체라고 할 수 있습니다. 진화는 시간이 흐름에 따라 생명체라는 박스가 점진적으로 변화해 가는 과정입니다. 다윈의 자연 선택 이론에 따르면, 무작위로 발생하는 변이들이 축적되면서 조상으로부터 새로운 형태의 생명체가 탄생합니다. 이 진화의 중심에는 바로 게놈이라는 정보 덩어리가 있습니다. 게놈은 단순한 염기 서열의 나열이 아니라, 생명 활동을 조절하는 신호 처리 회로의 집합체입니다. 30억 개의 염기 서열 속에는 과거의 역사가 기록되어 있으며, 동시에 미래를 예측할 수 있는 단서가 숨겨져 있습니다. 우리는 게놈을 통해 생명이 어떻게 환경에 적응하고 자신을 복제하며 진화해 왔는지를 과학적으로 증명할 수 있습니다. 게놈 정보를 해독하고 분석하는 생정보학은 마치 정밀한 지도를 만드는 작업과 같습니다. 과거 김정호가 대동여지도를 만들어 국토의 실체를 파악했듯이, 현대 과학자들은 게놈 지도를 통해 생명의 설계도를 그려냅니다. 70억 인류 개개인의 게놈 데이터를 수집하고 비교하면 인간이라는 종의 공통된 구조와 개별적인 변이를 명확히 이해할 수 있습니다. 이러한 데이터는 엄청난 양의 빅데이터를 형성하며, 이를 컴퓨터로 계산하고 분석함으로써 생명 현상을 예측 가능한 영역으로 끌어들입니다. 우주가 계산 가능하다는 전제 아래, 생명 또한 정교한 계산을 통해 그 비밀을 하나씩 드러내고 있는 것입니다. 앞으로 게놈 기술은 반도체만큼이나 우리 삶의 모든 영역에 깊숙이 스며들 것입니다. 보건 의학 분야에서는 개인별 맞춤형 정밀 의료를 가능하게 하여 암이나 노화와 같은 난치병 정복의 근거를 마련해 줍니다. 뿐만 아니라 농업, 환경 모니터링, 식품 안전 등 다양한 산업 분야에서 게놈 정보가 핵심적인 역할을 수행하게 될 것입니다. 실시간으로 박테리아나 바이러스의 게놈을 읽어 질병을 예방하고, 유전자 편집을 통해 생산성을 높이는 시대가 다가오고 있습니다. 결국 게놈을 이해하는 것은 인간 자신을 깊이 이해하는 것이며, 이는 인류의 건강과 미래를 혁신적으로 변화시킬 원동력이 될 것입니다.

박종화

카오스재단카오스강연

생명과학

[강연] 양자이론, 과학과 철학 어디에 더 쓸모 있을까? | 2017 카오스 토론회 : '과학vs과학철학' 2부 1강 | 2부 ①

양자역학은 현대 과학에서 가장 난해하면서도 매혹적인 분야로 손꼽힙니다. 우리가 일상에서 경험하는 거시 세계의 물리 법칙과는 전혀 다른 원리로 작동하기 때문이지요. 뉴턴역학이 지배하는 세상에서는 사물의 위치와 속도가 명확하게 결정되어 있지만, 미시 세계의 주인공인 전자나 원자들은 상식적으로 이해하기 힘든 방식으로 존재합니다. 이러한 기묘함은 단순한 과학적 호기심을 넘어, 우리가 세상을 바라보는 근본적인 방식에 의문을 던지게 만듭니다. 과학과 철학이 이 지점에서 만나 치열한 논쟁을 벌이는 이유도 바로 여기에 있습니다. 양자역학의 핵심 개념 중 하나는 바로 '중첩'입니다. 이는 서로 모순되는 두 가지 이상의 상태가 동시에 공존할 수 있음을 의미하는데요. 예를 들어, 고전적인 세계에서는 동전이 앞면이거나 뒷면이어야 하지만, 양자 세계에서는 측정하기 전까지 두 상태가 섞여 있는 상태로 존재할 수 있습니다. 이는 단순히 우리가 어느 쪽인지 모른다는 무지의 문제가 아니라, 물리적으로 두 가능성이 모두 열려 있다는 실재의 문제입니다. 이러한 중첩의 원리는 미시 세계를 이해하는 가장 중요한 열쇠이며, 동시에 우리의 직관을 가장 강렬하게 배반하는 지점이기도 합니다. 중첩 상태에 있던 양자계는 '측정'이라는 행위를 거치는 순간 우리가 익숙한 확정적인 상태로 변화하게 됩니다. 이중 슬릿 실험에서 전자는 관측되지 않을 때 파동처럼 행동하며 두 구멍을 동시에 지나가지만, 어느 구멍을 지나는지 확인하는 순간 입자처럼 행동하며 한쪽 구멍만을 선택하지요. 과학자들은 측정이 대상의 상태를 결정짓는 결정적인 역할을 한다고 설명합니다. 하지만 도대체 무엇이 측정의 본질인지, 그리고 측정 전의 상태는 실재하는 것인지에 대한 질문은 여전히 과학계와 철학계의 뜨거운 감자로 남아 논쟁을 불러일으킵니다. 철학적 관점에서 양자역학은 자연을 이해하는 새로운 '인식의 창'으로 해석될 수 있습니다. 고전역학이 현상을 일대일로 대응시켜 설명하는 방식이라면, 양자역학은 훨씬 더 복잡하고 추상적인 구조를 통해 세계를 서술합니다. 이는 칸트의 인식론과도 깊은 연관이 있습니다. 인간이 외부 세계를 있는 그대로 받아들이는 것이 아니라, 자신이 가진 인식의 틀을 통해 재구성하여 이해한다는 원리와 유사하기 때문이지요. 양자역학은 우리가 사물을 인식하는 과정에 숨겨진 구조를 드러내며, 고전적인 인식론의 한계를 넘어서는 보편적인 틀을 제공해 줍니다. 양자역학의 파동함수가 실제 물리적 실체인지, 아니면 단지 우리가 가진 정보의 집합인지에 대한 논쟁은 매우 중요합니다. 일부 물리학자들은 계산 결과가 실험과 일치한다면 그 이면의 실재 여부에는 큰 관심을 두지 않기도 합니다. 그러나 철학자들은 우리가 받아들이는 정보의 변화가 곧 존재의 변화를 의미하는지 집요하게 묻습니다. 만약 파동함수가 정보에 불과하다면, 측정에 의한 상태 변화는 대상의 물리적 변환이 아니라 우리의 지식 체계가 갱신되는 과정으로 볼 수 있기 때문입니다. 이러한 관점의 차이는 과학을 대하는 태도를 결정짓습니다. 미시 세계와 거시 세계를 가르는 경계에 대한 질문도 끊이지 않고 제기됩니다. 과거에는 단순히 크기의 문제로 치부되었으나, 현대 물리학은 이를 '결어긋남' 이론으로 설명하곤 합니다. 시스템이 외부 환경과 상호작용하며 정보를 밖으로 내보낼 때 양자적 특성을 잃고 고전적으로 변한다는 것이지요. 즉, 거대한 물체는 끊임없이 주변과 상호작용하기 때문에 중첩 상태를 유지하기 어려울 뿐, 원리적으로는 거시 세계에서도 양자역학적 효과가 존재할 수 있습니다. 이는 우주 전체를 하나의 거대한 양자계로 바라볼 수 있는 놀라운 가능성을 열어줍니다. 과학과 철학의 대화는 양자역학이라는 미지의 영토를 탐험하는 데 필수적인 나침반 역할을 수행합니다. 과학이 실험과 수식을 통해 현상을 정밀하게 기술한다면, 철학은 그 결과가 인간의 삶과 인식에 어떤 의미를 갖는지 깊이 있게 성찰하게 합니다. 상대성이론과의 통합이라는 거대한 과제가 남아 있는 상황에서, 우리는 여전히 자연의 궁극적인 진리에 다가가는 여정의 한복판에 서 있습니다. 양자역학이 던지는 질문들은 우리가 당연하게 여겼던 실재와 존재의 의미를 다시 쓰게 하며, 인류의 지적 지평을 끊임없이 확장시키고 있습니다.

김상욱, 이중원

카오스재단마스터클래스

물리학
융합

[강연] 양자이론은 완벽한가? | 2017 카오스 토론회 : '과학vs과학철학' 2부 2강 | 2부 ②

양자역학은 미시 세계의 물리 현상을 예측하는 데 있어 현존하는 어떤 이론보다 강력한 도구입니다. 하지만 리처드 파인만이나 머레이 겔만 같은 거장들조차 이 이론을 완벽히 이해하는 사람은 없다고 고백할 만큼 그 본질은 신비에 싸여 있습니다. 양자역학은 우리가 사용하는 법은 알지만, 그 이면의 원리는 여전히 당혹스러운 학문으로 남아 있습니다. 이는 단순히 지식의 부족이 아니라, 우리가 세상을 바라보는 근본적인 방식에 대한 질문을 던지기 때문입니다. 양자 세계에서는 관측 전까지 여러 상태가 겹쳐 있는 중첩 현상이 나타납니다. 그러나 관측하는 순간 이 상태는 하나로 결정되는 파동함수 붕괴를 겪게 됩니다. 과학 이론이 연속적인 흐름을 가져야 함에도 불구하고, 측정 과정에서 발생하는 이러한 불연속적인 변화는 양자 이론의 완결성에 의문을 제기하게 만듭니다. 우리가 만나는 실재가 관측 이전의 상태와 어떤 물리적 연관성을 갖는지, 그리고 그 추상적인 파동함수가 실재를 어떻게 대변하는지는 여전히 중요한 논쟁거리입니다. 아인슈타인은 물리 이론이 완전하다면 실재하는 모든 요소가 이론 안에 대응되어야 한다고 주장했습니다. 그는 외부의 교란 없이도 항상 동일한 값을 갖는 성질을 실재성이라 정의하며, 양자역학이 이를 완벽히 설명하지 못한다고 비판했습니다. 반면 보어는 물리량이 측정 장치와의 관계 속에서만 의미를 갖는다고 보았습니다. 이러한 논쟁은 양자역학이 객관적 실재를 그대로 그려내는 이론인지, 아니면 현상을 확률적으로 예측하는 도구에 불과한지에 대한 근본적인 갈림길을 보여줍니다. 인지적 구성주의 실재론의 관점에서는 측정을 정보 전달의 과정으로 이해합니다. 대상이 가진 정보가 인식 주체에게 전달되기 위해서는 물리적 상호작용뿐만 아니라 인지적인 절차가 수반되어야 한다는 논리입니다. 즉, 우리가 이해하는 실재는 인간이 가진 개념 체계와 인식의 틀을 통해 재구성된 결과물일 수 있습니다. 이는 과학 이론이 단순히 자연을 발견하는 것이 아니라, 인간이 세계와 대화하기 위해 만든 합리적인 도구라는 점을 강조하며 인간 중심의 인식론적 가치를 부여합니다. 물리학계에서 널리 받아들여지는 결어긋남 이론은 측정 문제에 대해 다른 해답을 제시합니다. 우주를 관심 대상과 그 외의 환경으로 나눌 때, 정보가 환경으로 빠져나가는 것만으로도 측정은 성립한다는 주장입니다. 여기에는 인간의 의식이나 인지가 개입할 필요가 없습니다. 정보가 시스템 밖으로 나가는 순간 양자적 특성은 사라지고 입자처럼 행동하게 됩니다. 물리학자들에게 우주는 인간의 인식 여부와 상관없이 스스로의 법칙에 따라 작동하는 객관적인 체계로 받아들여집니다. 과학의 역사는 인간이 우주의 중심이 아니라는 사실을 깨달아가는 과정이기도 합니다. 지구가 중심이 아님을 알게 된 천문학의 혁명부터, 인간이 특별한 존재가 아님을 보여준 진화론에 이르기까지 과학은 끊임없이 인간 중심 사고에서 벗어나려 노력해 왔습니다. 양자역학 역시 인간의 직관으로 이해하기 어렵다는 이유로 이론의 완결성을 의심하기보다는, 자연 그 자체가 가진 형식을 있는 그대로 받아들이는 태도가 필요합니다. 인간의 틀에 우주를 가두는 것이 오히려 오만일 수 있기 때문입니다. 과학과 철학의 대화는 세계를 바라보는 서로 다른 창을 제공합니다. 과학이 실험과 수식을 통해 현상의 유용성을 입증한다면, 철학은 그 이론이 우리에게 어떤 의미를 갖는지 성찰하게 합니다. 양자역학을 둘러싼 치열한 논쟁은 결코 결론이 나지 않는 소모적인 싸움이 아닙니다. 오히려 우리가 가진 인식의 한계를 확인하고, 더 넓은 우주의 진리에 다가가기 위한 건전한 긴장 관계를 유지해 줍니다. 이러한 학문적 교류를 통해 우리는 비로소 인간적인 동시에 객관적인 우주의 모습을 그려나갈 수 있습니다.

김상욱, 이중원

카오스재단마스터클래스

물리학
융합

[강연] 멋진 세상을 만드는 빛 - 센 빛, 밝은 빛, 똑똑한 빛 (5) _이용희 교수 | 2015 가을 카오스 강연 '빛 색즉시공' 7강 | 7강 ⑤

빛의 세계에서 레이저와 LED는 각기 다른 방식으로 그 강력함을 증명합니다. 레이저는 빛을 증폭하여 극도로 짧은 순간에 천둥 번개 이상의 에너지를 집중시킬 수 있는 물리적 강함을 지니고 있습니다. 반면 LED는 우리 일상 곳곳을 밝히며 인류가 정보를 취득하는 방식에 혁신을 가져온 사회적 영향력 측면에서 강력합니다. 레이저가 특정 목표를 정밀하게 타격하거나 분석하는 '똑똑한 빛'이라면, LED는 인류의 삶을 지탱하며 보이지 않는 곳에서 거대한 변화를 이끄는 '외유내강의 빛'이라고 할 수 있습니다. 레이저는 국방 분야에서 미사일이나 드론을 격추하는 직접적인 무기로 개발될 만큼 강력한 잠재력을 지니고 있습니다. 하지만 이러한 강력함은 동시에 위험성을 내포하고 있어 사용에 각별한 주의가 필요합니다. 특히 고출력 레이저는 망막에 영구적인 손상을 입힐 수 있으므로 등급에 따른 안전 수칙을 반드시 준수해야 합니다. 반면 자동차 헤드라이트 등에 쓰이는 LED는 상대적으로 안전하게 빛을 활용할 수 있게 해주며, 우리 실생활의 편의성을 높이고 인류가 빛을 통제하는 방식을 더욱 안전하게 만들어 주었습니다. 2014년 노벨 물리학상이 청색 LED 개발자들에게 수여된 것은 인류 복지에 기여한 공로를 인정한 결과였습니다. 빛의 삼원색 중 적색과 녹색은 비교적 쉽게 구현되었으나, 청색 LED의 부재는 백색광을 만드는 데 큰 걸림돌이었습니다. 수많은 시행착오 끝에 탄생한 청색 LED는 마침내 '인공태양'의 완성을 가능케 했으며, 전 세계 조명 시장의 판도를 완전히 바꾸어 놓았습니다. 이는 단순한 과학적 발견을 넘어 공학적 혁신이 인류의 생활 패턴을 어떻게 근본적으로 변화시킬 수 있는지를 보여주는 상징적인 사례입니다. 현대 광학 기술은 이제 펨토초를 넘어 아토초 단위의 초고속 영역으로 진입하고 있습니다. 10의 18승분의 1초라는 찰나의 빛을 제어함으로써 과거에는 관찰할 수 없었던 전자의 움직임까지 포착하려는 시도가 이어지고 있습니다. 이러한 초강력 레이저는 핵융합 점화 장치로 활용되거나 극한의 물리 현상을 연구하는 데 필수적인 도구가 됩니다. 빛의 속도와 강도를 정밀하게 조절하는 기술은 인류가 자연의 근본 원리에 한 걸음 더 다가갈 수 있게 해주는 열쇠가 되고 있으며, 이는 새로운 물리 법칙의 발견으로 이어질 것입니다. 미래의 빛은 단순한 조명을 넘어 인간의 감성과 소통하는 단계로 진화할 것입니다. 학습 효율을 높이는 색온도 조절이나 심리적 안정을 주는 감성 조명 기술은 '라이프 이모셔널 디자인'이라는 새로운 가치를 창출하고 있습니다. 여기에 인공지능과 센서 기술이 결합된 레이저 기술은 정밀 수술이나 첨단 제조 공정에서 상상 속의 일들을 현실로 만들어낼 것입니다. 빛은 이제 지식 기반의 도구를 넘어 인류의 미래를 이끌어갈 핵심적인 주력 산업이자, 인간의 삶을 더욱 풍요롭게 만드는 감성적 매개체로 자리매김하고 있습니다.

심종인, 이상민, 이용희

카오스재단카오스강연

물리학