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왜 금속이 나무보다 차갑게 느껴지는 걸까?

냉장고 속 금속 물병과 나무 물병을 동시에 잡았을 때 금속이 더 차갑게 느껴지는 현상은 우리에게 익숙한 경험입니다. 사실 두 물병의 온도는 동일하지만, 우리 몸의 감각은 이를 서로 다르게 받아들입니다. 이는 우리가 온도를 주관적인 느낌으로 판단하기 때문인데, 과학은 이러한 감각적 경험을 넘어서기 위해 온도라는 개념을 정립했습니다. 거시적인 관점에서 온도는 물질의 상태를 나타내는 중요한 지표가 되며 우리 일상을 지탱하는 과학적 토대가 됩니다. 미시적인 관점에서 온도의 정체는 분자들의 역동적인 움직임에 있습니다. 물질을 구성하는 분자들이 얼마나 빠르게 운동하느냐에 따라 온도가 결정되는 것입니다. 분자의 운동이 활발할수록 온도는 올라가며, 반대로 운동이 둔해지면 온도는 내려갑니다. 만약 분자의 운동이 완전히 멈추게 된다면 이론적으로 영하 273.15 ℃에 도달하게 되는데, 이를 더 이상 온도가 내려갈 수 없는 절대 영도라고 부릅니다. 열은 온도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동하는 에너지의 흐름을 말합니다. 두 물체가 접촉할 때, 빠르게 움직이던 고온의 분자들이 저온의 분자들과 충돌하면서 자신의 에너지를 전달하는 과정이 일어납니다. 이러한 에너지의 전이는 양쪽의 온도가 같아지는 열평형 상태가 될 때까지 지속됩니다. 즉, 온도가 물체의 상태를 나타내는 척도라면, 열은 그 상태를 변화시키기 위해 이동하는 에너지 그 자체라고 이해할 수 있습니다. 과거에는 열의 본질을 정확히 알지 못해 칼로리라는 단위를 별도로 사용했습니다. 하지만 제임스 프레스콧 줄의 연구를 통해 열이 에너지의 한 형태임이 밝혀지면서, 오늘날에는 에너지 단위인 줄(J)을 표준으로 사용하게 되었습니다. 열이 단순한 현상이 아니라 물리적인 에너지라는 사실을 깨닫게 된 것은 과학사에서 매우 중요한 전환점이 되었으며, 이를 통해 현대 물리학의 기틀이 마련되었습니다. 우리가 일상에서 느끼는 따뜻함이나 차가움은 결국 우리 몸과 물체 사이에서 일어나는 에너지의 이동 결과입니다. 겨울철 이불이 우리를 따뜻하게 지켜주는 원리 역시 체온이 외부로 빠져나가는 것을 막아주는 열전달의 차단에 있습니다. 이처럼 당연하게 여겼던 현상들 속에는 분자의 운동과 에너지의 흐름이라는 과학적 원리가 숨어 있습니다. 이러한 원리를 이해해 나갈 때, 우리는 세상을 이전보다 훨씬 더 깊고 풍성한 시각으로 바라볼 수 있게 될 것입니다.

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물리학

[강연] 건축탐구 잎 _ by이유리 ㅣ 2022 봄 카오스강연 '식물행성' 5강 | 5강

식물의 잎을 단순히 납작한 평면으로만 보던 시각에서 벗어나, 수많은 세포가 모여 사는 정교한 도시로 바라보면 새로운 세상이 열립니다. 잎은 외부 환경으로부터 자신을 보호하고 생존에 필요한 자원을 효율적으로 관리하기 위해 3차원적인 건축 구조를 갖추고 있습니다. 마치 성벽을 쌓아 도시를 지키듯, 잎의 가장 바깥쪽에는 표피 조직이라는 강력한 방어 라인이 형성되어 있습니다. 이러한 건축적 관점은 식물이 단순한 유기체를 넘어 고도의 전략을 가진 생명체임을 깨닫게 해줍니다. 도시의 성벽 역할을 하는 표피 조직은 세포벽만으로는 완벽한 방어를 수행하기 어렵습니다. 세포벽 사이사이에 존재하는 미세한 틈새들 때문인데, 식물은 이를 보완하기 위해 큐티클이라는 기름 성분의 코팅층을 활용합니다. 이 매끄러운 큐티클층은 외부의 병원균이나 곤충의 침입을 막을 뿐만 아니라, 수분 증발을 억제하여 식물의 생존을 돕습니다. 겉보기에는 연약해 보이는 잎의 표면이 사실은 철저하게 계산된 화학적 방어막으로 둘러싸여 있는 셈입니다. 연잎의 사례는 식물의 표면 구조가 얼마나 경이로운지를 잘 보여줍니다. 연잎은 더러운 연못에서도 항상 깨끗함을 유지하는데, 이는 미세한 돌기들이 이중으로 층을 이룬 독특한 구조 덕분입니다. 물방울이 스며들지 않고 또르르 굴러가며 표면의 먼지와 세균을 함께 씻어내는 이 '연잎 효과'는 현대 과학기술에도 큰 영감을 주었습니다. 방수 스프레이부터 자가 세정 페인트, 심지어 방수 메모리 소자에 이르기까지 식물의 지혜는 우리 삶 곳곳에 응용되고 있습니다. 식물은 수동적인 방어를 넘어 트라이콤이라 불리는 털 구조를 통해 적극적인 공격 무기를 갖추기도 합니다. 어떤 식물의 털은 곤충의 다리를 옭아매고 날카로운 끝으로 적을 찌르는 물리적 타격을 가합니다. 또한 토마토나 허브처럼 털끝에 화학 물질을 저장했다가 적이 건드리는 순간 분비하여 퇴치하는 화학 무기를 사용하는 경우도 많습니다. 우리가 즐기는 허브의 향기나 유용한 약물 성분 중 상당수가 사실은 식물이 자신을 지키기 위해 만들어낸 치열한 생존 투쟁의 결과물입니다. 트라이콤의 변신은 여기서 그치지 않습니다. 식충 식물인 파리지옥의 감각모는 먹잇감의 움직임을 포착하는 정밀한 센서 역할을 수행하며, 끈끈이주걱은 끈적한 액체를 분비해 곤충을 포획합니다. 또한 산길에서 옷에 달라붙는 도깨비바늘의 가시는 종자를 멀리 퍼뜨리기 위한 전략적 도구입니다. 이 가시의 갈고리 구조를 모방하여 탄생한 것이 바로 우리가 흔히 사용하는 벨크로입니다. 이처럼 식물의 미세 구조는 생존을 위한 기능적 완결성을 보여주는 훌륭한 모델이 됩니다. 도시의 성벽에 문이 필요하듯, 잎의 표피 조직에는 기공이라는 통로가 존재합니다. 기공은 광합성에 필수적인 이산화탄소를 받아들이는 입구인 동시에, 식물 내부의 수분이 밖으로 나가는 출구이기도 합니다. 식물은 빛의 양과 수분 상태, 심지어 외부 박테리아의 침입 여부까지 감지하여 이 문을 열고 닫는 시점을 정교하게 결정합니다. 한 쌍의 공변세포가 액포의 크기를 조절하며 기공을 움직이는 과정은 식물이 환경 변화에 얼마나 민감하고 유연하게 대처하는지를 잘 보여줍니다. 기공의 개수와 배치는 고정된 것이 아니라 대기 중의 이산화탄소 농도에 따라 유동적으로 조절됩니다. 과거 지구의 화석 기록을 살펴보면 이산화탄소가 풍부할 때는 기공의 밀도가 낮아지고, 부족할 때는 높아지는 경향을 확인할 수 있습니다. 현대 과학자들은 애기장대와 같은 모델 식물을 통해 이러한 조절 과정을 담당하는 유전자를 연구하고 있습니다. 기공이 아예 없거나 너무 많이 생기는 돌연변이 연구는 식물이 기후 변화에 어떻게 적응해 나갈지를 예측하는 중요한 열쇠가 됩니다.

이유리

카오스재단카오스강연

생명과학

[인터뷰] 오석배_과학적으로도 난제 중의 난제, ‘고통’

통증은 단순히 신체가 아픈 물리적 반응을 넘어선 매우 복잡한 현상입니다. 우리는 흔히 통증을 하나의 단순한 감각으로 여기기 쉽지만, 실제로는 신경계의 다양한 반응이 얽혀 있는 결과물입니다. 최근 노벨 생리의학상을 받은 연구들이 통각 수용체를 밝혀내며 큰 진전을 이루었으나, 이는 통증의 전체 모습 중 일부분에 불과합니다. 뇌와 신경계의 상호작용이 복합적으로 관여하기 때문에 통증을 완벽하게 제어하는 것은 현대 과학에서도 여전히 어려운 과제로 남아 있습니다. 연구자들은 이 보이지 않는 고통의 실체를 밝히기 위해 지금도 끊임없이 노력하고 있습니다. 만성 통증 환자들은 사고나 질병 이후에도 지속적인 고통을 호소하지만, 그 원인을 명확히 규명하기는 쉽지 않습니다. 자율신경계의 이상이나 교감신경의 과도한 활성화 등 다양한 가설이 존재하나, 환자마다 통증의 양상과 원인이 천차만별이기 때문입니다. 현재는 통증을 객관적으로 측정할 수 있는 수단이 부족하여 의학적 진단과 치료에 한계가 있습니다. 동물 모델을 통한 기전 연구가 진행되고 있음에도 불구하고, 실제 환자들에게 적용 가능한 성공적인 치료법을 개발하는 데는 더 많은 시간이 필요합니다. 원인을 모르는 고통은 환자들에게 심리적인 좌절감까지 안겨주기도 합니다. 통증의 원인은 신경 손상부터 감염증, 암, 당뇨병에 이르기까지 매우 다양합니다. 심지어 과거의 에이즈 감염이 나중에 신경통으로 이어지는 경우도 있어, 이를 단순히 만성 통증이라는 하나의 범주로 묶기에는 무리가 있습니다. 우리가 흔히 사용하는 아스피린이나 타이레놀은 주로 염증을 줄여 통증을 간접적으로 완화하는 방식이며, 마약성 진통제는 강력하지만 중독과 내성이라는 치명적인 부작용을 안고 있습니다. 따라서 각 환자의 발병 원인에 맞춘 정밀한 표적 치료법을 찾는 것이 통증 연구의 핵심적인 목표가 되고 있습니다. 근본적인 기전을 밝혀내지 못하면 임시방편에 그칠 수밖에 없습니다. 통증 신호가 발생하는 지점과 이를 인지하는 뇌 사이에는 밀접한 관계가 있지만, 두 현상이 항상 일치하는 것은 아닙니다. 뇌는 외부에서 들어오는 통각 신호를 해석하고 조절하는 능력을 갖추고 있습니다. 예를 들어 명상은 부교감 신경계를 활성화하고 몸을 이완시켜 뇌가 통증에 적응하거나 이를 극복하도록 돕는 수단이 될 수 있습니다. 이러한 원리를 이해하면 극심한 수행을 거친 이들이 통각을 느끼더라도 이를 고통으로 인지하지 않을 가능성도 설명할 수 있습니다. 이는 통증이 단순히 말초 신경의 문제가 아니라 뇌의 인지 과정과 깊게 연관되어 있음을 시사합니다. 노벨상을 받은 TRPV1이나 기계적 자극 수용체의 발견은 통증 연구의 시발점을 찾아낸 위대한 학문적 업적입니다. 하지만 말단 신경에서의 발견을 넘어 척수나 뇌 수준에서 통증이 어떻게 조절되는지를 밝히는 과제가 여전히 남아 있습니다. 과학은 거창한 목표에서 시작되는 것이 아니라, '왜 뜨거움을 느낄까'와 같은 일상의 소박한 질문에서 출발합니다. 미래의 연구자들이 이러한 호기심을 바탕으로 통증의 정체를 완전히 밝혀낸다면, 인류는 만성 통증이라는 거대한 굴레에서 벗어날 수 있을 것입니다. 쉬운 질문에서 시작해 복잡한 문제를 해결해 나가는 과정이 바로 과학의 본질입니다.

오석배

카오스재단석학인터뷰

생명과학

[강연] 초거대 AI와 인간의 뇌 by장병탁ㅣ2021 '대한민국 과학기술대전' 첫번째 | 1강

인공지능은 지난 70년 동안 비약적인 발전을 거듭해 왔습니다. 초기에는 인간의 지식을 규칙 형태로 입력하는 전문가 시스템이 주를 이루었으나, 이는 복잡한 현실 문제를 해결하는 데 한계가 있었습니다. 이후 기계가 스스로 데이터를 통해 학습하는 머신러닝과 딥러닝 기술이 등장하며 새로운 전환점을 맞이했습니다. 이제 인공지능은 단순히 프로그래밍된 명령을 수행하는 단계를 넘어, 방대한 데이터를 바탕으로 스스로 패턴을 찾아내고 지능을 고도화하는 단계에 이르렀습니다. 최근의 초거대 인공지능은 인간의 뇌 구조를 모방한 심층 신경망을 통해 놀라운 성과를 보여주고 있습니다. 알파고가 바둑에서 승리하고, 생성형 모델이 실재하지 않는 정교한 이미지를 만들어내는 것은 모두 이 기술의 결과입니다. 특히 수천억 개의 파라미터를 가진 모델들은 인간과 구별하기 힘들 정도로 자연스러운 문장을 생성하며 언어 지능의 정점을 보여줍니다. 이러한 발전은 인공지능이 인간의 전유물이라 여겨졌던 창의적 영역까지 확장될 수 있음을 시사합니다. 하지만 현재의 인공지능은 인간의 뇌와 비교했을 때 여전히 명확한 한계를 지니고 있습니다. 가장 큰 차이점은 효율성입니다. 인간의 뇌는 단 25와트 정도의 적은 전력으로도 고도의 사고를 수행하지만, 초거대 인공지능을 구동하기 위해서는 막대한 컴퓨팅 파워와 전력이 소모됩니다. 또한 인간은 적은 양의 데이터만으로도 새로운 개념을 빠르게 학습하는 반면, 인공지능은 여전히 학습을 위해 천문학적인 규모의 데이터를 필요로 한다는 점에서 구조적인 차이를 보입니다. 뇌의 본질적인 역할은 생명체의 생존을 위해 주변 환경을 지각하고 행동을 제어하는 것입니다. 단세포 동물부터 인간에 이르기까지 신경계는 먹이를 찾고 위험을 피하기 위한 실시간 반응 체계로 진화해 왔습니다. 인간의 뇌는 우리 몸에 대한 지도를 내부에 복제하여 세상과 상호작용하는 모델을 가지고 있습니다. 이는 단순히 텍스트나 이미지를 처리하는 현재의 인공지능과는 달리, 현실 세계라는 물리적 공간 안에서 직접 경험하며 지능을 형성해 왔음을 의미합니다. 진정한 지능을 구현하기 위해서는 인공지능이 컴퓨터 내부의 닫힌 세계를 벗어나 로봇과 같은 물리적 몸을 가져야 합니다. 이를 '체화된 인지'라고 부르는데, 감각 기관과 운동 기관을 통해 세상과 직접 소통할 때 비로소 깊이 있는 이해가 가능해집니다. 사람이 정제해서 준 데이터만 학습하는 것이 아니라, 기계가 스스로 움직이며 데이터를 수집하고 시행착오를 겪는 과정이 필요합니다. 이러한 지각과 행동, 학습의 순환 구조야말로 뇌가 가진 자연 지능의 핵심 원리입니다. 미래의 인공지능은 무엇을 학습할지 스스로 결정하는 '메타 인지' 능력을 갖춘 보편 학습 기계로 진화해야 합니다. 현재는 사람이 설정한 목적 함수에 따라 학습이 이루어지지만, 차세대 인공지능은 자신의 행동을 스스로 모니터링하고 오류를 교정하며 지식을 축적해 나갈 것입니다. 뇌의 신경세포들이 순환 구조로 연결되어 과거와 미래를 현재와 공존시키듯, 인공지능 역시 예측과 실제 결과를 비교하며 끊임없이 자아를 갱신하는 방향으로 나아가야 인간 수준의 범용 지능에 도달할 수 있습니다. 인공지능의 발전 단계에서 우리는 현재 모델 최적화가 자동화되는 초기 단계에 머물러 있습니다. 앞으로의 과제는 열린 세계에서 자율적으로 적응하며 상식을 갖춘 인공지능을 만드는 것입니다. 뇌의 진화 과정을 거울삼아 감성과 이성이 조화를 이루는 자연 인공지능을 지향한다면, 기계는 단순한 도구를 넘어 인간의 삶을 실질적으로 돕는 동반자가 될 것입니다. 70년의 연구 역사를 토대로 이제는 뇌를 닮은 인지적 인공지능이라는 새로운 지평을 향해 나아갈 때입니다.

장병탁

카오스재단카오스크로스

뇌인지과학
수학
융합

[강연] 온도, 촉각 수용체 발견, 통증이 없는 삶 가능할까? by 오석배 ㅣ 고등과학원(KIAS) x 카오스재단 2021 '노벨상 해설강연' | 1강

우리가 세상을 인지하는 가장 기본적인 방식은 오감을 통한 자극의 수용입니다. 그중에서도 온도와 촉각은 생존과 직결된 아주 중요한 감각입니다. 뜨거운 물체에 닿았을 때 즉각적으로 손을 떼거나, 부드러운 바람을 느끼는 과정은 우리 몸속의 정교한 센서들이 작동한 결과입니다. 오랫동안 인류는 이러한 감각이 어떻게 전기적 신호로 변환되어 뇌에 전달되는지 그 구체적인 메커니즘을 밝혀내고자 노력해 왔습니다. 이러한 탐구는 생명과학의 핵심적인 과제 중 하나였습니다. 2021년 노벨 생리의학상은 바로 이 감각의 수수께끼를 풀어낸 과학자들에게 돌아갔습니다. 데이비드 줄리어스 교수는 고추의 매운 성분인 캡사이신을 활용해 우리가 열을 감지하는 원리를 규명했습니다. 그는 캡사이신에 반응하는 특정 유전자를 찾아내어 'TRPV1'이라는 이온 통로를 발견했습니다. 이 발견은 단순히 매운맛을 이해하는 것을 넘어, 우리 몸이 유해한 수준의 열을 어떻게 통증으로 인식하는지를 과학적으로 증명한 획기적인 사건으로 기록되었습니다. TRPV1은 특정 온도 이상에서 문이 열리며 이온을 통과시키는 단백질입니다. 이를 통해 열 자극이 전기 신호로 바뀌어 신경계를 타고 뇌로 전달됩니다. 흥미로운 점은 캡사이신 분자가 이 수용체에 결합하면, 실제 온도가 높지 않음에도 불구하고 우리 뇌는 뜨거움을 느낀다는 사실입니다. 이러한 연구는 온도감각과 통증이 분자 수준에서 어떻게 연결되어 있는지를 명확히 보여주었으며, 감각 생리학 분야에 새로운 지평을 열어주었다는 평가를 받고 있습니다. 온도뿐만 아니라 물리적인 압력을 감지하는 메커니즘 역시 오랫동안 베일에 싸여 있었습니다. 아뎀 파타푸티안 교수는 세포에 물리적인 자극을 가했을 때 반응하는 유전자를 추적한 끝에 '피에조(PIEZO) 통로'를 발견했습니다. 피에조는 그리스어로 압력을 뜻하는 단어에서 유래했으며, 세포막이 눌리거나 당겨질 때 열리는 이온 통로입니다. 이 발견으로 우리는 가벼운 접촉부터 깊은 압박까지 다양한 촉각을 인지하는 생물학적 기초를 명확하게 갖게 되었습니다. 피에조 통로의 역할은 단순히 피부의 촉각에만 국한되지 않습니다. 우리 몸 내부의 혈압 조절이나 방광의 팽창 정도를 감지하는 등 내부 장기의 상태를 파악하는 데도 핵심적인 역할을 수행합니다. 또한 자신의 팔다리가 어디에 위치해 있는지 인지하는 고유수용감각에도 깊이 관여합니다. 이처럼 물리적 자극을 감지하는 시스템은 우리 몸의 항상성을 유지하고 복잡한 움직임을 제어하는 데 필수적인 요소임이 밝혀졌으며, 이는 인체 신비의 한 축을 담당합니다. 이러한 기초 과학적 발견은 현대 의학에서 통증 치료의 새로운 가능성을 제시하고 있습니다. 만성 통증이나 신경병증성 통증으로 고통받는 환자들에게 TRPV1이나 피에조 통로를 조절하는 약물은 혁신적인 치료제가 될 수 있습니다. 특정 감각 수용체만을 표적으로 삼아 부작용을 최소화하면서도 효과적으로 통증을 제어하려는 연구가 현재 활발히 진행 중입니다. 이는 감각의 원리를 이해하는 것이 곧 인류의 고통을 줄이고 삶의 질을 높이는 길임을 시사하는 대목입니다. 감각 수용체의 발견은 인간이 환경과 상호작용하는 근본적인 방식을 이해하게 해주었습니다. 우리가 느끼는 따뜻함, 시원함, 그리고 부드러운 촉감 뒤에는 수억 년의 진화 과정을 거쳐 완성된 정교한 분자 기계들이 숨어 있습니다. 노벨 생리의학상이 주목한 이 연구들은 생명과학의 근원적인 질문에 답을 던졌을 뿐만 아니라, 미래의 정밀 의료를 향한 중요한 이정표가 되었습니다. 앞으로도 감각의 신비는 계속해서 밝혀질 것이며 우리의 삶을 더욱 풍요롭게 만들 것입니다.

오석배

카오스재단노벨상/필즈상 해설강연

생명과학

[카오스 술술과학] 발을 성기로 착각한 남자 | 카오스 브레인 오디세이(7)

환상 사지(Phantom Limb)는 사고나 수술로 신체의 일부가 소실되었음에도 불구하고 여전히 그 부위가 존재하는 것처럼 생생하게 느끼는 현상을 말합니다. 이는 단순한 심리적 환각이 아니라, 사지 절단 환자의 약 90%가 실제로 경험할 정도로 흔하게 관찰되는 신경학적 상태입니다. 팔다리뿐만 아니라 맹장, 유방, 심지어 성기에서도 이러한 감각이 보고되곤 합니다. 더욱 놀라운 점은 존재하지 않는 부위에서 칼로 베는 듯한 환상통을 느끼기도 한다는 것인데, 이는 우리 뇌가 호문쿨루스를 어떻게 인식하고 관리하는지에 대한 깊은 의문을 던집니다. 영국의 위대한 해군 제독 넬슨은 전투 중 오른팔을 잃은 뒤에도 손바닥을 후벼 파는 듯한 고통에 시달렸으며, 이를 '감각의 유령'이라 부르며 영혼의 존재에 대한 증거로 보았습니다. 과거 과학자들은 이 현상을 설명하기 위해 프로이트의 소망 충족 가설이나 잘려 나간 말초 신경의 자극 등을 원인으로 꼽았습니다. 하지만 말초 신경 부위를 치료하거나 심지어 추가로 절단해도 통증이 사라지지 않는 사례가 빈번하게 발견되었습니다. 결국 현대 뇌과학의 발전과 함께 문제의 근본적인 원인을 말초 신경이 아닌 뇌 자체의 구조적 변화와 재배선 과정에서 찾기 시작했습니다. 캐나다의 신경외과 의사 펜필드는 뇌의 특정 부위가 몸의 각 부위와 연결되어 있다는 '호문쿨루스'를 정립했습니다. 이 호문쿨루스는 실제 신체의 비율과는 달리 손가락이나 입술처럼 감각이 예민한 부위가 훨씬 넓은 면적을 차지합니다. 흥미로운 점은 호문쿨루스상에서 얼굴과 손, 혹은 발과 성기처럼 서로 인접한 부위들이 존재한다는 사실입니다. 신체 일부가 사라지면 해당 영역을 담당하던 뇌세포들이 인접한 영역의 자극에 반응하도록 촉수를 뻗어 재배선됩니다. 이 과정에서 얼굴을 만질 때 환상 사지의 감각을 동시에 느끼는 기묘한 현상이 발생하게 됩니다. 인도의 신경과학자 라마찬드란 박사는 발에서 강렬한 성적 쾌감을 느끼는 환자의 사례를 통해 뇌 가소성을 증명했습니다. 호문쿨루스에서 발과 성기 영역이 가깝게 붙어 있기 때문에 발생하는 이 현상은, 뇌가 환경 변화에 따라 끊임없이 호문쿨루스를 수정하는 유연한 기관임을 보여줍니다. 이러한 특성은 외부 도구를 신체의 일부로 확장하여 인식하는 능력으로도 이어집니다. 우리가 운전할 때 차체를 내 몸처럼 느끼거나, 스마트폰이 없으면 불안감을 느끼는 것도 뇌가 외부 대상을 자아의 영역으로 받아들이기 때문입니다. 결론적으로 뇌가 만들어내는 '나'라는 존재는 고정불변의 실체가 아니라, 상황과 환경에 따라 끊임없이 요동치고 변화하는 적응의 결과물입니다. 환상 사지나 유체 이탈 경험, 그리고 도구와의 일체감은 모두 변화하는 환경 속에서 생존하기 위해 뇌가 스스로를 재구성하는 과정이라 할 수 있습니다. 우리는 뇌의 이러한 유연한 속성 덕분에 도구를 다루며 문명을 건설하고 진화해 올 수 있었습니다. 보이지 않는 고통과 기묘한 감각들은 역설적으로 인간의 뇌가 얼마나 경이로운 생명력과 적응력을 가진 존재인지를 증명하는 소중한 과학적 단서가 됩니다.

카오스재단술술과학

뇌인지과학

[카오스 술술과학] 마음의 기원, 퀄리아 | 카오스 브레인 오디세이(2)

뇌과학은 탐구의 대상인 동시에 주체인 뇌를 다루는 독특한 학문입니다. 우주 과학자들에게 다중 우주가 금기어이듯, 뇌과학자들에게 자아나 의식, 영혼과 같은 단어는 오랫동안 조심스러운 영역이었습니다. 하지만 뇌가 우리가 이해할 수 있을 만큼 단순했다면 우리는 결코 뇌를 이해할 수 없었을 것입니다. 역설적으로 뇌의 복잡성 덕분에 우리는 이 신비로운 기관을 탐구할 가능성을 얻게 됩니다. 주관적 경험의 실체를 밝히려는 노력은 현대 과학의 가장 거대한 도전이며, 우리는 여전히 그 해답을 찾기 위해 뇌라는 현장을 탐색하는 탐정과도 같습니다. 정신의 근원을 찾으려는 노력은 고대부터 뇌와 심장의 대결로 이어져 왔습니다. 히포크라테스와 데모크리토스는 뇌를 지성의 파수꾼으로 보았지만, 플라톤은 정신이 물질과는 별개인 이데아계에 존재한다고 믿었습니다. 그의 제자 아리스토텔레스에 이르러 정신은 뇌와 결별하고 심장에 깃들게 됩니다. 그는 심장을 신체의 아크로폴리스라 부르며 감정과 관념의 발생지로 여겼고, 뇌는 단지 심장의 열기를 식히는 냉각 장치에 불과하다고 생각했습니다. 이러한 철학적 흐름은 중세를 거치며 영혼의 시대로 이어졌고, 육체와 영혼을 분리하여 생각하는 관점이 지배적인 위치를 차지하게 되었습니다. 근세에 들어서며 정신의 주도권은 다시 물질과 뇌로 옮겨오기 시작했습니다. 레오나르도 다 빈치는 의식이 뇌와 직결된다고 보았고, 데카르트는 송과체를 영혼의 거처로 지목하면서도 신체와 정신을 분리했습니다. 그러나 스피노자와 존 로크를 거쳐 "나는 육체다, 고로 나는 생각한다"라고 외친 볼테르에 이르러 정신은 신체의 관념으로 정의되었습니다. 19세기 말 오귀스트 포렐은 영혼과 살아있는 뇌의 활동이 하나임을 선언했습니다. 결국 인류의 탐구사는 영혼에서 물질로, 심장에서 뇌로 그 중심점이 이동해 온 과정이라 할 수 있습니다. 마음의 기원을 이해하기 위한 핵심 열쇠는 '퀄리아(Qualia)'라는 주관적 느낌에 있습니다. 사과의 빨간색은 사과 자체의 속성이 아니라, 700nm의 전자기파를 우리 뇌가 지각하는 방식일 뿐입니다. 이처럼 오감을 통해 느끼는 모든 감각은 뇌가 만들어낸 주관적 해석입니다. 놀랍게도 고통이나 슬픔, 기쁨과 같은 감정, 그리고 과거의 기억조차도 뇌가 신경 세포의 연결 패턴을 통해 만들어내는 일종의 환영이자 퀄리아입니다. 언어의 해상도가 감정의 깊이를 다 담아내지 못할 만큼, 퀄리아는 우리 내면에서 매우 집요하고 생생하게 작동하며 우리의 내면세계를 구성합니다. 노벨상 수상자 제럴드 에델만은 뇌가 만들어낸 이 가상의 세계를 '세컨 네이처(Second Nature)'라고 불렀습니다. 이는 있는 그대로의 자연을 토대로 우리 뇌가 재구성한 두 번째 자연이며, 곧 우리의 의식이자 마음입니다. 우리는 외부 세계의 자극에 반응하며 자신만의 독특한 기억과 감정의 소용돌이를 경험합니다. 똑같은 영상을 보더라도 사람마다 다른 퀄리아를 느끼는 이유는 각자의 자아가 투영되기 때문입니다. 결국 뇌라는 회백질의 정원에서 우리는 영혼이라는 신비로운 나비를 찾는 여정을 계속하고 있는 셈입니다.

카오스재단술술과학

뇌인지과학

[카오스 술술과학] 뇌 시리즈 '카오스 브레인 오디세이' 시작

생명체의 기본 단위가 세포이듯, 뇌와 신경계의 기본 단위는 뉴런입니다. 뉴런은 일반적인 세포와 달리 세포체, 수상돌기, 축삭돌기라는 독특한 구조를 가지고 있어 마치 외계 생명체나 복잡한 전선망처럼 보입니다. 이러한 구조는 신호를 효율적으로 전달하기 위한 최적의 형태입니다. 뉴런들이 서로 연결되는 지점인 시냅스를 통해 감각과 운동 신호가 오가며, 인간의 뇌는 거대한 연결망을 형성하여 신체를 정교하게 통제합니다. 식물과 달리 동물에게 뇌가 존재하는 근본적인 이유는 바로 움직임에 있습니다. 동물이 진화하며 움직임이 다양해짐에 따라 신경계도 함께 복잡해졌고, 여러 감각기관이 집중된 머리 부분에서 신경조직이 고도로 발달하며 뇌가 탄생했습니다. 인간의 뇌는 이 복잡한 신경계를 통제하는 사령탑 역할을 수행합니다. 뇌는 크게 네 부분으로 구분되며, 각 부위는 생명 유지부터 고차원적인 사고에 이르기까지 저마다의 고유한 기능을 담당하며 유기적으로 작동합니다. 뇌의 하단에 위치한 뇌간은 호흡과 순환 등 생명 유지를 위한 가장 원시적이고 필수적인 기능을 수행합니다. 그 뒤편의 소뇌는 운동 조절과 기억을 담당하여 우리가 자전거나 피아노를 익숙하게 다룰 수 있게 돕습니다. 한편, 뇌의 중심부에 있는 간뇌는 감각과 운동 정보를 분류하여 전달하는 역할을 하며, 체내 항상성을 유지하고 호르몬 분비를 조절합니다. 이처럼 뇌의 하부 구조들은 우리가 의식하지 않아도 생존에 필요한 기본적인 조건들을 완벽하게 조율합니다. 뇌의 대부분을 차지하는 대뇌는 감정을 담당하는 변연계와 사고를 담당하는 대뇌피질로 나뉩니다. 변연계의 해마와 편도체는 기억과 감정을 연결하여 과거의 경험을 생존 전략으로 활용하게 합니다. 반면 대뇌피질은 이를 바탕으로 미래의 전략을 세우고 행동을 결정합니다. 특히 전두엽은 정보를 종합해 판단하는 핵심적인 역할을 하며, 나머지 부위들은 각각 감각, 언어, 시각 정보를 처리합니다. 이러한 구조를 통해 인간은 현재를 넘어 과거와 미래로 의식을 확장합니다. 뇌는 수많은 뉴런과 시냅스가 얽혀 있는 복잡한 조직이지만, 각 부위가 개별적인 역할을 수행하면서도 긴밀하게 협력하는 유기적인 체계입니다. 우리는 뇌를 통해 자아를 형성하고 세상을 인식하지만, 역설적으로 뇌 자체에 대해 우리가 알고 있는 지식은 여전히 매우 적습니다. 뇌는 인류에게 남겨진 마지막 미개척지와 같습니다. 이 신비로운 사령탑을 이해하려는 노력은 곧 인간 본연의 가치와 존재의 의미를 찾아가는 여정이 될 것입니다.

카오스재단술술과학

뇌인지과학

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

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

김대수

카오스재단카오스강연

생명과학
뇌인지과학

[석학인터뷰] 심원목_ 마음은 무엇이라고 생각하세요? | 2019 가을 카오스강연 '도대체 都大體'

인간은 오감 중 시각이 매우 발달한 동물로, 뇌의 상당 부분이 시각 정보를 처리하는 영역으로 할당되어 있습니다. 시각 피질은 복잡한 시각 자극 속에서도 아주 단순한 요소들을 체계적으로 기록하며, 이러한 작동 원리는 마음의 구조를 이해하는 중요한 열쇠가 됩니다. 단순한 자극에서 시작해 복잡한 인지 과정으로 이어지는 체계적인 흐름은 뇌과학의 매력적인 연구 대상입니다. 자연의 불규칙한 풍경이나 생명체의 정교한 움직임 속에서 발견되는 규칙성은 우리가 세상을 어떻게 인식하고 해석하는지에 대한 깊은 통찰을 제공하며, 시각적 경험이 단순한 감각을 넘어 마음의 기초를 형성함을 보여줍니다. 마음은 뇌의 특정 부위에 국한된 것이 아니라 뇌 전체가 상호작용하며 만들어내는 결과물이라고 볼 수 있습니다. 우리가 누군가의 목소리를 인식하고 눈앞의 풍경을 파악하는 모든 과정은 뇌의 전방위적인 활동을 통해 이루어집니다. 꿈과 같은 주관적인 경험을 연구할 때도 언어적 보고를 통해 그 내용을 파악하려는 시도가 이어지고 있으며, 이는 보이지 않는 마음의 영역을 과학적으로 규명하려는 노력의 일환입니다. 우리가 경험하는 세계가 실제인지, 아니면 뇌의 전기적 신호가 만들어낸 산물인지에 대한 철학적 질문은 뇌과학이 해결해야 할 근본적인 과제 중 하나입니다. 지난 30년 동안 기능적 자기공명영상(fMRI)은 마음과 뇌의 관계를 연결하는 핵심적인 연구 도구로 활용되어 왔습니다. 감각 기관을 통해 들어온 정보가 어떻게 해석되어 우리가 경험하는 세계를 구축하는지 이해하는 과정은 우리 자신을 알아가는 여정과도 같습니다. fMRI 연구를 통해 우리는 마음의 작동 원리에 대해 많은 것을 알아냈지만, 여전히 미지의 영역으로 남은 부분도 존재합니다. 마음과 뇌의 연결 고리를 찾는 연구는 단순히 과학적 사실을 밝히는 것을 넘어, 인간 존재의 본질에 대한 깊은 이해를 돕고 우리가 인식하는 현실의 경계를 확장하는 데 기여할 것입니다.

심원목

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뇌인지과학

[강연] 화학적 감각: 냄새, 맛의 정체는 무엇인가? _ by박태현｜2018 가을 카오스 강연 '화학의 미스터리, CheMystery' 10강 | 10강 ①

수소는 우주에서 가장 흔한 원소이자 미래의 청정 에너지원으로 주목받고 있습니다. 흔히 수소를 폭발 위험이 큰 물질로 생각하지만, 실제로 수소가 폭발하기 위해서는 산소와 적절한 비율로 혼합되어야 하는 조건이 필요합니다. 연소 후 오직 물만을 남기는 수소는 공해 없는 에너지 시스템의 핵심이며, 앞으로 수소전기자동차와 같은 기술을 통해 우리 실생활에 더욱 깊숙이 자리 잡을 것입니다. 수소 자체는 위험한 폭발물이 아니라, 우리가 어떻게 제어하고 활용하느냐에 따라 인류의 지속 가능한 발전을 이끌 소중한 자원이 됩니다. 인간의 오감 중 시각, 청각, 촉각은 물리적 성질을 인지하는 감각인 반면, 미각과 후각은 화학 분자를 인지하는 화학적 감각입니다. 우리는 이미 카메라나 오디오 레코더를 통해 시각과 청각 정보를 디지털화하여 스마트폰에 담아냈지만, 화학적 감각을 대신할 장치는 아직 일상화되지 않았습니다. 냄새와 맛을 감지하는 유일한 장비가 여전히 우리의 코와 혀라는 사실은 이 분야가 과학적으로 매우 도전적인 영역임을 시사합니다. 이러한 화학적 감각의 디지털화는 현대 과학이 풀어야 할 거대한 미스터리 중 하나로 남아 있습니다. 후각의 원리는 오랫동안 베일에 싸여 있었으나, 2000년대에 들어서야 분자 차원에서 그 메커니즘이 밝혀졌습니다. 인간의 코에는 약 400종류의 후각 수용체가 존재하며, 특정 냄새 분자가 이 수용체들과 결합하여 만들어내는 독특한 조합의 패턴이 뇌에 전달되어 냄새로 인식됩니다. 이는 마치 QR코드가 정보를 담고 있는 것과 유사하며, 동일한 성분이라도 농도에 따라 결합하는 수용체의 패턴이 달라지면 전혀 다른 향기로 느껴지기도 합니다. 이러한 발견은 후각이 단순한 화학 반응을 넘어선 복잡한 정보 처리 과정임을 보여줍니다. 바이오 전자코는 인간의 후각 수용체를 인공적으로 구현하여 냄새를 디지털 신호로 변환하는 혁신적인 기술입니다. 인간의 유전 정보를 활용해 대장균과 같은 미생물에서 수용체를 대량 생산하고, 이를 나노튜브나 그래핀과 같은 나노소자와 결합하여 미세한 전류 변화를 측정합니다. 이 기술이 완성되면 질병의 조기 진단이나 식품의 신선도 측정, 재난 현장에서의 실종자 수색 등 다양한 분야에서 인간의 능력을 뛰어넘는 감지 능력을 발휘할 것입니다. 이는 생명공학과 전자공학이 결합하여 만들어낸 융합 기술의 정수라고 할 수 있습니다. 미각 역시 혀 위의 수용체가 화학 물질과 결합하며 느끼는 감각으로, 단맛, 쓴맛, 짠맛, 신맛, 감칠맛의 다섯 가지 기본 맛으로 구성됩니다. 특히 단맛의 경우 설탕, 아스파탐, 사카린처럼 구조가 전혀 다른 물질들이 동일한 수용체에 결합하여 같은 맛을 내기도 합니다. 이러한 원리를 이용한 바이오 전자혀는 인간의 미각을 정밀하게 재현하여 식품 개발이나 독성 물질 탐지 등에 활용될 수 있는 잠재력을 지니고 있습니다. 화학 구조만으로는 예측하기 힘든 맛의 영역을 생체 수용체를 통해 객관적인 수치로 변환하는 것이 이 기술의 핵심입니다. 자연의 생명체로부터 영감을 얻는 생물 모방 기술은 의료 분야에서도 큰 혁신을 일으키고 있습니다. 거친 파도 속에서도 바위에 단단히 붙어 있는 홍합의 홍합 접착 단백질은 인체에 무해하면서도 강력한 접착력을 지녀, 실로 꿰매는 기존의 봉합 방식을 대체할 차세대 의료용 접착제로 주목받고 있습니다. 유전공학을 통해 대량 생산된 이 단백질은 흉터를 최소화하고 수술 후 회복 속도를 높이는 등 환자의 삶의 질을 획기적으로 개선하고 있습니다. 자연이 수억 년에 걸쳐 최적화해 온 생존 전략을 인간의 기술로 재해석하여 실생활에 적용하는 사례입니다. 4차 산업혁명 시대는 디지털, 바이오, 물리 기술이 유기적으로 융합되어 새로운 가치를 창출하는 시대입니다. 냄새를 코드화하여 시각적으로 보여주거나 멀리 떨어진 곳으로 전송하는 기술은 더 이상 영화 속 상상이 아닙니다. 화학적 감각이 스마트폰 속으로 들어오는 '오감 스마트폰'의 시대가 머지않았으며, 자연의 원리를 깊이 이해하고 이를 첨단 기술과 결합하려는 노력은 인류의 삶을 더욱 풍요롭고 안전하게 만들어 줄 것입니다. 과학적 호기심에서 시작된 탐구는 이제 인간의 감각을 확장하고 세상을 인지하는 새로운 방식을 제시하고 있습니다.

박태현, 차형준

카오스재단카오스강연

화학

[석학인터뷰] 박태현_ 냄새와 맛, 그것이 미스터리하다! | 2018 가을 카오스강연 '화학의 미스터리, CheMystery'

서울대학교 교수직을 비롯하여 한국과학창의재단과 국가과학기술연구회 등 다양한 분야에서 중책을 맡아온 학자의 삶은 끊임없는 도전의 연속입니다. 수많은 역할을 동시에 수행하면서도 지치지 않고 나아갈 수 있는 원동력은 다름 아닌 자신이 맡은 일에서 진정한 가치를 발견하는 태도에 있습니다. 주어진 기회에 감사하며 그 과정에서 보람을 느끼는 마음가짐은 단순한 업무를 넘어 삶을 풍요롭게 만드는 에너지가 됩니다. 이러한 긍정적인 에너지는 개인의 성취를 넘어 사회 전반에 기여할 수 있는 활동으로 이어지며, 결과적으로 더 나은 미래를 설계하는 밑거름이 됩니다. 일상 속에서 작은 가치를 찾아내고 이를 감사함으로 승화시키는 태도는 현대인들에게도 중요한 시사점을 던져줍니다. 오늘날 4차 산업혁명의 중요성이 강조되고 있지만, 정작 우리 일상의 문화 콘텐츠 속에서는 과학적 면모를 찾아보기 어렵다는 아쉬움이 남습니다. 과거에는 만화 영화 속 과학자 캐릭터를 보며 꿈을 키우던 아이들이 많았으나, 최근의 대중 매체는 자극적인 갈등 구조나 관계 중심의 서사에만 치중하는 경향이 있습니다. 자라나는 세대에게 과학적 호기심과 동기를 부여하기 위해서는 드라마나 영화 제작자들이 과학 기술이 자연스럽게 녹아든 프로그램을 개발하는 데 더 많은 관심을 기울여야 합니다. 대중적인 프로그램 속에 과학적 요소가 스며들 때, 비로소 학생들은 새로운 미래를 꿈꾸고 창의적인 사고를 확장할 수 있는 기회를 얻게 될 것입니다. 화학의 영역에서 여전히 풀리지 않은 거대한 미스터리 중 하나는 바로 인간의 후각과 미각입니다. 시각이나 청각, 촉각을 디지털 정보로 변환하는 기술은 이미 고도로 발달하여 카메라나 녹음기 같은 장치로 구현되었지만, 후각과 미각을 완벽하게 포착하는 장비는 아직 세상에 존재하지 않습니다. 이는 후각과 미각을 유발하는 화학 분자의 구조와 크기가 매우 다양하여 이를 하나의 명확한 화학적 정의로 규정하기 어렵기 때문입니다. 예를 들어 서로 다른 구조를 가진 물질들이 동일한 단맛을 내는 현상은 화학적으로 설명하기 힘든 신비로운 영역입니다. 이러한 감각의 원리를 깊이 이해하려는 노력은 향후 후각과 미각 기능을 구현하는 스마트폰과 같은 혁신적인 기술 개발의 핵심이 될 것입니다.

박태현

카오스재단카오스강연

화학

[카오스 술술과학] 화학의 수수께끼, CheMystery

우리가 흔히 접하는 화학이라는 학문의 이름 속에는 세상의 이치를 관통하는 깊은 의미가 담겨 있습니다. 많은 이들이 화학을 그림이나 불과 관련된 학문으로 오해하곤 하지만, 한자 '화(化)' 자를 자세히 들여다보면 그 본질을 명확히 알 수 있습니다. 이 글자는 본래 변화를 뜻하며, 영어 단어인 'Chemistry'의 어원인 'Chem' 역시 변화라는 의미를 내포하고 있습니다. 마치 풀이 자라나 아름다운 꽃으로 피어나는 신비로운 과정처럼, 화학은 세상의 모든 존재가 겪는 근본적인 변화를 탐구하고 그 원리를 밝혀내는 학문이라 할 수 있습니다. 화학은 단순히 변화만을 다루는 데 그치지 않고, 서로 다른 존재들이 어우러지는 합성의 과정을 깊이 있게 연구합니다. 현재까지 발견된 118가지 원소는 주기율표라는 정교한 질서 속에서 수천만 종의 분자를 만들어내며, 이것들이 다시 조화롭게 섞여 우리가 살아가는 거대한 세상을 구성합니다. 일상에서 흔히 사용하는 '케미'라는 표현이 사람 사이의 친화력을 뜻하는 것처럼, 화학의 어원에는 '섞다'라는 의미가 포함되어 있습니다. 즉, 화학은 원소들이 만나 새로운 물질을 탄생시키는 합성의 미학을 보여주는 학문인 셈입니다. 현대 화학의 영역은 에너지와 엔트로피 같은 물리적 법칙부터 생명 현상의 근원인 단백질과 생체막에 이르기까지 매우 방대하게 뻗어 있습니다. 원자가 결합하여 분자가 되는 과정은 마치 전자와 양성자가 추는 우아한 왈츠와 같으며, 분자의 3차원 구조 속에 숨겨진 기능적 아름다움은 나노과학과 분자공학의 튼튼한 토대가 됩니다. 또한 우리가 일상에서 느끼는 맛과 냄새 같은 감각의 영역조차도 결국은 분자 수준에서 일어나는 화학적 상호작용의 결과입니다. 이처럼 화학은 만물의 근원을 이해하고 미래의 새로운 가능성을 열어주는 소중한 열쇠입니다.

카오스재단술술과학

화학

[강연] 지구 시계로 살펴보는 지구와 생명의 대화 | 2017 카오스 콘서트 '지구, 생명, 인간' 1부 | 1부 ③

생명의 역사에서 의식의 출현은 지극히 짧은 순간에 이루어졌습니다. 약 10억 년 전 다세포 생물이 등장한 이후, 6억 년 전 최초의 신경계가 나타나며 비로소 의식의 싹이 트기 시작했습니다. 이는 지구의 역사를 24시간으로 환산했을 때 오후 9시경에 해당하며, 인류의 조상인 호모 사피엔스의 등장은 자정 불과 3초 전의 일입니다. 이 짧은 시간 동안 인간은 뇌를 통해 우주의 역사를 복원할 만큼 고도의 지능을 발달시켰습니다. 움직임이 있는 동물에게서 시작된 신경계의 진화가 결국 자아를 인식하는 복잡한 의식의 세계를 열어준 셈입니다. 지능의 형태는 생명체마다 다양하게 진화해 왔습니다. 가장 오래된 신경계를 가진 해파리는 온몸에 그물처럼 퍼진 신경망을 통해 포식자를 피하고 사냥을 합니다. 반면 문어와 같은 연체동물은 인간의 중앙집권적 뇌와는 달리 신체 전체에 신경세포가 골고루 분포되어 있으면서도, 쥐나 비둘기보다 많은 신경세포를 보유해 높은 지능을 보여줍니다. 이처럼 각 생명체는 자신이 처한 환경에 최적화된 방식으로 신경계를 발달시켜 왔으며, 이는 지능이 단순히 뇌의 크기나 구조에만 국한되지 않는 복합적인 진화의 결과물임을 시사합니다. 인간의 뇌가 유독 거대해진 배경에는 사회적 상호작용과 에너지 효율이라는 두 가지 핵심 요소가 자리 잡고 있습니다. 집단생활을 하며 타인의 의도를 파악하고 협력과 경쟁을 반복하는 과정에서 뇌는 복잡한 문제를 해결하기 위해 급격히 팽창했습니다. 하지만 뇌는 막대한 에너지를 소모하는 조직이기에 무한정 커질 수는 없었습니다. 인류가 불을 발견하고 음식을 익혀 먹기 시작하면서 소화 효율이 높아졌고, 여기서 확보된 잉여 에너지가 뇌의 성장을 뒷받침하는 결정적인 계기가 되었습니다. 즉, 요리하는 습관과 사회성이 오늘날 인간의 지능을 만든 원동력입니다. 현대 과학은 데카르트가 정의한 '생각하는 나'라는 존재 역시 뇌의 작용 중 하나라고 설명합니다. 자아는 우리가 내린 선택에 의미를 부여하고 경험을 일관되게 해석하도록 돕는 감각이지만, 때로는 불안정하게 흔들리기도 합니다. '걷는 시체 증후군' 환자들처럼 신체와 기억이 온전함에도 불구하고 자신의 존재 자체를 부정하는 사례는 자아가 얼마나 미스터리한 영역인지를 잘 보여줍니다. 분명히 세상을 보고 느끼고 있음에도 '나는 존재하지 않는다'고 믿는 현상은, 우리가 당연하게 여기는 자아라는 감각이 뇌가 정교하게 만들어낸 결과물임을 암시합니다. 우리가 내리는 수많은 선택이 정말 온전한 자유 의지에 의한 것인지에 대해서는 여전히 의문이 남습니다. 실험을 통해 증명되듯, 인간의 선택은 주변 환경이나 교묘하게 설계된 '미끼'에 의해 쉽게 유도될 수 있으며, 뇌는 그저 무의식적인 선택을 사후에 정당화하는 역할을 수행하기도 합니다. 어쩌면 자아란 뇌가 복잡한 선택의 원인을 설명하기 위해 도입한 일종의 추상적인 망상일지도 모릅니다. 인공지능이 고도로 발달하여 스스로를 인식하게 될 때, 그들 역시 인간처럼 자아라는 개념을 통해 자신의 존재를 정의하게 될지 고민해 볼 시점입니다.

이대열

카오스재단카오스콘서트

뇌인지과학

[강연] 바다의 비밀 - 심해탐사 (4) 패널토의 | 2016 가을 카오스 강연 '지구인도 모르는 지구' 8강 | 8강 ④

지구의 70% 이상을 차지하는 바다는 우리에게 매우 친숙한 존재처럼 느껴지지만, 사실 그 깊은 속내는 여전히 베일에 싸여 있습니다. 특히 수심 2,000미터 이상의 심해는 인류가 우주보다도 더 모르는 미지의 영역으로 남아 있습니다. 삼면이 바다인 우리나라에서도 이러한 심해의 신비로움에 주목하며 연구를 이어가고 있습니다. 심해는 단순히 어둡고 차가운 공간이 아니라, 우리가 상상하지 못했던 독특한 생명체들이 자신들만의 질서를 유지하며 살아가는 경이로운 세계입니다. 심해 탐사의 최전선에는 유인 잠수정이 있습니다. 과학자들은 막대한 비용과 위험을 무릅쓰고 직접 수천 미터 아래로 내려가 심해의 풍경을 마주합니다. 칠흑 같은 어둠 속에서 잠수정의 조명을 켰을 때 드러나는 해저 평원의 모습은 마치 고려청자 빛깔과 같은 신비로운 푸른빛을 띠기도 합니다. 이러한 직접적인 경험은 단순한 데이터 수집을 넘어 과학자들에게 깊은 영감과 통찰력을 제공하며, 심해 연구의 질을 한 단계 높이는 중요한 역할을 수행하고 있습니다. 기술의 발전으로 무인 잠수정의 활용도 늘고 있습니다. 무인 잠수정은 인명 사고의 위험이 없고 인공지능 등 최신 기술을 접목하기에 유리하지만, 통신 속도와 전력 공급의 한계라는 과제를 안고 있습니다. 반면 유인 잠수정은 과학자가 현장에서 직접 입체적으로 분석하고 판단할 수 있다는 독보적인 장점이 있습니다. 마치 명화를 화면으로 보는 것과 미술관에서 직접 마주하는 것의 차이처럼, 현장감 있는 연구는 심해의 복잡한 생태계를 이해하는 데 필수적인 요소로 꼽힙니다. 심해 생태계의 핵심 중 하나는 열수 분출공입니다. 이곳은 태양광이 전혀 닿지 않아 광합성이 불가능함에도 불구하고, 화학 합성을 통해 에너지를 얻는 독특한 생태계가 형성되어 있습니다. 지구 내부에서 뿜어져 나오는 유황 성분을 산화시키는 박테리아를 기반으로 게, 새우, 조개 등 수많은 생물이 밀집해 살아갑니다. 이는 기존의 생물학적 상식을 뒤엎는 발견이었으며, 먹지 않고도 공생 박테리아로부터 에너지를 얻어 생존하는 이들의 방식은 생명의 강인함을 보여줍니다. 열수 분출공 주변의 생물들은 진화적으로 매우 원시적인 형태를 유지하고 있어 '살아 있는 화석'이라 불리기도 합니다. 눈이 퇴화한 게나 고온을 견디는 미생물들은 지구 탄생 초기의 가혹한 환경과 유사한 조건에서 적응해 온 결과물입니다. 과학자들은 이러한 생물들을 통해 지구 생명 탄생의 비밀을 추적하고 있으며, 나아가 화성이나 목성의 위성처럼 극한 환경을 가진 외계 행성에서의 생명체 존재 가능성을 탐구하는 중요한 단서를 얻고 있습니다. 심해는 자원의 보고이기도 합니다. 망간 단괴를 비롯해 금, 은, 구리 등 고부가가치 광물이 풍부하게 매장되어 있어 전 세계적인 관심이 뜨겁습니다. 하지만 무분별한 개발은 수천 년간 유지되어 온 심해 생태계를 파괴할 위험이 큽니다. 국제해저기구(ISA)를 통해 환경 피해를 최소화하려는 제도적 장치가 마련되고 있지만, 여전히 개발과 보존 사이의 논쟁은 치열합니다. 미래 세대에게 이 소중한 유산을 온전히 물려주기 위해서는 신중한 접근과 지속적인 연구가 필요합니다. 인간의 탐사가 심해 생물들에게 미치는 영향에 대해서도 깊은 고민이 필요합니다. 심해 생물들은 빛이 없는 환경에서 소리나 압력 변화에 매우 민감하게 반응하도록 진화했습니다. 잠수정의 소음이나 인공적인 빛은 이들의 평온한 삶에 큰 자극이 될 수 있습니다. 우리가 미지의 세계를 알아가는 과정이 자칫 그들의 터전을 휘젓는 행위가 되지 않도록, 환경 파괴를 최소화하는 기술 개발이 병행되어야 합니다. 심해는 우리가 정복할 대상이 아니라 함께 공존하며 배워야 할 거대한 교과서입니다.

김동성, 김웅서, 이판묵

카오스재단카오스강연

지구환경과학

[강연] 뇌의 미래와 인공 자아의 탄생 (1) _ 김대식 교수 | 2016 봄 카오스 강연 '뇌 - Brain' 10강 | 10강 ①

인류는 50만 년 전만 해도 맹수의 먹잇감에 불과한 연약한 존재였습니다. 하지만 우리는 신체적 열세를 극복하고 도구를 만드는 지능을 통해 세상을 지배하게 되었습니다. 도구는 인간과 떼려야 뗄 수 없는 존재이며, 그 중심에는 인간의 지적 능력을 확장하려는 끊임없는 노력이 자리하고 있습니다. 1.5kg의 고깃덩어리에 불과한 뇌가 어떻게 이런 놀라운 문명을 일구었는지 이해하는 것은 인류의 과거와 미래를 잇는 핵심적인 열쇠가 됩니다. 이러한 지능의 발달은 인류를 지구상의 그 어떤 생명체보다 특별한 존재로 만들었습니다. 우리 뇌는 두개골이라는 어둡고 폐쇄적인 공간에 갇혀 평생을 살아갑니다. 뇌가 세상을 직접 만지거나 보는 것이 아니라, 눈과 코, 귀와 같은 감각 기관이 전달하는 신호를 간접적으로 해석할 뿐입니다. 흥미로운 점은 오감이 전달하는 정보가 항상 완벽하지 않으며, 뇌 또한 이를 있는 그대로 받아들이지 않는다는 사실입니다. 뇌는 생존 확률을 높이기 위해 들어온 정보를 추론하고 가공하며, 때로는 현실에 존재하지 않는 움직임이나 색상을 만들어내기도 합니다. 이러한 해석 과정이 바로 우리가 세상을 인식하는 방식입니다. 동일한 사물을 보더라도 사람마다 다르게 인식하는 현상은 뇌의 해석이 주관적임을 잘 보여줍니다. 유명한 파란색과 금색 드레스 논란처럼, 뇌는 각자의 유전적 요인과 환경에 따라 정보를 다르게 처리합니다. 우리가 서로 같은 세상에 살고 있다고 믿는 이유는 인식의 차이를 담아내기에 언어의 해상도가 너무 낮기 때문입니다. 애매모호한 색상을 '빨강'이라는 단어 하나로 묶어 표현하면서 서로의 차이를 인지하지 못할 뿐, 실제로는 각자가 뇌가 만들어낸 조금씩 다른 출력값의 세계를 살아가고 있는 셈입니다. 인공지능 연구의 역사에서 가장 흥미로운 지점은 인간에게 쉬운 일이 기계에게는 매우 어렵고, 반대로 인간에게 어려운 계산은 기계에게 쉽다는 사실입니다. 우리는 고양이를 구별하거나 걷는 일을 당연하게 여기지만, 이는 수억 년의 진화 과정을 통해 우리 뇌의 하드웨어에 이미 정답이 새겨져 있기 때문입니다. 반면 미분 방정식이나 복잡한 수학 계산은 진화 과정에서 마주할 일이 없었기에 뇌에 정답이 없습니다. 우리가 쉽다고 느끼는 것들은 사실 진화가 미리 풀어놓은 고난도의 문제들이었던 것입니다. 뇌과학과 인공지능의 결합은 단순히 편리한 기능을 넘어 '인공 자아'의 탄생이라는 새로운 국면을 예고합니다. 뇌가 현실을 해석하고 상상하는 능력을 통해 문명을 건설했듯이, 이제는 그 메커니즘을 기계에 이식하여 고도화된 지능을 구현하려 합니다. 이는 인류가 자신의 지적 한계를 넘어서려는 시도이자, 스스로의 정체성을 재정의하는 과정이기도 합니다. 뇌의 미래를 탐구하는 여정은 결국 인간이란 무엇인가라는 근원적인 질문에 답을 찾아가는 과정과 맞닿아 있습니다.

김대식

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물리학
뇌인지과학

[강연] 진화, 뇌를 여는 열쇠 (4) 패널토의 | 2016 봄 카오스 강연 '뇌 - Brain' 9강 | 9강 ④

인간의 지능과 뇌 크기의 상관관계는 오랜 논쟁의 대상입니다. 흔히 뇌가 클수록 똑똑할 것이라 생각하지만, 절대적인 크기보다는 체중 대비 뇌 비율이나 대뇌피질의 복잡성이 더 중요한 지표로 여겨집니다. 특히 인류는 사회적 관계 속에서 타인의 의도를 읽고 복잡한 상호작용을 수행하기 위해 뇌를 팽창시키는 방향으로 진화해 왔습니다. 이를 '마키아벨리적 지능 가설'이라 부르기도 하는데, 이는 인간이 자연환경보다 다른 인간과의 관계를 해결하는 데 더 큰 지적 에너지를 쏟았음을 시사합니다. 현대 뇌과학은 뇌의 크기보다 '신경 효율성'에 주목합니다. 뇌는 수많은 신경세포의 연결망인 시냅스로 구성되며, 이 연결이 얼마나 단단하고 효율적으로 이루어지느냐가 지능의 핵심입니다. 특정 사물을 인식하고 이를 언어와 결합하여 행동으로 옮기는 과정은 뇌의 여러 영역이 하나의 회로처럼 유기적으로 움직일 때 가능해집니다. 단순히 뇌의 부피를 키우는 것이 아니라, 복잡한 주름을 통해 표면적을 넓히고 신경전달의 속도와 정확성을 높이는 방향으로의 진화가 인간 지성의 근간이 되었습니다. 우리가 설탕이나 지방에 열광하는 이유는 진화의 역사 속에서 찾을 수 있습니다. 과거 수렵채집 시대에는 에너지가 풍부한 단맛과 감칠맛을 선호하는 개체가 생존과 번식에 유리했습니다. 하지만 영양 과잉의 시대인 현대에 들어서면서 이러한 진화적 선호는 오히려 당뇨나 고혈압 같은 부작용을 낳고 있습니다. 과거에는 생존을 돕던 귀한 영양소들이 이제는 건강을 위협하는 존재가 된 것입니다. 이는 생물학적 진화 속도가 급격히 변한 현대 사회의 환경을 따라잡지 못해 발생하는 일종의 '진화적 부적응' 사례라 할 수 있습니다. 뇌의 보상회로는 생존에 필수적인 행동을 할 때 도파민을 분비하여 쾌락을 느끼게 합니다. 식사나 번식, 사회적 유대감 형성이 즐거운 이유는 이 시스템 덕분입니다. 그러나 술, 담배, 도박, 심지어 인터넷 게임과 같은 현대적 자극들은 이 보상회로를 비정상적으로 강력하게 활성화합니다. 반복된 자극은 뇌의 내성을 유발하고, 결국 더 큰 자극 없이는 일상적인 즐거움을 느끼지 못하는 중독 상태에 빠뜨립니다. 진화의 산물인 보상 시스템이 현대의 인공적인 자극과 만나면서 예상치 못한 사회적 병리 현상을 만들어낸 셈입니다. 모든 행동이 뇌의 물리화학적 작용이라는 과학적 설명은 때로 허무함이나 책임 회피의 근거로 오해받기도 합니다. 하지만 행동의 원인을 설명하는 것과 그 행동을 도덕적으로 정당화하는 것은 전혀 다른 차원의 문제입니다. 유전자나 호르몬, 뇌 회로를 통해 폭력성이나 특정 행동의 기제를 밝혀내는 것은 그 문제를 더 효과적으로 해결하고 예방하기 위한 방책을 찾는 과정입니다. 과학은 우리에게 면죄부를 주는 것이 아니라, 인간 본성에 대한 깊은 이해를 통해 더 나은 사회적 시스템을 설계할 수 있는 지표를 제공합니다. 유전자가 행동의 경향성을 결정할 수는 있지만, 그것이 곧 피할 수 없는 운명은 아닙니다. 실제로 반사회적 유전적 소인을 가졌음에도 불구하고 교육과 환경의 영향으로 훌륭한 학자가 된 사례는 환경의 중요성을 잘 보여줍니다. 유전자의 발현은 태어난 이후의 경험과 학습에 의해 얼마든지 조절될 수 있는 가소성을 지니고 있습니다. 따라서 우리는 생물학적 결정론에 빠져 허무해하기보다, 적절한 환경 조성과 교육을 통해 잠재된 부정적 요인을 억제하고 긍정적인 방향으로 나아갈 수 있는 가능성에 주목해야 합니다. 과학이 삶의 신비로움을 파괴한다는 우려와 달리, 진화와 뇌과학은 우리가 왜 지금의 모습으로 존재하는지에 대한 가장 아름답고 정교한 답을 들려줍니다. 인간만이 유일하게 자신의 기원과 존재의 이유를 과학적으로 탐구할 수 있는 종이라는 사실은 그 자체로 경이로운 일입니다. 또한 인간의 마음이 뇌에서 비롯된다는 사실은 우리와 다른 생명체들이 공유하는 진화적 연결고리를 확인시켜 줍니다. 이러한 겸허한 성찰은 인간 중심적인 사고에서 벗어나 생태계 전체를 이해하고 공존하는 지혜를 선사합니다.

구자욱, 김태원, 전중환

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생명과학
뇌인지과학

[강연] 착각하는 뇌(라야 한다) (5) 패널토의 | 2016 봄 카오스 강연 '뇌 - Brain' 7강 | 7강 ⑤

인간의 뇌는 단순히 외부의 자극을 수동적으로 받아들이는 장치가 아닙니다. 과거 큰 화제가 되었던 '드레스 색깔 논란'은 우리 뇌가 주변 조명 상태에 따라 정보를 얼마나 능동적으로 해석하는지 보여주는 대표적인 사례입니다. 사람마다 조명의 밝기를 판단하는 기준이 다르기 때문에, 동일한 이미지를 보고도 누군가는 파란색으로, 누군가는 흰색으로 인식하게 됩니다. 이는 뇌가 주변 환경을 고려하여 색상을 보정하고 최적의 결과를 도출하려는 과정에서 발생하는 개인차로 이해할 수 있으며, 우리 인식이 절대적이지 않음을 시사합니다. 청각 시스템에서 발생하는 이명 현상 또한 뇌의 복잡한 작용과 밀접한 관련이 있습니다. 이명은 외부 자극이 없음에도 소리를 느끼는 현상으로, 그 원인은 매우 다양합니다. 달팽이관 내의 외유모세포가 과도하게 활성화되어 실제로 진동이 일어나기도 하며, 특정 주파수를 담당하는 유모세포가 손상되었을 때 뇌가 이를 보충하려는 과정에서 주변 신경들이 과하게 반응하며 소리가 들리기도 합니다. 따라서 이명은 단순한 착각이 아니라 우리 몸의 감각 기관과 뇌가 상호작용하며 만들어내는 실질적인 반응이자 항상성을 유지하려는 노력의 결과입니다. 시각의 회복 가능성은 손상의 원인과 부위에 따라 결정됩니다. 전래동화 속 심봉사의 사례처럼 기적적으로 눈을 뜨는 일이 현대 과학에서 가능할지 묻는다면, 이는 단순한 심리적 요인인지 혹은 구조적 퇴행인지에 따라 답이 갈립니다. 만약 모든 시각 체계는 정상이나 심리적 충격으로 인해 일시적으로 기능이 차단된 상태라면 원인 해결 시 회복을 기대할 수 있습니다. 하지만 신경세포 자체가 소실되거나 뇌와의 연결망이 완전히 망가진 퇴행성 질환의 경우에는 현대 의학으로도 이를 되돌리는 데 한계가 존재하며, 이는 기적의 영역에 가깝습니다. 뇌가 발달하는 시기에는 적절한 환경 노출이 무엇보다 중요합니다. 특히 '결정적 시기'라고 불리는 유아기 및 청소년기에는 자연스러운 환경에서의 자극이 필수적입니다. 인공적인 구조물이나 제한된 화면에만 노출된 환경은 시각 시스템의 정상적인 발달을 저해할 수 있습니다. 이는 인공지능 학습에서도 자연 이미지를 사용했을 때 효율이 높아지는 것과 일맥상통합니다. 따라서 아이들이 교과서나 컴퓨터 앞에만 머물기보다 자연 속에서 다양한 시각적 경험을 쌓는 것이 건강한 뇌 발달의 핵심이며, 발달 단계에 맞는 교육이 이루어져야 합니다. 과학은 세상의 모든 신비를 완벽히 설명하지 못하지만, 가장 합리적인 근거를 찾아가는 과정입니다. 설명하기 어려운 초자연적 현상에 직면했을 때, 과학자들은 가장 상식적이고 납득 가능한 가설부터 검증하는 '절약의 원리'를 따릅니다. 대중적인 사견과 검증된 과학적 사실을 변별하기 위해서는 대학 수준의 교재를 접하며 기초 지식을 탄탄히 쌓는 노력이 필요합니다. 이러한 과학적 소양은 우리 사회를 더욱 건강하게 만들며, 일반인들이 과학적 지식으로 무장하여 가짜 과학을 배격할 수 있을 때 비로소 진정한 과학의 발전이 가능해집니다.

백세범, 정상철, 정수영

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뇌인지과학

[강연] 착각하는 뇌(라야 한다) (4) 패널토의 | 2016 봄 카오스 강연 '뇌 - Brain' 7강 | 7강 ④

우주의 광활함 속에서 인류는 오랫동안 '우리에겐 이웃이 있는가'라는 근원적인 질문을 던져왔습니다. 수천억 개의 은하와 그보다 더 많은 항성이 존재하는 우주에서 지구만이 유일하게 생명을 품고 있다는 생각은 현대 과학의 관점에서 점차 설득력을 잃어가고 있습니다. 최근 수십 년간 천문학은 비약적인 발전을 거듭하며 태양계 너머의 외계 행성들을 탐색하는 데 집중해 왔습니다. 이러한 여정은 단순히 새로운 행성을 발견하는 것을 넘어, 생명 탄생의 조건과 우주의 보편성을 이해하려는 인류의 거대한 도전이라 할 수 있으며 우리의 존재 이유를 찾는 과정이기도 합니다. 외계 행성 탐사의 황금기를 연 주역은 단연 케플러 우주 망원경입니다. 케플러는 행성이 항성 앞을 지나갈 때 항성의 밝기가 미세하게 변하는 '식 현상'을 이용하여 수천 개의 외계 행성 후보를 찾아냈습니다. 이를 통해 우리는 태양계와 유사한 구조를 가진 행성계가 우주에 흔하게 존재한다는 사실을 깨닫게 되었습니다. 특히 지구와 크기가 비슷하고 암석으로 이루어진 행성들이 다수 발견되면서, 외계 생명체의 존재 가능성에 대한 과학적 기대감은 그 어느 때보다 높아졌으며 탐사의 방향도 더욱 구체화되었습니다. 생명체가 존재하기 위한 가장 핵심적인 조건 중 하나는 바로 '거주 가능 구역'입니다. 이는 항성으로부터 너무 가깝지도, 너무 멀지도 않아 행성 표면에 액체 상태의 물이 존재할 수 있는 적당한 거리의 궤도를 의미합니다. 물은 생명 활동에 필수적인 용매 역할을 하기 때문에, 과학자들은 이 구역에 위치한 행성들을 우선적인 탐사 대상으로 삼습니다. 하지만 단순히 거리뿐만 아니라 행성의 질량, 자기장의 유무, 그리고 대기의 구성 성분 등 여러 복합적인 요인들이 생명 거주 가능성을 결정짓는 중요한 변수로 작용하며 연구의 깊이를 더해줍니다. 최근 가동을 시작한 제임스 웹 우주 망원경은 외계 행성의 대기 성분을 분석하는 데 있어 혁신적인 전기를 마련했습니다. 행성이 항성 빛을 통과할 때 대기를 거쳐 오는 빛의 스펙트럼을 분석하면, 그곳에 산소, 이산화탄소, 메탄, 혹은 수증기가 존재하는지 파악할 수 있습니다. 이러한 화학적 지표들은 생명 활동의 결과물일 가능성을 시사하는 '바이오시그니처'로 간주됩니다. 대기 분석 기술의 정교화는 우리가 직접 가볼 수 없는 먼 곳의 행성이 실제로 생명이 살기에 적합한 환경인지를 판단하는 결정적인 근거를 제공하며 우주 생물학의 지평을 넓히고 있습니다. 하지만 이러한 발견에도 불구하고 인류가 외계 행성에 직접 도달하는 것은 여전히 거대한 장벽에 가로막혀 있습니다. 가장 가까운 항성계인 프록시마 켄타우리조차 현재의 로켓 기술로는 수만 년이 걸리는 거리입니다. 빛의 속도에 근접하는 추진 기술이나 세대 우주선 같은 개념들이 논의되고 있지만, 이는 아직 먼 미래의 영역에 머물러 있습니다. 따라서 현재의 탐사는 원격 관측과 전파 신호 분석을 통한 간접적인 방식에 의존할 수밖에 없으며, 이는 과학적 인내심과 정밀한 데이터 해석 능력을 동시에 요구하는 고된 작업이자 인류가 극복해야 할 과제입니다. 외계 생명체의 발견은 과학적 성과를 넘어 인류의 철학적, 종교적 가치관에 거대한 파장을 일으킬 것입니다. 만약 지구 외의 장소에서 생명의 흔적이 발견된다면, 인간은 더 이상 우주의 유일한 주인공이 아닌 거대한 생태계의 일원으로서 자신을 재정의해야 할 것입니다. 이는 인류가 지닌 오만함을 내려놓고 우주적 관점에서 공존과 연대를 고민하게 만드는 계기가 될 수 있습니다. 반대로 광활한 탐사에도 불구하고 생명의 흔적을 찾지 못한다면, 지구라는 푸른 점이 가진 희귀함과 소중함은 더욱 절실하게 다가올 것이며 우리가 보호해야 할 유일한 안식처임을 깨닫게 할 것입니다. 결론적으로 외계 행성 탐사는 미지의 세계에 대한 호기심을 충족시키는 과정을 넘어, 인류의 기원과 미래를 묻는 여정입니다. 기술이 발전할수록 우리는 우주의 비밀에 한 걸음 더 다가갈 것이며, 그 과정에서 얻는 지식은 지구 환경을 보호하고 인류의 지속 가능성을 확보하는 데 중요한 통찰을 제공할 것입니다. 비록 지금은 밤하늘의 작은 점을 바라보는 단계에 불과할지라도, 끊임없는 탐구 정신은 언젠가 우리를 진정한 우주 시대의 주역으로 이끌어 줄 것입니다. 우리는 여전히 답을 찾고 있으며, 그 과정 자체가 인류의 위대한 진보이자 멈추지 않을 도전입니다.

백세범, 정상철, 정수영

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뇌인지과학

[강연] 자아의 탄생 : 나를 의식하는 나 (2) _ 강웅구 교수 | 2016 봄 카오스 강연 '뇌 - Brain' 5강 | 5강 ②

의식의 가장 핵심적인 속성 중 하나는 '감각질(Qualia)'이라 불리는 주관적 체험입니다. 이는 현재 내가 느끼는 현실 전체에 대한 고유한 느낌을 의미하며, 철저히 1인칭 시점에서만 존재합니다. 이러한 주관적 성질 때문에 의식은 타인에게 직접 전달하거나 방송할 수 없어 자연과학의 탐구 대상이 되기 어렵다는 비판을 받기도 합니다. 하지만 서로 다른 감각질을 느끼더라도 같은 대상에 대해 동일한 언어적 합의를 이룬다면, 이를 '상호주관성'이라는 측면에서 객관적인 탐구의 대상으로 삼을 수 있습니다. 의식의 또 다른 중요한 특징은 '지향성(Intentionality)'입니다. 이는 의식이 항상 무엇인가를 향하고 있다는 '대상성(Aboutness)'을 의미합니다. 우리가 무언가를 지각하거나 기억을 떠올릴 때, 혹은 미래의 행동을 계획할 때 의식은 반드시 구체적인 내용이나 대상을 가집니다. 그 대상은 외부 환경일 수도 있고, 환경 속에서 존재하는 나 자신이나 의식하는 주체로서의 나일 수도 있습니다. 이처럼 의식은 결코 텅 빈 상태로 존재하지 않으며 늘 무언가에 관한 상태를 유지합니다. 인간의 정신 기능은 다양한 모듈 구조로 이루어져 있으며, 의식은 이러한 여러 기능이 복합적으로 참여하여 형성됩니다. 시각과 청각 같은 기초적인 감각 모듈부터 타인의 마음을 추론하는 '마음 이론(Theory of Mind)'에 이르기까지, 생물학적 진화와 발달 단계에 따라 의식의 복합성은 달라집니다. 예를 들어 5세 이상의 아이는 '마음 이론(Theory of Mind)' 기능을 갖추게 되어 더욱 고차원적인 의식의 재료를 확보하게 됩니다. 결국 의식의 범위와 수준은 해당 개체가 어떤 정신적 모듈을 얼마나 정교하게 갖추고 있느냐에 따라 결정된다고 볼 수 있습니다. 뇌의 각 부위가 모양, 색깔, 움직임을 따로 처리함에도 불구하고 우리는 이를 하나의 통합된 대상으로 인식합니다. 이러한 '지각 연합(Binding)'과 '통합성'은 의식의 신비로운 특징 중 하나입니다. 파편화된 정보들을 하나로 묶어 '통합성'을 부여하는 역할은 주로 무의식의 영역에서 수행됩니다. 무의식은 다양한 정보 처리를 거쳐 완성된 결과물을 의식에 바치며, 우리는 이를 통해 '나'라는 일관된 자아를 유지합니다. 만약 이 '지각 연합(Binding)' 과정에 문제가 생기면 여러 대상을 동시에 인식하지 못하는 병적인 상태가 나타나기도 합니다. 리벳의 실험은 우리가 결심을 내리기 전 이미 뇌에서 준비 전위가 나타난다는 사실을 밝혀내며 자유의지에 대한 논쟁을 불러일으켰습니다. 이는 의식적인 의도가 행위의 직접적인 원인이 아닐 수도 있음을 시사합니다. 실제로 우리 몸은 의식이 인지하지 못하는 자극에도 공포 반응을 보이거나, 운전처럼 숙달된 행위를 무의식적으로 수행하기도 합니다. 하지만 의식이 모든 정보 처리에 개입하지 않는다고 해서 그 가치가 부정되는 것은 아닙니다. 의식은 본능적 반응을 억제하거나 복잡한 상황에서 선택을 내리는 등 고차원적인 조절 기능을 수행하기 때문입니다.

강웅구

카오스재단카오스강연

뇌인지과학

[강연] 기억 찾기 (4) 패널토의 | 2016 봄 카오스 강연 '뇌 - Brain' 3강 | 3강 ④

유아기 뇌 발달과 교육의 관계는 많은 부모의 관심사입니다. 뇌과학에서는 특정 기능을 습득하기에 가장 적합한 '결정적 시기'가 존재한다고 설명합니다. 예를 들어 시각이나 언어 회로는 특정 시기에 적절한 자극을 받아야 정상적으로 발달하며, 이 시기를 놓치면 나중에 회복하기가 매우 어려울 수 있습니다. 하지만 동물을 대상으로 한 연구 결과를 인간의 조기 교육에 그대로 대입하는 것은 주의가 필요합니다. 인간의 학습은 훨씬 복잡하며, 정교하게 통제된 연구를 통해 각 기능에 맞는 적기 교육의 기준을 세우는 것이 중요합니다. 기억력을 높이기 위해 시각과 청각 등 여러 감각을 동시에 활용하는 것은 과학적 근거가 있습니다. 우리 뇌에서 시냅스가 강화되는 현상인 장기 강화(LTP)가 일어날 때, 다른 경로의 정보가 함께 입력되면 기억 형성을 돕는 시너지 효과가 발생합니다. 단순히 눈으로 읽는 것보다 손으로 쓰면서 외울 때 더 잘 기억되는 이유도 여기에 있습니다. 다양한 감각 정보가 뇌로 들어오면 신경세포 간의 연결이 더욱 단단해지며, 이는 정보를 더 효율적으로 저장하고 나중에 다시 인출하기 좋게 만드는 밑거름이 됩니다. 기억은 카메라처럼 세상을 그대로 기록하는 것이 아니라, 뇌 안에서 나름의 방식으로 재구성되는 과정입니다. 정보를 저장할 때 시각, 청각, 촉각 등 다양한 감각적 '문고리'를 만들어두면 나중에 이를 인출하기가 훨씬 수월해집니다. 특히 영장류인 인간은 뇌의 절반가량을 시각 정보 처리에 할애할 정도로 시각에 민감합니다. 따라서 기억 전문가들이 사용하는 장소법처럼 정보를 시각적 이미지와 결합해 저장하는 방식은 뇌의 특성을 가장 잘 활용하는 효율적인 전략이라 할 수 있으며, 이는 정보의 장기 보존에도 유리합니다. 최근 전자기기 사용 증가로 인한 '디지털 치매'에 대한 우려가 큽니다. 하지만 이는 전자파의 직접적인 영향이라기보다 정보를 대하는 태도와 감각의 단조로움에서 기인할 가능성이 큽니다. 종이책은 특유의 질감과 냄새 등 풍부한 감각 정보를 제공하지만, 디지털 매체는 시각적 자극에 치중되어 기억의 깊이가 얕아질 수 있습니다. 또한 언제든 검색이 가능하다는 심리적 안도감이 뇌의 기억 중요도를 낮추기도 합니다. 매체의 변화에 적응하는 것도 필요하지만, 뇌를 능동적으로 사용하여 정보를 내면화하는 습관이 중요합니다. 나이가 들면서 겪는 자연스러운 기억력 감퇴와 알츠하이머와 같은 치매는 엄연히 다른 현상입니다. 노화에 따라 단순 암기력은 줄어들 수 있지만, 판단력이나 종합적인 인지 능력은 80대 이후까지도 건강하게 유지될 수 있습니다. 유전적 요인이나 생활 습관에 따라 개인차는 존재하지만, 뇌를 지속적으로 자극하고 관리한다면 고령에도 높은 수준의 지적 활동이 가능합니다. 따라서 건망증을 무조건 치매의 전조로 보며 불안해하기보다는, 뇌의 고차원적인 기능을 믿고 꾸준히 독서나 대화 등을 통해 뇌 건강을 관리하는 자세가 필요합니다. 기억의 실체는 특정 단백질이나 물질이 아니라 신경세포 사이의 연결인 '시냅스 가소성'에 있습니다. 우리가 무언가를 기억할 때 뇌는 정보를 여러 조각으로 나누어 각기 다른 회로에 분산 저장합니다. 예를 들어 할머니에 대한 기억은 얼굴 모습, 목소리, 함께했던 추억 등이 뇌 전체에 퍼져 있다가, 회상하는 순간에 다시 하나로 조립됩니다. 이 과정에서 시냅스의 구조를 키우고 연결을 공고히 하기 위해 단백질 합성이 일어나는 것이며, 이러한 역동적인 연결망 자체가 바로 우리 기억의 본질이자 외부 저장 장치와 차별화되는 지점입니다. 건강한 삶을 위해서는 잘 기억하는 것만큼이나 잘 잊어버리는 '망각'의 조화가 필수적입니다. 모든 것을 기억하는 과잉 기억은 오히려 과거에 매몰되게 만들어 미래로 나아가는 발목을 잡을 수 있습니다. 반대로 모든 것을 잊는다면 자아의 정체성을 잃게 됩니다. 결국 기억과 망각 사이의 적절한 균형이 우리의 자아를 지탱하고 변화하는 세상에 적응하게 만드는 힘입니다. 과거를 발판 삼아 현재를 살아가고 미래를 설계하는 인간의 위대한 능력은 바로 이 기억의 메커니즘에서 비롯되며, 이는 우리가 개성을 가진 존재로 우뚝 서게 합니다.

강봉균, 김상정, 최준식

카오스재단카오스강연

뇌인지과학

[강연] 빛을 열망한 예술가들 - 터너에서 엘리아손까지 (3) _전영백 교수 | 2015 가을 카오스 강연 '빛 색즉시공' 8강 | 8강 ③

1960년대 이후 등장한 포스트모더니즘은 이전의 추상 미술이 추구하던 순수한 시각적 유희에 의문을 제기했습니다. 마크 로스코나 바넷 뉴먼의 색면 회화처럼 너무나 이상화된 예술은 일상적인 삶과 분리되어 있다는 비판을 받았습니다. 예술가들은 이제 멀리서 대상을 관찰하는 대신, 혼란스러운 현실 속으로 직접 걸어 들어가기 시작했습니다. 이 시기 미술의 중심은 눈으로 보는 시각에서 몸으로 느끼는 신체와 개념으로 이동했으며, 후각과 청각 등 모든 감각이 동원되는 공감각적인 변화를 맞이하게 되었습니다. 2000년대에 접어들며 미술계에는 다시 빛에 주목하는 흐름이 나타났습니다. 하지만 과거와 달리 현대 미술가들은 빛을 단순히 캔버스 위에 재현하지 않습니다. 제임스 터렐과 같은 작가는 관람객이 빛으로 만들어진 공간 속으로 직접 들어가게 함으로써, 빛을 입체적으로 체험하게 합니다. 관람객은 건축물 안에서 변화하는 하늘을 바라보며 온몸으로 공간과 빛의 조화를 느낍니다. 이는 시각적 감상을 넘어 인간의 감각 전체를 자극하는 행위이며, 예술이 정지된 화면이 아닌 살아있는 경험이 되는 과정을 보여줍니다. 아니쉬 카푸어는 거대한 조형물을 통해 빛과 공간의 관계를 탐구합니다. 그는 파리의 그랑 팔레와 같은 역사적 건축물 내부에 비행기 소재를 활용한 거대한 구조물을 설치하여 관람객에게 압도적인 경험을 선사했습니다. 붉은색의 거대한 내부 공간에 들어선 관람객은 마치 가상의 자궁이나 고래의 뱃속에 들어온 듯한 신비로운 기분을 느낍니다. 여기서 빛은 단순히 사물을 비추는 도구가 아니라, 빈 공간을 채우고 인간의 원초적인 감각을 일깨우는 매개체로 작용하며 현대 미술의 지평을 넓힙니다. 현대 미술에서 빛은 그 자체로 작품의 주인공이 되기도 합니다. 김수자 작가는 미술관 유리창에 특수 필름을 붙여 시시각각 변하는 무지갯빛이 공간을 채우게 함으로써 빛의 숨결을 표현했습니다. 올라퍼 엘리아슨은 테이트 모던에 인공 태양을 설치하여 수많은 관람객에게 경이로운 감동을 주었습니다. 이러한 시도들은 미술이 구체적인 형태를 가진 오브제에 국한되지 않고, 빛이라는 비물질적인 요소만으로도 충분히 예술적 메시지를 전달할 수 있음을 증명하며 관람객의 적극적인 참여를 이끌어냅니다. 결국 현대 미술의 빛은 200년 전 윌리엄 터너가 가졌던 고민과 맞닿아 있습니다. 올라퍼 엘리아슨이 터너의 작품을 과학적으로 분석하여 색채를 추출했듯이, 예술가들은 여전히 '내가 세상을 어떻게 인식하는가'라는 근원적인 질문을 던집니다. 빛을 표현하는 방식은 기술의 발전과 함께 진화해 왔지만, 그 핵심은 언제나 인간의 감각과 세계가 만나는 접점에 있습니다. 우리는 예술을 통해 빛과 교감하며, 주체적인 시각으로 세상을 바라보는 법을 배웁니다. 이것이 바로 미술이 시대를 초월하여 빛을 탐구하는 이유입니다.

전영백

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[강연] 빛을 열망한 예술가들 - 터너에서 엘리아손까지 (1) _전영백 교수 | 2015 가을 카오스 강연 '빛 색즉시공' 8강 | 8강 ①

우리가 세상을 본다는 것은 단순히 시각적 정보를 받아들이는 것을 넘어, 대상을 인식하고 이해하는 과정과 직결됩니다. 19세기 이전의 예술은 르네상스 원근법이라는 과학적이고 체계적인 구조 안에서 대상을 객관적으로 재현하는 데 집중했습니다. 하지만 19세기에 접어들며 '내 눈으로 본다'는 주체 중심의 시각 혁명이 일어났습니다. 사물의 색채가 고정된 것이 아니라, 관찰자의 감각과 빛의 상호작용을 통해 맺히는 결과물이라는 인식이 싹트기 시작한 것입니다. 이러한 시각의 전환에 결정적인 역할을 한 인물은 문학가 괴테였습니다. 그의 '색채론'은 당시 과학계에서는 이단아 취급을 받았지만, 예술가들에게는 새로운 영감의 원천이 되었습니다. 괴테는 색채가 객관적으로 존재하는 것이 아니라 빛과 어둠이 만나는 경계에서 우리 눈이 감지하는 주관적 현상이라고 주장했습니다. 이는 정해진 틀에서 벗어나 인간의 눈이 가진 불완전함과 역동성을 예술의 영역으로 끌어들이는 계기가 되었습니다. 영국의 화가 윌리엄 터너는 괴테의 이론을 적극적으로 수용하여 빛과 대기의 움직임을 추상적으로 표현한 선구자였습니다. 그는 단순히 풍경을 그리는 것에 그치지 않고, 요동치는 바다와 타오르는 불꽃 속에서 직접 체험한 감각을 화폭에 담았습니다. 터너의 작품 속에서 형태는 빛과 색채의 소용돌이 속으로 흩어지며, 관찰자에게 자연의 거대한 역동성을 전달합니다. 이는 구상 미술의 시대를 넘어 인상주의로 향하는 징검다리 역할을 했습니다. 19세기 중반 사진의 발명은 회화의 역사에 유례없는 충격을 안겨주었습니다. 니에프스와 다게르에 의해 대중화된 사진 기술은 사물을 있는 그대로 완벽하게 재현해냄으로써, 회화가 가졌던 사실적 묘사의 의무를 덜어주었습니다. 이제 화가들은 대상을 똑같이 복제하는 일에서 해방되어, 자신만의 주관적인 느낌과 추상적인 표현에 집중할 수 있게 되었습니다. 사진이라는 기술적 진보가 역설적으로 회화에 '재현으로부터의 자유'를 선사한 셈입니다. 인상주의의 거장 클로드 모네는 이러한 변화를 가장 잘 보여주는 작가입니다. 그는 같은 대상을 시간의 흐름에 따라 여러 번 그리는 연작을 통해, 빛에 의해 시시각각 변하는 순간의 인상을 포착했습니다. 모네에게 중요한 것은 대상의 본질적 형태가 아니라, '지금, 여기'에서 자신의 망막에 맺히는 빛과 색채의 조합이었습니다. 이는 세상을 바라보는 중심이 객체에서 주체로 완전히 이동했음을 의미하며, 현대 미술의 서막을 알리는 신호탄이 되었습니다. 모네의 런던 템스강 연작은 예술이 현실을 어떻게 미화하는지 보여주는 흥미로운 사례입니다. 당시 산업혁명의 여파로 오염되고 참혹했던 런던의 풍경은 모네의 붓끝에서 몽환적이고 아름다운 색채로 재탄생했습니다. 이는 예술적 아름다움이 대상과의 적절한 거리를 유지할 때 비로소 완성된다는 점을 시사합니다. 고통스러운 현실조차 시각적 감각으로 여과될 때, 우리는 비로소 그 안에서 숭고한 미학적 가치를 발견하게 되는 것입니다. 인상주의는 르누아르의 따스한 햇살과 드가의 인공적인 도시 불빛을 거쳐 휘슬러의 '예술을 위한 예술'로 이어졌습니다. 휘슬러는 형태를 알아보기 힘든 추상적 표현으로 법정 공방까지 벌였지만, 이는 예술가의 표현 자유를 확립하는 중요한 계기가 되었습니다. 결국 19세기의 빛과 색채에 대한 탐구는 인간의 시각이 지닌 주관적 힘을 확인하는 과정이었습니다. 현대 미술은 그렇게 외부 세계의 재현을 넘어, 인간 내면의 감각을 기록하는 여정으로 진화했습니다.

전영백

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[강연] 식물은 빛을 어떻게 인지할까? - 광합성과 빛 (4) _최길주 교수 | 2015 가을 카오스 강연 '빛 색즉시공' 4강 | 4강 ④

식물은 눈이나 코와 같은 감각 기관이 겉으로 드러나지 않지만, 빛을 인식하는 정교한 체계를 갖추고 있습니다. 파이토크롬이라 불리는 광수용체는 식물의 특정 부위에만 집중된 것이 아니라 뿌리, 줄기, 꽃, 열매 등 식물 전체에 분포하여 환경을 감지합니다. 이는 인간의 눈이 특정 위치에 고정된 것과 달리, 식물의 모든 세포가 각자의 위치에서 빛의 정보를 수집하고 계절의 변화나 주변 식물의 존재를 파악하는 역할을 수행함을 의미합니다. 이러한 감각 체계는 식물이 이동할 수 없는 한계를 극복하고 생존하기 위한 필수적인 진화의 결과입니다. 식물의 감각은 시각에만 국한되지 않습니다. 식물은 냄새를 맡고 중력을 느끼며 물리적인 자극에도 반응하는 일종의 '오감'을 지니고 있습니다. 예를 들어, 우주와 같은 무중력 환경에서는 식물의 성장 형태가 변하며, 주변 식물이 내뿜는 화학 물질을 감지해 경쟁자를 물리치거나 열매를 맺는 시기를 조절하기도 합니다. 이러한 능력은 식물이 단순히 수동적인 존재가 아니라, 주변 환경과 끊임없이 상호작용하며 생존 전략을 짜는 능동적인 생명체임을 보여줍니다. 식물은 자신만의 방식으로 세상을 느끼며 그 안에서 최적의 삶을 영위해 나갑니다. 특히 뿌리는 식물의 지능이 집약된 기관으로 평가받기도 합니다. 뿌리 끝에는 인간의 이석과 유사한 역할을 하는 평형석(녹말체)이 있어 중력의 방향을 정확히 인식하고 땅속을 향해 자라납니다. 또한 뿌리는 빛의 반대 방향으로 이동하려는 성질도 함께 가지고 있어, 중력과 빛이라는 서로 다른 신호를 통합하여 최적의 성장 방향을 결정합니다. 이러한 복잡한 정보 처리 과정은 식물이 중추 기관 없이도 개별 세포와 조직의 협력을 통해 고도의 생존 판단을 내리고 있음을 시사합니다. 뿌리 끝은 환경 신호가 집적되는 중요한 의사결정 센터인 셈입니다. 식물의 이러한 놀라운 능력은 38억 년에 달하는 긴 진화의 역사 속에서 다듬어졌습니다. 초기 지구에서 가장 풍부한 에너지원이었던 빛을 활용하기 위해 식물의 조상들은 아주 단순한 형태의 광수용 분자부터 발달시켰을 것으로 추정됩니다. 이후 빛 에너지를 화학 에너지로 전환하는 광합성이라는 복잡한 체계가 완성되면서 식물은 지구 생태계의 근간을 이루게 되었습니다. 단순한 자기 복제 물질에서 시작해 정교한 에너지 전환 장치를 갖추기까지, 식물은 생존을 위한 최선의 선택을 이어왔으며 이는 지구상의 모든 생명체가 살아갈 수 있는 기초를 마련했습니다. 광합성의 등장은 지구 역사를 바꾼 결정적인 사건이었습니다. 남세균과 같은 초기 광합성 생물들이 배출한 산소는 대기 중에 오존층을 형성하여 자외선을 차단했고, 이는 생명체가 수중을 벗어나 육상으로 진출하는 발판이 되었습니다. 또한 식물의 광합성 활동은 대기 중 이산화탄소 농도를 조절하며 지구의 기온과 빙하기, 간빙기의 순환에 깊이 관여해 왔습니다. 우리가 무심코 지나치는 작은 풀 한 포기가 사실은 지구 전체의 기후와 인류를 포함한 모든 생명체의 삶을 지탱해 온 거대한 조절자이자 생태계의 설계자 역할을 수행해 온 것입니다. 흔히 식물에게 클래식 음악을 들려주면 잘 자라고 록 음악은 해롭다는 이야기가 있지만, 이는 과학적 근거가 부족한 믿음입니다. 식물이 수십억 년의 진화 과정에서 인간의 음악 장르를 구분해야 할 생존상의 이유는 없었기 때문입니다. 다만 식물은 꿀벌의 날갯짓 진동이나 애벌레가 잎을 갉아먹는 소리와 같은 자연의 진동에는 민감하게 반응할 수 있습니다. 이는 식물의 반응이 인간의 감성적 기준이 아닌, 오로지 생존과 번식이라는 실질적인 목적에 따라 정교하게 설계되었음을 말해줍니다. 식물에게 중요한 것은 음악이 아니라 생존에 직결된 신호입니다. 식물은 화학 물질을 이용한 의사소통에도 매우 능숙합니다. 해충의 공격을 받으면 주변 식물에 위험 신호를 보내 방어 물질을 생성하게 하거나, 인간에게 유용한 영양분을 제공함으로써 자신들이 널리 재배되도록 유도하기도 합니다. 벼나 옥수수 같은 작물들이 인간에게 당분을 제공하는 것은, 결과적으로 인간을 이용해 자신들의 번식 범위를 넓히려는 고도의 전략으로 해석될 수 있습니다. 이처럼 식물은 우리가 생각하는 것보다 훨씬 더 영리하고 주도적으로 지구 생태계의 주인공 역할을 수행하고 있으며, 인류의 삶 또한 이러한 식물의 생존 전략 위에 놓여 있습니다.

박연일, 소문수, 최길주

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