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❌리스크 없는❌ 원자력 발전, 가능할까? | 요즘과학

에너지는 우리 일상에서 빼놓을 수 없는 존재입니다. 특히 전기를 생산하는 발전소는 현대 사회의 필수 인프라로 자리 잡고 있습니다. 여러 발전 방식 중에서도 원자력 발전은 높은 효율성과 대량의 전기 생산 능력으로 주목받아 왔습니다. 하지만 체르노빌과 후쿠시마 같은 대형 사고로 인해 원자력 발전의 위험성도 널리 알려져 있습니다. 이러한 위험을 극복하고자 최근에는 더욱 안전한 원자력 기술 개발이 활발히 이루어지고 있습니다. 원전의 안전성은 다양한 기계적 부품과 복잡한 시스템에 의해 유지됩니다. 그러나 예기치 못한 자연재해나 인간의 실수로 인한 사고 가능성은 완전히 배제할 수 없습니다. 방사성 물질이 외부로 유출되기까지는 여러 단계의 방호벽이 존재하지만, 사고가 발생하면 그 피해는 매우 클 수 있습니다. 이에 따라 원전의 안전성을 높이기 위한 새로운 기술이 필요하다는 목소리가 커지고 있습니다. 이러한 요구에 부응하여 등장한 것이 바로 소형 모듈 원자로(SMR)입니다. SMR은 기존 대형 원전보다 훨씬 작은 규모로, 300MWe 정도의 전기를 생산합니다. 소형화 덕분에 발생하는 열이 적고, 자연 냉각 방식으로도 충분히 안전을 유지할 수 있습니다. 또한 주요 부품을 하나의 용기에 통합해 고장이나 사고의 위험을 크게 줄였습니다. 이로 인해 SMR은 대형 원전보다 훨씬 낮은 확률로 사고가 발생할 것으로 평가받고 있습니다. SMR은 탄소 배출이 없는 발전 방식으로, 재생 에너지와의 시너지 효과가 기대됩니다. 태양광이나 풍력 등 재생 에너지는 간헐성 문제로 인해 안정적인 전력 공급이 어렵지만, SMR은 필요한 시점에 전력을 보완할 수 있습니다. 이처럼 SMR과 재생 에너지는 서로의 약점을 보완하며, 미래 에너지 시스템의 핵심 조합으로 주목받고 있습니다. 실제로 글로벌 빅테크 기업들도 SMR에 적극적으로 투자하고 있어 그 가능성이 더욱 커지고 있습니다. SMR의 상용화는 2030년대 중반을 목표로 하고 있습니다. 기존 원전과 달리 SMR은 새로운 제작 방법과 설비가 필요하며, 안전성을 검증하는 규제 절차도 새롭게 마련되어야 합니다. 이러한 과정이 시간이 걸리지만, 우리나라는 이미 높은 원자력 기술력을 바탕으로 해외 수출까지 이루고 있어 상용화에 대한 기대가 큽니다. 앞으로 SMR이 에너지 공급의 안정성과 친환경성을 동시에 실현할 수 있을지 주목됩니다.

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물리학
지구환경과학
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🤖로봇이 말을 알아듣고 설명까지 해준다구요?!!😲｜집중탐사 ASSA

AI 기술은 최근 다양한 분야에서 혁신을 이끌고 있습니다. 특히 피지컬 AI는 기존의 소프트웨어 기반 인공지능과 달리, 실제 물리적 환경에서 작동하는 시스템을 의미합니다. 이 기술은 단순히 데이터를 처리하는 것을 넘어, 현실 세계에서 직접 움직이고 반응하는 로봇 등에 적용되어 인간과의 상호작용을 한층 더 자연스럽게 만들어 줍니다. 피지컬 AI의 등장은 인공지능이 우리 일상에 더욱 가까워지고 있음을 보여주는 대표적인 사례입니다. 피지컬 AI의 대표적인 예로는 로봇 강아지가 있습니다. 기존의 로봇 강아지는 조이스틱 등 외부 장치를 통해 조작해야 했지만, 피지컬 AI가 적용된 로봇 강아지는 음성 명령을 이해하고, 시각 정보를 인식하여 스스로 판단해 행동할 수 있습니다. 사용자가 '일어나', '하트 그려'와 같은 명령을 내리면 로봇이 이를 인식하고 즉각적으로 반응하는 모습은 기술의 진보를 실감하게 합니다. 이러한 변화는 로봇이 단순한 기계가 아니라, 인간과 소통하는 존재로 진화하고 있음을 보여줍니다. 피지컬 AI는 로봇 강아지 외에도 다양한 분야에 적용되고 있습니다. 예를 들어, 미술관에서는 도슨트 로봇이 관람객의 질문에 답하며 작품을 설명해 주고, 안내 로봇은 사용자의 요청에 따라 길 안내나 정보 제공을 수행합니다. 이처럼 피지컬 AI는 단순한 명령 수행을 넘어, 상황을 이해하고 적절한 행동을 선택하는 능력을 갖추고 있습니다. 앞으로 피지컬 AI가 인간이 접근하기 어려운 위험하거나 섬세한 작업에도 활용될 것으로 기대됩니다. 피지컬 AI의 발전은 인간과 기계의 경계를 점점 더 허물고 있습니다. 로봇에 '영혼을 담는다'는 표현처럼, 이제 로봇은 단순한 도구가 아니라 감정과 의도를 이해하고 소통할 수 있는 동반자로 자리매김하고 있습니다. 이러한 기술은 가전제품, 서비스 로봇 등 다양한 생활 영역에 적용되어 우리의 삶을 더욱 편리하고 풍요롭게 만들어 줄 것입니다. 앞으로 피지컬 AI가 어떤 방식으로 우리의 일상에 스며들지, 그리고 인간이 할 수 없는 영역에서 어떤 역할을 하게 될지 많은 기대가 모아지고 있습니다. AI 기술이 실제 현장에서 어떻게 구현되고 있는지 직접 체험할 수 있는 기회가 늘어나면서, 과학기술의 발전이 우리에게 가져다줄 변화에 대한 관심도 높아지고 있습니다. 피지컬 AI는 미래 사회의 중요한 축으로 자리잡을 전망입니다.

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과학기술 정책이 도대체 왜🧐 필요한가? 우리나라의 우주 산업🚀은 얼마나 더 발전할 수 있을까?ㅣ2023 미래 과학 트렌드 출간기념 강연

과학기술 정책의 필요성은 국가의 미래를 좌우하는 중요한 요소로 자리 잡고 있습니다. 과학기술은 지난 천년간 인류의 20대 사건 중 12개를 차지할 만큼 사회와 경제 발전에 핵심적인 역할을 해왔습니다. 전기, 철도, 자동차 등 혁신적인 기술들은 경기 변동뿐 아니라 경제의 지속적인 성장에도 큰 영향을 미쳤습니다. 슘페터와 같은 경제학자들은 기술 혁신이 경제 발전의 원동력임을 강조하며, 과학기술이 단순한 연구를 넘어 국가 경쟁력의 근간임을 시사합니다. 우리나라의 경제성장 과정에서도 과학기술은 핵심적인 역할을 담당해왔습니다. 초기에는 선진국의 기술을 모방하고 자체 기술을 개발하는 데 집중했으며, 이후 중공업과 전자산업, IT 산업 등으로 산업 구조를 전환하며 성장 동력을 확보했습니다. 최근에는 저성장 국면에 진입하면서, 기술 패권 경쟁과 디지털 전환, 저출산·고령화 등 복합적인 도전에 직면하고 있습니다. 이러한 변화에 대응하기 위해 과학기술 정책은 미래를 준비하는 R&D, 디지털 생산성 향상, 글로벌 인재 유입 등 다양한 전략을 수립하고 있습니다. 2023년 과학기술 정책은 미래 산업을 선점하고 국가 전략기술을 육성하는 데 중점을 두고 있습니다. 우주항공, 신기술, 디지털 혁신 등 다양한 분야에서 민간과 정부가 협력하여 R&D를 추진하며, 성과 측정 방식도 논문이나 특허 중심에서 실질적 목표 달성으로 전환되고 있습니다. 양자기술, 첨단 바이오, 탄소중립 기술 등 미래 성장동력 분야에 집중 투자하고, 장기적이고 도전적인 연구도 적극 지원할 계획입니다. 이를 통해 국가 경쟁력을 강화하고, 글로벌 표준을 선점하는 것이 목표입니다. 디지털 전환은 과학기술 정책의 또 다른 핵심 축입니다. AI 대표 프로젝트 추진, 초고대 AI 인프라 구축, 디지털 플랫폼 정부 실현 등 다양한 과제가 진행되고 있습니다. 디지털 격차 해소를 위해 지역, 세대, 장애인 등 다양한 계층을 포용하는 정책도 강화되고 있습니다. 또한, 디지털 안전망 재정립과 국민안심 디지털 환경 조성을 통해 사회 전반의 신뢰와 안정성을 높이고자 합니다. 이러한 노력이 결실을 맺기 위해서는 국제 표준 선점과 글로벌 시장 진출이 필수적입니다. 인재 양성 역시 과학기술 정책의 중요한 축으로 자리 잡고 있습니다. 12대 전략기술에 맞춘 맞춤형 인재 육성, 민간 수요에 기반한 교육, 연구자 지원 사다리 구축 등 다양한 방안이 마련되고 있습니다. 대학원생과 포스트닥터 등 연구자들이 안정적으로 연구를 이어갈 수 있도록 지원 체계를 촘촘히 설계하고, 해외 우수 인재 유입을 위한 정책도 강화되고 있습니다. 이러한 인재 기반의 정책은 장기적으로 국가 과학기술 경쟁력의 지속적인 성장을 뒷받침할 것입니다.

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[페스티벌+어스] 지속가능한 지구: 기후 by 박록진, 김백민 ㅣ 2022 대한민국 과학축제(페스티벌 어스)

기후 변화는 이제 먼 미래의 경고가 아닌 현실의 위기로 다가왔습니다. 1880년 산업혁명 이후 지구의 평균 기온은 이미 1.1도 상승했으며, 한반도는 이보다 높은 2도 가까운 상승 폭을 기록하고 있습니다. 이러한 지구 온난화는 단순히 숫자의 변화에 그치지 않고 전 지구적인 폭염, 가뭄, 집중호우와 같은 극단적인 기상 현상을 빈번하게 야기합니다. 북극의 빙하가 녹아내리고 해수면이 상승하는 현상은 생태계 전반의 위기를 초래하며 인류의 생존을 위협하고 있습니다. 우리는 현재 지구 곳곳에서 발생하는 기후 재난을 통해 변화의 시급성을 체감하고 있습니다. 파리 협정의 핵심 목표인 탄소 중립은 인위적인 탄소 배출량과 자연적인 흡수량이 균형을 이루는 상태를 의미합니다. 우리가 배출한 이산화탄소는 숲의 광합성과 해양의 용해 작용을 통해 자연적으로 흡수되는데, 현재는 배출량이 자연의 흡수 능력을 크게 초과하여 대기 중 농도가 계속 높아지고 있습니다. 2050년까지 탄소 중립을 달성하기 위해서는 전력 생산과 운송 수단 등 주요 배출원의 에너지 구조를 근본적으로 전환하여 자연의 흡수 범위 안으로 배출량을 줄여야 합니다. 이는 단순히 배출을 줄이는 것을 넘어 지구 시스템의 순환 원리를 회복하는 과정입니다. 자연의 탄소 흡수 능력은 고정된 것이 아니라 기후 변화와 밀접하게 상호작용하며 변합니다. 최근 빈번해진 대형 산불은 그동안 나무가 흡수했던 탄소를 다시 대기로 방출하는 악순환을 만들고 있으며, 해수 온도의 상승은 바다의 탄소 용해도를 낮추어 흡수 효율을 떨어뜨립니다. 또한 이산화탄소보다 지구 온난화 지수가 25배나 높은 메테인 기체의 농도 증가는 기후 위기를 더욱 가속화하는 요인이 됩니다. 따라서 자연의 흡수 기작에 대한 정밀한 과학적 이해와 감시가 탄소 중립 전략의 필수적인 토대가 되어야 하며, 이를 위해 위성 관측과 같은 첨단 기술의 활용이 중요해지고 있습니다. 기후 위기에 대응하는 과정에서 우리는 탄소 감축뿐만 아니라 변화하는 환경에 적응하는 지혜도 함께 갖추어야 합니다. 지구 온도가 6도 이상 상승하여 인류가 멸종할 것이라는 극단적인 공포에 매몰되기보다는, 과학적 근거에 기반한 합리적인 대응책을 마련하는 것이 중요합니다. 현재의 기술 발전 속도와 국제적인 협력을 고려할 때, 우리는 온도 상승 폭을 관리 가능한 수준으로 억제할 수 있는 시간을 아직 확보하고 있습니다. 비관론에 빠져 포기하기보다는 우리가 처한 상황을 정확히 인식하고, 지속 가능한 성장을 위한 구체적이고 실현 가능한 경로를 설계해야 할 때입니다. 경제 성장과 탄소 배출 사이의 연결고리를 끊어내는 '탈동조화'는 지속 가능한 미래를 위한 핵심 과제입니다. 과거에는 GDP가 높아질수록 탄소 배출도 늘어나는 것이 당연시되었으나, 최근 선진국들을 중심으로 기술 혁신을 통해 경제 성장을 유지하면서도 배출량을 줄이는 사례가 나타나고 있습니다. 기업들은 탄소 발자국을 투명하게 공개하고 친환경 공정을 도입하며 생존을 위한 변화를 꾀하고 있습니다. 소비자 역시 탄소 배출이 적은 제품을 선택함으로써 시장의 흐름을 바꾸는 중요한 역할을 수행할 수 있으며, 이러한 개인의 선택이 모여 기업과 국가의 변화를 이끌어내는 동력이 됩니다. 에너지 전환의 성공은 단순히 재생 에너지 발전소를 많이 짓는 것에 그치지 않고, 이를 뒷받침하는 효율적인 에너지 인프라 구축에 달려 있습니다. 기상 조건에 따라 발전량이 변하는 태양광이나 풍력 에너지의 특성을 고려할 때, 남는 전력을 저장하고 필요한 곳으로 보내주는 지능형 전력망 확충이 필수적입니다. 또한 수소 에너지, 탄소 포집·활용·저장 기술(CCUS) 등 다양한 창의적 대안들을 검토하고 실용화해야 합니다. 에너지의 생산부터 소비까지 전 과정에서의 효율화와 인프라의 혁신은 기후 위기 극복을 위한 가장 강력한 수단이 될 것이며, 이는 국가 경쟁력과도 직결되는 문제입니다. 기후 위기는 인류에게 커다란 도전이지만, 동시에 새로운 문명으로 도약할 수 있는 기회이기도 합니다. 우리는 인공위성을 활용한 정밀 관측과 고도화된 모델링을 통해 미래 기후를 예측하고 최선의 대응 경로를 찾아가고 있습니다. 개인의 절제와 기업의 혁신, 그리고 국가의 현명한 정책이 조화를 이룰 때 우리는 비로소 지속 가능한 지구를 후손에게 물려줄 수 있습니다. 인류는 언제나 위기 속에서 답을 찾아왔으며, 이번에도 과학적 근거와 연대의 힘을 바탕으로 지구와 공존하는 새로운 길을 개척해 나갈 것입니다. 우리의 작은 실천과 창의적인 사고가 모여 결국 지구를 위한 올바른 답을 완성할 것입니다.

김백민, 박록진

카오스재단2022 대한민국 과학축제 ㅣ 페스티벌 어스

지구환경과학

[명강리뷰] 인공지능의 실체와 미래 by조성배 | 2017 가을 카오스 강연 '미래과학' 4강

과거 영화 속 인공지능은 주로 인간의 감정을 가진 로봇의 형태로 묘사되었습니다. 하지만 최근에는 아이언맨의 자비스나 영화 'Her'의 사만다처럼 형체 없이 대화만으로 교감하는 소프트웨어 중심의 인공지능이 주를 이룹니다. 이러한 변화는 인공지능이 우리 삶에 더 깊숙이 스며들고 있음을 시사합니다. 대중은 이를 흥미로운 허구로 치부하기도 하지만, 세계적인 기술 리더들은 인공지능의 발전 속도와 그 영향력에 대해 진지한 우려와 기대를 동시에 표명하며 뜨거운 논쟁을 이어가고 있습니다. 인공지능은 흔히 '장님 코끼리 만지기'에 비유될 만큼 정의하기 까다로운 분야입니다. 인간처럼 자아를 가진 '강한 인공지능'은 아직 먼 미래의 이야기지만, 특정 문제를 해결하는 '약한 인공지능'은 이미 놀라운 성과를 내고 있습니다. 특히 딥러닝 기술은 방대한 데이터를 바탕으로 스스로 학습하며 이미지 인식과 자동 번역 분야에서 인간의 능력을 위협할 수준에 도달했습니다. 의료 영상 판독이나 제조 현장의 불량 탐지 등 정밀함이 요구되는 영역에서 인공지능은 이미 실질적인 효용성을 입증하며 산업의 지형을 바꾸고 있습니다. 4차 산업혁명의 핵심은 센서 기술의 발전과 인공지능의 결합에 있습니다. 저렴하고 정밀해진 센서를 통해 수집된 막대한 양의 빅데이터는 인공지능이라는 컨트롤 타워를 거쳐 유의미한 정보로 재탄생합니다. 기계학습과 지각 및 추론 기술이 어우러진 인공지능 소프트웨어는 제조업의 효율성을 극대화하고 서비스 분야의 편의성을 혁신적으로 높이는 동력이 됩니다. 이는 단순한 기술적 진보를 넘어 사회 전반의 구조를 재편하는 거대한 흐름이며, 인공지능은 그 중심에서 혁신을 이끄는 가장 강력한 도구로 자리매김하고 있습니다. 인공지능 기술이 고도화될수록 기술적 완성도만큼이나 사회적 합의와 윤리적 기준이 중요해집니다. 자율주행 자동차를 예로 들면, 사고 발생 시 책임 소재를 누구에게 물을 것인지에 대한 법적 근거가 아직 미비한 실정입니다. 더욱이 위급 상황에서 다수를 위해 소수를 희생해야 하는지와 같은 윤리적 딜레마는 정답을 내리기 어려운 난제입니다. 보안 위협이나 범죄 악용 가능성 역시 간과할 수 없는 요소입니다. 따라서 인공지능의 발전은 기술적 성취뿐만 아니라 법과 제도, 그리고 인간의 가치관이 함께 발맞추어 나갈 때 비로소 완성될 수 있습니다. 미래학자들은 인공지능이 인간의 지능을 모든 영역에서 뛰어넘는 '특이점'이 머지않아 도래할 것이라고 예측합니다. 초지능의 등장은 에너지 문제 해결이나 불치병 치료와 같은 인류의 숙원을 풀 열쇠가 될 수도 있지만, 통제권 상실이라는 실존적 위협을 동반하기도 합니다. 그럼에도 불구하고 인공지능은 인간의 삶의 질을 높이는 방향으로 계속해서 진화할 것입니다. 머지않은 미래에 인공지능은 단순한 도구를 넘어 인간과 감정적으로 교류하는 동반자가 되어, 우리가 더 안전하고 편리한 세상을 누릴 수 있도록 돕는 든든한 조력자가 될 것입니다.

카오스재단명강리뷰&질문Q

[해SSUL이 있는 과학뉴스] 한국의 인공태양, 또 세계 최장기록 달성

한국의 인공태양이라 불리는 초전도 핵융합 연구장치 KSTAR가 1억 도 이상의 초고온 상태를 30초간 유지하며 세계 최장 기록을 경신했습니다. 이는 수만 번의 실험 끝에 얻어낸 값진 성과로, 미래 에너지원 확보를 위한 중요한 이정표가 됩니다. 핵융합은 태양이 에너지를 만드는 원리를 지구상에서 구현하려는 시도로, 탄소 배출이 거의 없고 원료가 풍부해 꿈의 에너지로 불립니다. 이번 성과는 한국의 핵융합 기술이 세계적인 수준에 도달했음을 다시 한번 입증한 사례라 할 수 있습니다. 핵융합 발전은 무거운 원소가 분열할 때의 에너지를 쓰는 핵분열 발전과 달리, 가벼운 수소 원자핵들이 합쳐져 헬륨으로 변하는 과정을 이용합니다. 이 과정에서 반응 전후의 질량 차이가 발생하며, 사라진 질량만큼 엄청난 에너지가 방출됩니다. 이는 바닷물에서 원료를 얻을 수 있어 자원이 무한에 가깝고, 탄소 배출이나 고준위 방사성 폐기물 문제에서도 자유로워 인류의 에너지 문제를 해결할 궁극적인 대안으로 꼽힙니다. 핵융합을 실현하기 위해서는 물질의 네 번째 상태인 플라스마를 생성하고 유지해야 합니다. 태양은 거대한 중력과 압력 덕분에 내부 온도가 약 1,500만 도 정도여도 핵융합이 활발히 일어나지만, 지구는 그런 압력을 만들 수 없습니다. 따라서 지구에서는 원자핵들이 서로 충돌할 확률을 높이기 위해 온도를 1억 도 이상으로 가열해야 합니다. 이처럼 초고온 상태를 만드는 것은 인공태양 구현을 위한 가장 기본적인 물리적 토대가 됩니다. 초고온의 플라스마를 담기 위해 과학자들은 러시아에서 처음 고안된 '토카막'이라는 장치를 사용합니다. 이는 도넛 모양의 진공 용기 내부에 강력한 자기장을 형성하여 플라스마가 벽면에 닿지 않고 공중에 떠서 회전하도록 만드는 방식입니다. 플라스마가 용기 벽에 닿는 순간 에너지가 소실되고 장치가 손상될 수 있기 때문에, 정교한 자기장 제어 기술이 필수적입니다. 플라스마 내부에서 발생하는 난류를 억제하고 안정적인 형태를 유지하는 것이 핵융합 발전의 상용화를 결정짓는 가장 큰 기술적 장벽 중 하나입니다. 현재 KSTAR의 다음 목표는 2026년까지 1억 도의 플라스마를 300초 동안 유지하는 것입니다. 300초라는 시간은 단순히 숫자의 증가를 넘어, 핵융합 반응이 완전히 안정 궤도에 진입했음을 의미하는 중요한 기준점입니다. 전문가들은 플라스마를 100초 이상 제어할 수 있다면 이후에는 24시간 내내 가동하는 상시 운전이 가능할 것으로 보고 있습니다. 따라서 300초 달성은 인공태양이 실험실을 넘어 실제 전력을 생산하는 발전소로 거듭나기 위한 최종 관문이자, 에너지 자립을 향한 결정적인 도약이 될 것입니다.

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[과학책수다] 산업혁명으로 세계사를 읽다

산업혁명은 18세기 중엽 영국에서 시작된 기술 혁신과 그에 따른 사회·경제적 구조의 근본적인 변화를 의미합니다. 경제 사학자 아널드 토인비가 처음 사용한 이 용어는 단순히 생산 기술의 발전을 넘어 경제, 사회, 문화 전반에 걸친 파괴적 혁신을 포괄합니다. 이는 기술 혁신이 자본주의의 성립을 이끌어내고 인류의 가치관까지 변화시킨 거대한 전환점이었습니다. 단순히 공간의 변화를 넘어 시대적 가치관을 뒤흔든 충격이었습니다. 영국이 산업혁명의 발상지가 된 배경에는 정치적 안정과 자유로운 기업가 정신이 있었습니다. 17세기 명예혁명 이후 조성된 제도적 혁신은 국가의 간섭을 줄이고 효율적인 경제 활동을 가능하게 했습니다. 특히 과학자와 공학자, 사상가들이 모인 '루나 소사이어티' 같은 모임은 혁신의 원동력이 되었으며, 이는 영국이 프랑스보다 앞서 세계 경제의 주도권을 잡는 결정적인 계기가 되었습니다. 위험을 무릅쓰는 기업가 정신이 핵심 동력이었습니다. 같은 시기 조선은 영조와 정조의 치세 아래 실학이 부흥하며 자생적인 근대화의 싹을 틔우고 있었습니다. 정조는 규장각을 설치하고 금난전권을 폐지하여 자유로운 상공업의 기반을 닦았으며, 정약용은 거중기를 제작해 과학 기술의 진보를 보여주었습니다. 하지만 정조의 갑작스러운 서거와 이후 이어진 세도 정치의 혼란은 조선이 세계사의 흐름에 발맞춰 산업 구조를 개편할 기회를 잃게 만들었습니다. 역사의 가정은 없지만 참으로 아쉬운 대목입니다. 19세기 후반에 접어들며 산업혁명의 주도권은 독일과 미국으로 넘어갔습니다. 독일은 국가적 차원에서 화학 공업에 집중 투자하고 독특한 특허 제도를 도입해 기초 연구를 활성화했습니다. 미국 역시 남북전쟁 이후 철도, 철강, 전기 산업을 중심으로 비약적인 성장을 거듭했습니다. 이 시기는 후발 국가들이 혁신을 통해 기존의 강대국을 추월할 수 있다는 가능성을 역사적으로 증명한 사례로 평가받으며, 기술의 중심축이 이동하는 격동기였습니다. 기술의 발전은 인간의 삶을 편리하게 했지만, 동시에 심각한 사회적 부작용을 낳기도 했습니다. 테일러주의로 대표되는 과학적 관리론은 노동자를 기계의 부품처럼 취급하며 효율성만을 강조했고, 이는 극심한 빈부 격차와 열악한 노동 환경을 초래했습니다. 또한 급격한 공업화로 인한 자원 남용과 런던 스모그 사건 같은 생태계 파괴는 인류가 해결해야 할 새로운 과제로 떠오르게 되었습니다. 빛이 강한 만큼 그 이면에 드리운 어둠도 짙었던 시기였습니다. 제2차 세계대전 이후 세계는 브레턴우즈 체제를 통해 미국 달러 중심의 새로운 경제 질서를 구축했습니다. 이어 20세기 후반에는 앨빈 토플러가 예견한 '제3의 물결', 즉 정보통신혁명이 시작되었습니다. 진공관 컴퓨터에서 시작해 집적 회로와 마이크로프로세서의 개발로 이어진 컴퓨터의 진화는 인터넷의 보급과 맞물려 인류를 지식 정보 사회로 이끌었습니다. 이는 농업혁명과 산업혁명을 잇는 인류사의 세 번째 거대한 전환점이 되었습니다. 현재 우리는 인공지능(AI)과 빅데이터가 주도하는 제4차 산업혁명의 시대에 살고 있습니다. 2016년 알파고와 이세돌의 대결은 인공지능 기술의 비약적인 발전을 대중에게 각인시킨 상징적인 사건이었습니다. 이제는 개별 기술의 발전을 넘어 인공지능, IoT, 로봇 등 범용 기술 간의 복합적인 융합이 중요해졌습니다. 이러한 변화 속에서 우리는 기술 혁신의 혜택을 공유하며 인류의 공존과 포용을 실천하는 수정 자본주의의 이상적인 모델을 고민해야 합니다.

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물리학
화학
지구환경과학
융합

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

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

김근수

카오스재단석학인터뷰

물리학

[그림으로 보는 과학뉴스] 3D 프린팅 주택 (part1)

최근 뉴욕 부동산 시장에 3D 프린팅 기술로 지은 40평대 주택이 약 3억 5천만 원이라는 파격적인 가격으로 등장하며 큰 화제를 모으고 있습니다. 과거에는 연구용 시제품에 불과했던 3D 프린팅 건축이 이제는 실제 거래가 가능한 상품으로서 시장에 진입한 것입니다. 이는 단순히 기술적 가능성을 보여주는 단계를 넘어, 건축 산업의 패러다임이 변화하고 있음을 시사합니다. 비록 국내 부동산 시장의 현실과는 차이가 있지만, 기술이 실생활에 적용되는 구체적인 사례가 나타났다는 점에서 그 의미가 매우 크며 미래 건축의 새로운 가능성을 제시하고 있습니다. 사실 3D 프린팅 기술은 약 10년 전부터 세상을 뒤바꿀 혁신으로 기대를 모았습니다. 당시에는 누구나 집에서 원하는 물건을 척척 뽑아내고, 공장의 사출 성형 방식이 곧 사라질 것처럼 여겨졌습니다. 하지만 기대와 달리 대중화의 속도는 더뎠고, 여전히 많은 가전제품은 전통적인 사출 성형 방식으로 생산되고 있습니다. 이러한 현상은 새로운 기술이 등장했을 때 대중이 느끼는 기대감과 실제 기술 발전 속도 사이에 상당한 격차가 존재함을 보여줍니다. 사람들은 기술의 초기 모습만 보고 장밋빛 미래를 꿈꾸지만, 현실적인 제약을 극복하는 데는 더 많은 시간이 필요하기 마련입니다. 이러한 기술 수용의 심리적 패턴을 설명하는 모델이 바로 '가트너 하이프 사이클'입니다. 기술의 발전 과정을 5단계로 나누어 설명하는데, 첫 번째는 새로운 개념이 등장하며 대중의 관심을 끄는 '기술 촉발' 단계입니다. 최근의 무선 충전 기술처럼 가능성만으로도 큰 기대를 모으는 시기입니다. 이어지는 '기대 정점' 단계에서는 매스컴의 주목과 함께 기대치가 최고조에 달하며, 수많은 벤처 기업들이 장기적인 리스크를 안고 도전장을 내밉니다. 이 시기에는 기술의 실질적인 완성도보다 대중의 환상이 앞서 나가는 경향이 뚜렷하게 나타나며 사회적 열풍을 일으킵니다. 기대가 정점을 찍은 후에는 필연적으로 '환멸 단계'가 찾아옵니다. 기술적 한계가 드러나며 투자자들이 떠나고 대중의 관심도 식어버리는 시기입니다. 하지만 이 시기는 기술이 산업에 적용되기 위해 내실을 다지는 중요한 과정이기도 합니다. 마치 숯불의 강한 불꽃이 잦아들고 은은한 열기만 남았을 때 고기가 맛있게 익는 것과 같습니다. 환멸 단계를 묵묵히 견뎌낸 기술들은 비로소 '계몽 단계'에 진입하며 사회 곳곳에서 실질적인 성과를 내기 시작합니다. 대중의 이해도가 높아지고 기술적 결함이 보완되면서 실생활에 스며들 준비를 마치는 과정이라 할 수 있습니다. 마지막 단계인 '생산 안정기'에 접어들면 기술은 비로소 양산 체제를 갖추고 사용자들에게 안정적인 만족감을 제공합니다. 3D 프린팅 건축이 부동산 시장에 매물로 나온 것은 이 기술이 오랜 환멸의 시간을 지나 생산 안정기로 향하고 있음을 보여주는 증거라 할 수 있습니다. 모든 혁신 기술이 이 곡선을 완벽히 따르는 것은 아니지만, 가트너 하이프 사이클은 우리가 새로운 기술을 마주할 때 일시적인 열풍에 휘둘리지 않고 냉철한 시각을 유지할 수 있도록 도와줍니다. 기술의 성숙도를 이해하는 것은 미래를 예측하고 대비하는 데 있어 매우 중요한 통찰력이 됩니다.

국립과천과학관요즘과학👏

융합

[석학인터뷰] 배상수_물리학도가 유전자가위를 연구하게된 이유

크리스퍼 유전자가위는 현대 과학사에서 인류가 불을 발견한 것에 비견될 만큼 획기적인 전환점으로 평가받고 있습니다. 과거에는 유전 정보를 그저 멀리서 관찰하는 데 그쳤다면, 이제는 생명의 설계도인 DNA를 직접 수정하고 교정할 수 있는 시대가 본격적으로 열린 것입니다. 이는 단순한 기술적 진보를 넘어 생명공학의 패러다임을 완전히 바꾸는 거대한 사건이라 할 수 있습니다. 크리스퍼 유전자가위의 등장은 질병 치료와 생명 현상 이해에 있어 이전과는 전혀 다른 새로운 세대를 예고하고 있으며, 전 세계 수많은 연구자가 이 도구를 필수로 활용하게 될 것입니다. 생명 현상을 탐구하는 데 있어 물리학이나 수학 등 다양한 학문적 배경은 새로운 관점을 제시하는 중요한 열쇠가 됩니다. 이론 물리학적 토대 위에서 세포를 관측하고 DNA를 다루는 연구에 뛰어들면, 생명 현상 이면에 숨겨진 근본적인 작동 원리와 메커니즘에 대해 더욱 깊은 의문을 갖게 됩니다. 크리스퍼 유전자가위가 어떤 원리로 DNA를 절단하고 작동하는지 분석하는 과정에서 기존 생물학과는 차별화된 접근이 가능해지는 것입니다. 이러한 학제 간 융합은 생명과학의 경계를 넓히고, 복잡한 생명 시스템을 보다 정밀하게 이해하는 데 결정적인 역할을 수행합니다. 2012년 등장한 3세대 크리스퍼 유전자가위는 불과 8년 만에 노벨상을 거머쥐며 그 압도적인 파급력을 증명했습니다. 현재는 이를 기반으로 한 염기교정이나 프라임에디팅 기술로 끊임없이 진화하고 있으며, 머지않아 크리스퍼 유전자가위를 능가하는 4세대 기술의 등장도 충분히 예견되는 상황입니다. 이러한 기술적 진보는 난치성 희귀 유전 질환의 치료는 물론, 기후 변화 대응이나 농작물 품종 개량 등 인류가 직면한 거대한 과제들을 해결할 핵심적인 열쇠가 될 것입니다. 크리스퍼 유전자가위는 인류의 삶을 획기적으로 증진하며 의학적 한계를 극복하는 혁신의 아이콘으로 자리 잡을 것입니다. 새로운 기술의 도입에는 항상 윤리적 논의와 규제의 정비가 뒤따르기 마련입니다. 과거 시험관 아기 기술이 처음 등장했을 때도 사회적 우려와 비판이 거셌지만, 현재는 법과 제도의 테두리 안에서 수많은 가정에 새로운 희망을 전하고 있습니다. 크리스퍼 유전자가위 역시 오프타겟 효과에 의한 부작용이나 사회적 불평등 심화와 같은 과제를 안고 있지만, 이를 무조건 막기보다는 사회 구성원들이 열린 자세로 논의를 시작해야 합니다. 치명적인 질환을 후대에 물려주지 않으려는 부모의 마음과 사회적 가치를 충분히 고려하여, 기술을 안전하고 유익하게 활용할 수 있는 합리적인 기준 마련이 시급합니다. 미래를 이끌어갈 젊은 세대들이 과학 기술의 진정한 가치를 깨닫고 이 분야에 과감히 도전하기를 진심으로 기대합니다. 과학 기술자는 단순히 지식을 습득하는 존재가 아니라, 세상에 없던 새로운 것을 창조하고 인류의 난제를 해결해 나가는 개척자이기 때문입니다. 크리스퍼 유전자가위와 같은 혁신적인 도구를 다루며 생명의 신비를 풀어나가는 과정은 그 어떤 일보다 가치 있고 보람찬 여정이 될 것입니다. 더 많은 인재가 원대한 꿈을 품고 과학의 세계로 뛰어들 때, 우리 사회는 기술적 진보를 넘어 더 나은 미래로 나아갈 수 있는 강력하고 지속 가능한 동력을 얻게 될 것입니다.

배상수

카오스재단석학인터뷰

화학
생명과학

[석학인터뷰] 한보형_ 컴퓨터 비전! 글로벌 기업과 협력합니다 | 2020 가을 카오스강연 'Ai X'

컴퓨터 비전 기술이 초기에는 실용적인 알고리즘이 부족한 낮은 수준에 머물러 있었습니다. 하지만 디지털 카메라의 얼굴 검출 기능이나 마이크로소프트의 키넥트 센서 같은 혁신적인 기술들이 등장하며 분야의 가능성을 증명하기 시작했습니다. 최근 몇 년 사이 딥러닝의 비약적인 발전과 함께 컴퓨터 비전은 엄청난 성장을 이루었으며, 이러한 기술적 변혁의 중심에서 연구자로서 기여하고 있다는 사실에 큰 자부심과 보람을 느낍니다. 사람의 눈과 카메라는 신호를 받아들이는 측면에서 큰 차이가 없지만, 이를 처리하는 뇌와 컴퓨터의 방식은 근본적으로 다릅니다. 특히 최근의 컴퓨터 비전은 딥러닝 기반의 학습 알고리즘이 주류를 이루면서 알고리즘 자체의 설계보다 데이터의 질과 구성에 따라 결과가 크게 달라지는 경향을 보입니다. 따라서 연구자들은 데이터가 생성되는 과정을 세심하게 고려하고 이를 효과적으로 제어할 수 있는 능력을 갖추는 것이 무엇보다 중요해졌습니다. 구글과 카카오브레인 같은 소프트웨어 기업에서의 연구 경험은 매우 값진 시간이었습니다. 구글에서는 특정 이미지를 입력하면 유사한 이미지를 찾거나 사진 속 장소를 파악하는 이미지 검색 기술을 연구하여 실제 서비스에 적용하는 성과를 거두었습니다. 카카오브레인에서는 단순히 시각적인 품질을 높이는 것을 넘어, 인공지능 알고리즘이 물체를 더 정확하게 검출할 수 있도록 최적화된 지능형 이미지 압축 기술을 개발하며 기술의 실용성을 높이는 데 집중했습니다. 연구자로서의 길은 항상 순탄하지만은 않았습니다. 인공지능 분야가 주목받기 전의 어려운 시기를 겪기도 했으며, 이론적인 알고리즘 공부에서 시작해 눈에 보이는 결과를 만들어내는 컴퓨터 비전으로 전공을 전환하는 과정도 있었습니다. 학생들을 지도할 때는 문제를 정확히 파악하고 솔직하게 소통하는 방식을 선호합니다. 학생 개개인의 단점을 억지로 고치려 하기보다는 그들이 가진 고유한 장점을 극대화하여 스스로 문제를 해결할 수 있도록 돕는 데 주력하고 있습니다. 개인적으로 낙천적인 성격 덕분에 슬럼프가 찾아와도 며칠간의 휴식을 통해 빠르게 회복하며 연구를 지속해올 수 있었습니다. 이번 강의를 통해서는 컴퓨터 비전의 기술적 성취뿐만 아니라 인공지능이 직면한 현실적인 문제들과 앞으로 나아가야 할 방향에 대해 심도 있게 논의하고자 합니다. 기술의 긍정적인 면과 부정적인 면을 모두 균형 있게 바라봄으로써, 대중들이 인공지능의 발전을 올바르게 이해하고 준비할 수 있도록 돕는 가이드 역할을 수행하고 싶습니다.

한보형

카오스재단카오스강연

융합

[석학인터뷰] 현동훈_ 지도교수님 曰 "누가 수학을 재미로 하냐?" 그래도 재밌습니다. | 2020 가을 카오스강연 'Ai X'

순수 수학에 몰두하던 학자가 시야를 넓혀 응용 분야인 컴퓨터 비전에 입문하게 된 과정은 흥미롭습니다. 많은 수학자가 이론의 순수성에 집중하느라 실용적인 응용을 간과하곤 하지만, 컴퓨터 비전은 그 자체로 매우 수학적인 토대를 가지고 있습니다. 이는 수학자로서의 정체성과 자부심을 유지하면서도, 연구 결과가 사회에 실질적이고 가시적인 기여를 할 수 있다는 확신을 줍니다. 추상적인 수식 속에 머물던 아이디어가 현실의 문제를 해결하는 도구로 변모하는 과정은 수학자에게 새로운 즐거움을 선사합니다. 대수기하학은 다항식의 근을 통해 기하학적 구조를 연구하는 학문으로, 예를 들어 원의 방정식을 통해 도형을 이해하는 것과 같습니다. 이러한 학문적 기초는 컴퓨터 비전의 핵심인 '다중관점 기하학'으로 이어집니다. 하나의 물체를 서로 다른 각도에서 바라볼 때 나타나는 형태의 변화를 수학적으로 정교하게 기술하는 것이 이 분야의 핵심입니다. 결국 컴퓨터에게 사물을 보는 법을 가르치는 과정은 대수기하학적 원리를 현실 세계의 시각 데이터에 적용하는 고도의 지적 작업이라고 할 수 있습니다. 컴퓨터의 탄생 자체가 앨런 튜링과 알론조 처치 같은 수학자들의 손에서 시작되었듯이, 수학과 컴퓨터 과학은 떼려야 뗄 수 없는 관계입니다. 최근 전 세계적인 관심을 받는 딥러닝 역시 그 근간에는 단순하고 명료한 수학적 아이디어가 자리 잡고 있습니다. 현재 수학자들은 딥러닝이 왜 뛰어난 성능을 보이는지 그 원리를 규명하고, 이를 더욱 효과적으로 개선하기 위한 연구에 매진하고 있습니다. 특히 컴퓨터 비전 분야는 그 구성 요소의 절반 이상이 기하학적 원리로 이루어져 있어 수학적 통찰이 필수적입니다. 연구의 길은 항상 즐겁기만 한 것은 아니며, 때로는 문제 해결이 되지 않아 괴로운 순간을 마주하기도 합니다. 새로운 지식을 배우는 것은 즐거운 일이지만, 아무도 가보지 않은 길을 개척하는 연구는 차원이 다른 인내를 요구합니다. "수학을 누가 재미로 하느냐, 그냥 하는 것이다"라는 격언처럼, 끈기 있게 문제를 붙들고 늘어지는 태도가 중요합니다. 하지만 이상적인 환경에서 자유롭게 사고하며 무궁무진한 가능성을 탐구하는 과정은 수학만이 줄 수 있는 독특한 매력이며, 이는 창업이나 기술 개발 같은 실천적 도전의 원동력이 됩니다. 우리가 영화 '미션 임파서블'이나 '아이언맨'에서 보았던 첨단 기술들은 더 이상 상상 속의 영역에만 머물지 않습니다. 현장에서 즉석으로 마스크를 제작하기 위한 3D 스캐닝이나 화려한 홀로그래픽 디스플레이의 이면에는 복잡한 수학적 계산과 기하학적 모델링이 숨어 있습니다. 이러한 기술적 진보를 깊이 있게 이해하기 위해서는 그 바탕이 되는 수학적 원리를 파악하는 것이 중요합니다. 수학은 단순히 교과서 속의 학문을 넘어, 우리가 꿈꾸는 미래의 시각 기술을 현실로 구현하는 가장 강력한 언어로서 기능하고 있습니다.

현동훈

카오스재단카오스강연

수학

[과학을 찾는 사람들] 긱블 차누 : SF영화 월드컵

공학도들에게 SF 영화는 단순한 상상을 넘어 가슴을 뛰게 하는 영감의 원천입니다. 특히 '아이언맨'은 기존의 히어로들과 달리 자신의 지능과 기술을 활용해 스스로 능력을 구축했다는 점에서 특별한 의미를 갖습니다. 사막이라는 극한의 제약 상황 속에서 미사일을 분해해 슈트를 만들어내는 장면은 공학의 본질인 '문제 해결'의 미학을 가장 잘 보여줍니다. 이러한 홈메이드 방식의 탄생 서사는 많은 이들에게 기술이 가진 무한한 가능성과 설렘을 전달하며, 공학적 상상력이 현실로 구현되는 과정을 매력적으로 그려냅니다. 영화 '소셜 네트워크'는 스타트업을 운영하는 이들에게 깊은 공감을 불러일으키는 작품입니다. 영화 속에서 서비스 가입자 수가 목표치에 도달하는 순간을 지켜보며 환호하는 장면은, 창업가들이 현장에서 느끼는 희열과 맞닿아 있습니다. 실리콘밸리의 작은 아이디어가 거대 기업으로 성장하는 과정은 단순한 성공담을 넘어, 현재를 살아가는 젊은 창업가들에게 자신들도 세상을 바꿀 수 있다는 희망을 심어줍니다. 이는 영화가 단순한 허구가 아니라, 누군가에게는 치열한 현실이자 미래의 청사진이 될 수 있음을 시사합니다. 과거의 SF 영화들이 그렸던 미래는 이제 우리의 일상이 되었습니다. '백 투 더 퓨처'와 같은 고전 명작들이 수십 년 전에 예견했던 자동 끈 조절 운동화나 호버보드, 그리고 웨어러블 기기들은 현대 기술로 상당 부분 구현되었습니다. 이처럼 세련된 상상력으로 무장한 영화들은 당시에는 불가능해 보였던 기술적 꿈들을 시각화하여 인류의 기술 발전을 자극해 왔습니다. 과거의 영화를 다시 보며 우리가 어디까지 와 있는지 확인하는 과정은, 기술이 인간의 삶을 어떻게 변화시켜 왔는지를 되돌아보게 하는 소중한 기회가 됩니다. 미래의 인류는 어떤 방식으로 존재하게 될까요? 영화 '써로게이트'는 사람들이 직접 밖으로 나가는 대신 원격으로 조종하는 로봇을 통해 생활하는 세상을 보여줍니다. 이는 하드웨어 인프라를 기반으로 한 삶의 확장을 의미하며, 외모나 성별을 자유롭게 선택할 수 있는 시대의 윤리적, 철학적 질문을 던집니다. 한편으로는 완전한 가상 세계 속에서 살아가는 미래도 가능할 것입니다. 로봇 대리인을 통한 물리적 확장과 가상 세계로의 몰입 중 어느 쪽이 우리의 미래가 될지는 알 수 없으나, 기술이 인간의 활동 영역을 근본적으로 바꿀 것이라는 점은 자명해 보입니다. 결국 SF 영화가 우리에게 주는 메시지는 이상과 현실 사이의 균형에 있습니다. 미래를 꿈꾸는 '이상'도 중요하지만, 그 꿈을 현실로 만들어가는 과정에서의 '현실적 투쟁' 또한 가치 있는 일입니다. 단순히 정보를 전달하는 것에 그치지 않고, 사람들이 직접 만지고 경험할 수 있는 문화를 만들어가려는 노력은 기술과 대중을 잇는 중요한 가교가 됩니다. 수년 뒤 우리가 지금의 고민과 열정을 되돌아보았을 때, 그것이 단순한 추억이 아니라 세상을 변화시킨 시작점이었음을 증명하기 위해 오늘도 우리는 공학적 상상력을 현실로 옮기는 작업을 멈추지 말아야 합니다.

국립과천과학관과학을 찾는👀사람들

융합

[ENG 1-0] The COVID-19 Pandemic: Korea’s Response and Challenges Ⅱ | 2세션 ①

코로나19 팬데믹이 장기화되면서 우리는 이제 바이러스의 완전한 종식을 기대하기보다 그와 공존하는 법을 배워야 하는 시점에 서 있습니다. 서울대학교 국가전략위원회가 주최한 이번 포럼은 이러한 시대적 요구에 부응하여 과학적 근거에 기반한 정책 수립과 포스트 코로나 시대의 국가적 변화를 논의하는 자리입니다. 단순한 방역을 넘어 교육, 기술, 윤리 등 사회 전반의 구조적 변화를 예측하고 대비하는 것은 이제 국가적 생존의 문제가 되었습니다. 감염병과의 싸움이 지속되는 가운데 현장에서 헌신하는 의료진과 방역 관계자들의 노력은 우리 사회를 지탱하는 가장 큰 힘이 되고 있습니다. 중앙재난안전대책본부를 비롯해 선별검사소와 응급 의료 현장에서 밤낮없이 사투를 벌이는 이들의 희생 덕분에 우리는 위기 속에서도 질서를 유지할 수 있었습니다. 이러한 헌신은 단순히 감염 확산을 막는 것을 넘어, 우리 공동체가 위기를 극복할 수 있다는 신뢰와 희망을 심어주는 중요한 밑거름이 되고 있습니다. 코로나19는 일상생활뿐만 아니라 경제, 문화, 교육 등 사회의 모든 영역을 근본적으로 변화시키고 있습니다. 특히 미·중 갈등과 같은 국제 정세의 불안정함 속에서 감염병 위협은 국가의 미래를 더욱 불확실하게 만들고 있습니다. 이러한 복합적인 위기에 대응하기 위해서는 단편적인 접근이 아닌, 다학제적인 연구와 분석이 필수적입니다. 과학적이고 실용적인 접근법을 통해 변화하는 국제 질서 속에서 대한민국의 안전과 생명을 지킬 전략을 마련해야 합니다. 포스트 코로나 시대의 국가 교육과 기술의 변화는 우리가 직면한 가장 시급한 과제 중 하나입니다. 비대면 사회로의 전환은 기존의 교육 체계와 기술 발전의 방향을 완전히 바꾸어 놓았으며, 이에 따른 윤리적 가치관의 재정립도 요구되고 있습니다. 지식 공동체는 이러한 변화의 흐름을 정확히 읽어내고, 새로운 시대에 걸맞은 정책 대안을 제시해야 합니다. 연구 역량을 결집하여 국가 정책의 핵심 과제를 도출하는 과정은 미래 사회의 불확실성을 해소하는 열쇠가 될 것입니다. 위기는 곧 새로운 기회이기도 합니다. 현재의 어려움을 단순히 견뎌내는 것에 그치지 않고, 이를 우리 사회가 한 단계 더 도약하는 계기로 삼아야 합니다. 서울대학교를 비롯한 지성인들의 지혜를 모아 제시하는 비전은 대한민국이 팬데믹 이후의 세계를 선도할 수 있는 이정표가 될 것입니다. 새로운 변화에 유연하게 적응하고 혁신적인 대책을 마련함으로써, 우리는 코로나19가 가져온 도전을 극복하고 더 나은 미래를 향해 나아갈 수 있을 것입니다.

홍준형

카오스재단코로나19 과학토크

생명과학

[석학인터뷰] 박종화_ 인간이 영원히 산다?! | 2020 봄 카오스강연 '첨단기술의 과학'

어린 시절 동물을 좋아하던 소년은 유한한 인간의 수명에 충격을 받고 영생의 길을 고민하기 시작했습니다. 그 과정에서 게놈 연구의 필요성을 깨달았고, 이를 위해 컴퓨터 기술을 결합한 융합 학문의 길을 걷게 되었습니다. 게놈은 인류 역사상 금속활자나 인쇄기의 발명에 비견될 만큼 위대한 혁명이며, 인간 존재에 대한 근본적인 접근법을 바꾸는 열쇠입니다. 이제 게놈이 기록되기 시작하면서 인류는 이전에는 상상조차 할 수 없었던 기술적 진보와 혁명적인 변화를 맞이할 준비를 하고 있습니다. 인간의 수명에 정해진 한계는 없으며, 노화를 늦추거나 되돌리는 기술이 완성되는 순간 인류는 삶의 기간을 스스로 결정하는 선택권을 갖게 될 것입니다. 100년이나 200년, 혹은 그 이상의 삶을 영위할지 여부는 더 이상 피할 수 없는 운명이 아닌 개인의 의지에 따른 선택 영역으로 들어오게 됩니다. 노화 정복을 향한 연구는 인류가 죽음의 굴레에서 벗어나는 새로운 시대를 열어줄 것이며, 이는 생물학적 한계를 극복하려는 인간의 끊임없는 도전이 결실을 맺는 과정이라 할 수 있습니다. 과학자로서의 성장에 큰 영향을 준 것은 버트런드 러셀의 철학과 역설에 대한 질문들이었습니다. 모순을 해결하기 위한 수학적 논리와 과학적 질문의 과정은 생명공학 연구의 든든한 뼈대가 되었습니다. 앞으로의 미래는 지구상의 모든 생명체와 인간의 게놈이 완전히 해독되는 시대로 나아가고 있습니다. 울산에서 진행 중인 '한국인 1만 명 게놈 사업'은 이러한 거대한 흐름의 일환이며, 게놈이 단순한 운명을 넘어 우리가 스스로 변화시키고 개척할 수 있는 영역임을 증명하는 철학적이고 과학적인 여정이 될 것입니다.

박종화

카오스재단카오스강연

생명과학

[인터뷰] 강명주 ─ 겨울왕국 그래픽에 수학공식이 사용된 이유! | 2020 봄 카오스강연 '첨단기술의 과학'

많은 이들이 수학을 입시를 위한 도구로만 여기지만, 사실 수학은 우리 사회 곳곳에서 유용하게 쓰이고 있습니다. 순수 수학의 이론적 아름다움을 넘어, 실생활에 직접적인 영향을 미치는 응용 수학의 세계는 무궁무진합니다. 예를 들어 우리가 즐겨 보는 애니메이션 '겨울왕국' 속 눈의 질감이나 움직임은 정교한 수학 방정식으로 구현된 결과물입니다. 단순한 스케치로는 표현할 수 없는 극사실적인 묘사가 수학적 원리를 통해 완성되는 것입니다. 이처럼 스마트폰의 영상 처리 기능부터 복잡한 그래픽 기술에 이르기까지, 우리가 누리는 현대 문명의 편리함 뒤에는 언제나 보이지 않는 수학적 기초가 튼튼하게 자리 잡고 있습니다. 최근 화두가 되고 있는 인공지능은 단순히 로봇을 만드는 기술을 넘어 매우 광범위한 개념을 포괄합니다. 인공지능이라는 거대한 틀 안에는 데이터를 통해 스스로 학습하는 기계학습이 존재하며, 그중에서도 가장 핵심적인 역할을 수행하는 것이 바로 딥러닝입니다. 1980년대부터 시작된 기계학습의 개념은 기술의 발전을 거듭하며 오늘날의 딥러닝으로 진화하였고, 이는 현재 가장 유용하고 강력한 성능을 발휘하는 기술로 자리매김했습니다. 결국 인공지능의 눈부신 성과는 수학적 알고리즘이 뒷받침된 기계학습과 딥러닝의 유기적인 결합 덕분이라고 할 수 있습니다. 이러한 기술적 위계 구조를 이해하는 것은 현대 과학 기술의 흐름을 파악하는 첫걸음이 됩니다. 인공지능의 발전사는 응용 수학의 발전 궤적과 그 흐름을 같이합니다. 1980년대부터 본격적으로 연구된 응용 수학의 이론들이 연결 고리가 되어 현재의 딥러닝 기술을 탄생시켰기 때문입니다. 인공지능 연구에 있어 어떤 수학적 원리가 필요한지, 그리고 현재 직면한 문제점은 무엇인지 파악하는 과정은 매우 중요합니다. 수학은 인공지능이 가진 한계를 극복하고 더 높은 단계로 도약하게 만드는 핵심 열쇠입니다. 앞으로 인공지능이 어떤 방향으로 나아가고 우리 삶을 어떻게 변화시킬지는 수학적 탐구의 깊이에 달려 있습니다. 이러한 학문적 연결 고리를 이해함으로써 우리는 미래 기술에 대한 더욱 명확한 통찰을 얻을 수 있을 것입니다.

강명주

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수학

[강연] 미래신재생에너지 _ by김민수, 박남규 | 2020 봄 카오스강연 '첨단기술의 과학' 2강 | 2강

지구온난화는 더 이상 먼 미래의 이야기가 아닙니다. 전 세계적으로 배출되는 막대한 양의 이산화탄소는 지구의 온도를 높이고 기상이변을 일으키며 인류의 생존을 위협하고 있습니다. 기존의 화석연료 기반 에너지 시스템은 터빈을 돌리기 위해 탄소를 태워야만 했고, 이는 필연적으로 온실가스 배출로 이어졌습니다. 이러한 환경 위기를 극복하기 위해 인류는 탄소 배출이 없는 새로운 에너지원을 찾기 시작했습니다. 신재생에너지는 단순한 대안을 넘어 지속 가능한 미래를 위한 필수적인 선택이 되었으며, 그 중심에는 수소와 태양광이라는 혁신적인 기술이 자리 잡고 있습니다. 수소는 우주에서 가장 흔한 원소이자 청정한 에너지 매개체로 주목받고 있습니다. 수소를 이용해 전기를 만드는 연료전지 기술은 연소 과정 없이 화학 반응을 통해 직접 전기를 생산합니다. 수소 분자가 촉매를 만나 전자와 수소 이온으로 분리되고, 이 전자가 도선을 흐르며 전기에너지를 발생시키는 원리입니다. 이 과정에서 발생하는 부산물은 오직 깨끗한 물뿐이기에 환경오염 걱정이 없습니다. 또한 연료전지는 전기뿐만 아니라 열도 함께 발생시키므로, 가정이나 산업 현장에서 난방과 전력을 동시에 해결할 수 있는 효율적인 에너지원으로 활용될 수 있습니다. 수소 에너지의 활용 범위는 이동 수단을 넘어 산업 전반으로 확장되고 있습니다. 수소전기차는 긴 주행 거리와 빠른 충전 시간이라는 장점을 앞세워 대형 트럭이나 버스 같은 상용차 분야에서 두각을 나타내고 있습니다. 또한 드론, 잠수함, 가정용 발전기 등 다양한 분야에 적용되어 에너지 패러다임을 바꾸고 있습니다. 관건은 수소를 얼마나 저렴하고 깨끗하게 생산하느냐에 있습니다. 현재는 천연가스 개질 방식이 주를 이루지만, 태양광이나 풍력 같은 재생에너지로 물을 분해해 수소를 얻는 수전해 기술이 발전함에 따라 진정한 의미의 탄소 제로 에너지 사회가 가까워지고 있습니다. 태양광 에너지는 무한한 자원인 햇빛을 직접 전기로 바꾸는 가장 확실한 신재생에너지원 중 하나입니다. 최근 글로벌 기업들 사이에서는 기업 활동에 필요한 전력의 100%를 재생에너지로 충당하겠다는 'RE100' 캠페인이 확산되고 있습니다. 이는 단순한 환경 보호 차원을 넘어 국가와 기업의 경쟁력을 결정짓는 중요한 요소가 되었습니다. 하지만 기존 실리콘 태양전지는 제조 공정이 복잡하고 비용이 높다는 한계가 있었습니다. 이를 극복하기 위해 과학자들은 더 가볍고 저렴하면서도 효율이 높은 차세대 태양전지 소재를 연구해 왔으며, 그 결과 페로브스카이트라는 혁신적인 물질을 발견했습니다. 페로브스카이트 태양전지는 짧은 연구 기간에도 불구하고 실리콘 태양전지에 버금가는 높은 효율을 달성하며 전 세계의 주목을 받고 있습니다. 이 물질은 빛을 흡수하는 능력이 매우 뛰어나 아주 얇은 막으로도 충분한 전기를 생산할 수 있습니다. 또한 고온의 공정 없이 용액을 바르는 간단한 방식으로 제조가 가능해 생산 비용을 획기적으로 낮출 수 있다는 장점이 있습니다. 유기물과 무기물이 결합한 독특한 결정 구조 덕분에 유연하게 휘어지는 성질을 가질 수 있어, 건물 외벽이나 휴대용 기기 등 기존 태양전지가 설치되기 어려웠던 다양한 장소에 적용될 수 있는 무궁무진한 가능성을 품고 있습니다. 물론 새로운 기술이 상용화되기 위해서는 넘어야 할 기술적 장벽들이 존재합니다. 페로브스카이트 태양전지의 경우 수분이나 열에 취약한 안정성 문제를 해결하는 것이 가장 큰 숙제입니다. 과학자들은 소재의 조성을 변경하거나 보호막 기술을 도입하여 내구성을 높이는 연구를 지속하고 있습니다. 또한 대면적에서도 고효율을 유지할 수 있는 공정 기술을 개발하는 데 박차를 가하고 있습니다. 이러한 노력은 기존 실리콘 태양전지에 페로브스카이트를 쌓아 효율을 극대화하는 탠덤 태양전지 기술로도 이어지고 있으며, 이는 태양광 발전의 경제성을 한 단계 더 끌어올리는 계기가 될 것입니다. 대한민국은 수소전기차 양산과 페로브스카이트 효율 경신 분야에서 세계 최고의 기술력을 보유하고 있습니다. 수소와 태양광이라는 두 축이 결합한 미래는 우리가 꿈꾸는 청정 에너지 사회의 모습입니다. 태양광으로 만든 전기로 물을 분해해 수소를 생산하고, 그 수소를 다시 연료전지에 넣어 필요한 때에 전기와 열을 얻는 에너지 순환 시스템은 지구온난화를 멈출 강력한 열쇠가 될 것입니다. 기술의 진보는 단순히 편리함을 넘어 인류와 지구가 공존할 수 있는 길을 제시합니다. 지속적인 연구와 사회적 관심이 뒷받침된다면, 깨끗한 에너지가 일상이 되는 수소 경제 시대는 머지않아 현실로 다가올 것입니다.

김민수, 박남규

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화학
융합

[강연] 사랑의 배터리-전기 화학 by정택동｜2019 서울대 자연과학대학 공개강연 '과학 선율' | 1강

서울대학교 자연과학 공개 강연은 1994년부터 시작되어 과학의 즐거움을 대중과 나누는 대표적인 프로그램으로 자리 잡았습니다. 올해는 '과학자의 꿈과 도전: 과학 선율'이라는 주제 아래, 기초과학의 다양한 분야에서 발견되는 파동과 곡선의 미학을 탐구합니다. 과학은 단순히 정답을 찾는 과정이 아니라, 작은 물음표에서 시작해 더 큰 물음표를 가슴에 품게 되는 끝없는 탐구의 여정입니다. 이번 강연은 예비 과학자들이 인류의 미래를 위해 봉사할 꿈을 키우고, 일상 속에 숨겨진 과학의 아름다운 선율을 느끼는 소중한 기회가 됩니다. 전기화학은 물리학의 전자기학적 원리를 화학적 물질 변환에 접목하여 연구하는 학문입니다. 화학이 물질의 근본적인 변화를 다룬다면, 전기는 전하의 흐름을 통해 에너지를 전달하고 일을 수행합니다. 마이클 패러데이는 화학적 정량과 전하량 사이의 정량적 관계를 정립하며 이 두 세계를 연결하는 가교를 놓았습니다. 전자의 위치 에너지를 정밀하게 제어함으로써 분자로부터 전자를 끄집어내거나 다시 넣어주는 과정은 전기화학의 가장 핵심적인 방법론이며, 이를 통해 우리는 물질의 성질을 의도적으로 변화시키고 에너지를 조절할 수 있게 됩니다. 우리 주변의 모든 물질은 원자와 분자 내부에 전자를 가두고 있으며, 이 전자를 잃거나 얻는 산화·환원 반응은 생명 현상의 근간을 이룹니다. 자연계의 탄소 순환 역시 거대한 산화·환원의 반복으로 이해할 수 있습니다. 식물은 태양 에너지를 이용한 광합성을 통해 탄소를 고정하며 에너지를 축적하고, 동물은 호흡을 통해 유기물을 산화시켜 생명 유지에 필요한 에너지를 얻습니다. 지구 생태계는 이러한 전자의 이동과 에너지 기울기를 통해 정교한 균형을 유지하며, 생명체는 그 과정에서 발생하는 에너지를 신진대사의 원천으로 삼아 생존을 이어갑니다. 현대 기술의 집약체인 리튬 이온 배터리는 전기화학적 원리를 이용한 대표적인 에너지 저장 장치입니다. 충전 시에는 리튬 이온이 전자를 받아 금속 리튬 형태로 흑연 층 사이에 저장되며, 방전 시에는 다시 이온화되어 양극으로 이동하며 에너지를 방출합니다. 이때 양극의 전이 금속 산화물은 전하의 균형을 맞추기 위해 스스로 산화·환원을 반복합니다. 가벼우면서도 높은 전압을 낼 수 있는 리튬의 특성을 활용하여 좁은 공간에 최대한 많은 에너지를 안정적으로 가두는 것이 배터리 기술의 핵심이며, 이는 전기 자동차와 같은 미래 산업의 원동력이 됩니다. 배터리의 효율을 극대화하기 위해서는 전자가 이동하는 통로인 전극뿐만 아니라, 그 주변을 둘러싼 용매와 전해질의 역할이 매우 중요합니다. 리튬 이온이 고체 전극 내부로 침투하거나 빠져나올 때 발생하는 에너지 손실을 최소화해야만 빠른 충전과 긴 수명을 보장할 수 있습니다. 특히 급속 충전 과정에서 금속이 무작위로 자라나 단락을 일으키면 열 폭주와 같은 위험한 상황이 발생할 수 있으므로, 원자 수준에서의 정밀한 계면 제어가 필수적입니다. 과학자들은 가속기 등을 활용해 충·방전 시 일어나는 물질의 변화를 실시간으로 관찰하며 더 안전한 배터리를 연구하고 있습니다. 차세대 친환경 에너지원으로 주목받는 수소 연료전지는 수소를 산화시켜 전기를 얻고 부산물로 순수한 물만 남기는 이상적인 시스템입니다. 하지만 실제 구동 과정에서 산소가 환원되는 반응 속도가 매우 느려 전체적인 효율을 떨어뜨리는 숙제를 안고 있습니다. 현재는 백금이 가장 우수한 촉매로 사용되고 있으나, 높은 가격 문제를 해결하기 위해 백금의 양을 줄이거나 이를 대체할 새로운 촉매 물질을 설계하는 연구가 활발히 진행 중입니다. 태양 에너지를 이용해 물을 분해하고 수소를 생산하여 다시 전기로 바꾸는 순환 구조는 지속 가능한 지구를 만들기 위한 과학계의 거대한 도전입니다. 전기화학의 영역은 에너지 저장을 넘어 바이오 센서와 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 분야로 그 지평을 넓히고 있습니다. 전자기적 제어의 세계와 복잡한 생물 화학적 세계가 만나는 경계선에서 전기화학은 두 영역을 연결하는 핵심적인 역할을 수행합니다. 인간의 뇌신경 회로와 디지털 기기가 정보를 가역적으로 주고받는 미래 기술의 중심에는 전하의 흐름을 다루는 정교한 과학적 통찰이 자리 잡고 있습니다. 서로 다른 분야가 만나 공명을 일으키는 과학의 선율은 인류의 삶을 더욱 풍요롭게 변화시킬 것이며, 이러한 끊임없는 호기심과 도전이 미래 과학의 탄탄한 기본기가 됩니다.

정택동

카오스재단서울대자연과학공개강연

화학

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

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

Daniel D.Lee(다니엘 리)

카오스재단카오스강연

뇌인지과학

[강연] 2014 카오스 콘서트 수학의 본질 - '수' (3) | 3강

우리가 살아가는 이 세상은 하나의 거대한 지구촌 공동체와 같습니다. 과거에는 물리적 거리가 장벽이었으나, 이제는 기술의 발전으로 인해 지구촌 전체가 실시간으로 연결되는 시대를 맞이했습니다. 이러한 변화 속에서 우리는 서로의 문화를 공유하고 영향을 주고받으며 새로운 가치를 창출해 나갑니다. 인류가 쌓아온 지혜와 경험은 국경을 넘어 하나의 거대한 흐름을 형성하고 있으며, 이는 우리가 미래를 향해 나아가는 중요한 밑거름이 됩니다. 서로를 이해하려는 노력은 더 나은 미래를 위한 필수적인 과정입니다. 역사적 유산은 현대 사회를 지탱하는 중요한 기준점이 됩니다. 마야 문명의 신비로움이나 베이징의 급격한 변화는 인류가 걸어온 길을 상징적으로 보여줍니다. 과거의 전통을 보존하면서도 새로운 변화를 수용하는 과정은 결코 쉽지 않지만, 그 속에서 우리는 정체성을 찾아갑니다. 오래된 노래와 이야기가 현대의 감각과 만나 재해석될 때, 문화는 비로소 생명력을 얻고 다음 세대로 이어질 수 있는 힘을 얻게 됩니다. 우리는 이러한 유산을 통해 현재를 진단하고 미래를 설계하는 통찰력을 얻습니다. 디지털 기술은 우리가 세상을 바라보는 방식을 근본적으로 바꾸어 놓았습니다. 인터넷이라는 가상의 공간은 마치 새로운 포털과 같아서, 우리는 앉은 자리에서 지구촌 반대편의 소식을 접하고 소통할 수 있습니다. 첨단 기술 기업들의 혁신은 생활의 편의를 넘어 사회 구조 전반에 걸친 변화를 이끌어내고 있습니다. 이러한 기술적 진보는 단순히 도구의 발전을 의미하는 것이 아니라, 인간의 가능성을 확장하고 새로운 꿈을 꿀 수 있게 만드는 원동력이 됩니다. 연결성은 이제 우리 삶의 가장 중요한 키워드가 되었습니다. 자연은 그 자체로 거대한 예술 작품이자 우리가 보호해야 할 소중한 자산입니다. 태양의 빛 아래 펼쳐지는 대자연의 풍경은 인간이 만든 그 어떤 창작물보다도 깊은 감동을 줍니다. 하지만 기후 변화로 인한 재난과 환경 파괴는 우리에게 경각심을 일깨워 줍니다. 자연과 공존하는 삶은 선택이 아닌 필수이며, 우리는 지속 가능한 미래를 위해 자연의 목소리에 귀를 기울여야 합니다. 자연의 질서를 이해하고 존중할 때 비로소 진정한 조화를 이룰 수 있으며, 이는 인류 생존을 위한 가장 근본적인 과제입니다. 지구촌 곳곳의 도시들은 저마다의 독특한 색깔과 이야기를 품고 있습니다. 콜카타의 활기찬 거리부터 갈리시아의 평온한 풍경까지, 사람들은 각자의 방식대로 삶을 꾸려나갑니다. 비록 언어와 관습은 다를지라도 행복을 추구하고 더 나은 내일을 꿈꾸는 마음은 모두 같습니다. 이러한 다양성은 인류를 더욱 풍요롭게 만들며, 서로의 차이를 인정하고 포용하는 자세야말로 갈등을 해결하고 평화로운 세상을 만드는 열쇠가 될 것입니다. 우리는 타인의 삶을 통해 우리 자신의 모습을 투영해 보기도 합니다. 산업과 경제의 흐름은 현대 문명을 움직이는 거대한 톱니바퀴와 같습니다. 자원을 채굴하는 광산에서부터 복잡한 경제 지표가 오가는 시장에 이르기까지, 모든 활동은 유기적으로 연결되어 있습니다. 경제 지표는 단순한 숫자를 넘어 사회의 건강 상태를 보여주는 중요한 척도가 됩니다. 우리는 이러한 시스템 안에서 효율성을 추구하는 동시에, 그 과정에서 소외되는 이들이 없는지 살피고 공정한 분배와 정의를 실현하기 위해 끊임없이 노력해야 합니다. 지속 가능한 성장은 경제와 윤리의 균형 속에서 가능해집니다. 우리는 끊임없이 변화하는 세상 속에서 새로운 소식을 접하며 살아갑니다. 미래는 예측하기 어렵고 때로는 두려움을 주기도 하지만, 우리가 가진 지혜와 용기를 바탕으로 한 걸음씩 나아간다면 희망찬 내일을 맞이할 수 있을 것입니다. 과거의 교훈을 잊지 않고 현재의 도전에 당당히 맞서며, 더 나은 세상을 만들기 위한 여정을 멈추지 말아야 합니다. 우리 모두가 주인공이 되어 써 내려가는 지구촌의 이야기는 앞으로도 계속될 것이며, 그 과정에서 우리는 더욱 성숙한 존재로 거듭날 것입니다.

김민형

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수학

[강연] 인공지능의 실체와 미래 (4) _ by조성배 | 2017 가을 카오스 강연 '미래과학' 4강 | 4강 ④

인공지능에 대한 대중의 공포는 영화 속 지배자의 모습에서 기인하는 경우가 많습니다. 하지만 현실의 인공지능은 위협적이라기보다 때로는 답답한 존재에 가깝습니다. 자율주행 로봇이 길 위의 신문지를 장애물로 오인해 멈춰 서는 사례처럼, 인공지능은 상황의 맥락을 완벽히 파악하는 데 한계가 있습니다. 현재의 기술 수준에서 인공지능은 인간의 명령을 수행하는 과정에서 발생하는 불확실성과 소통의 부재로 인해 우리에게 불편함을 주는 단계에 머물러 있습니다. 인공지능 그 자체보다 더 위험한 요소는 이를 다루는 인간의 의도에 있습니다. 자동차가 편리한 이동 수단이지만 테러의 도구가 될 수 있듯이, 인공지능 역시 악의를 가진 누군가에 의해 악용될 때 진정한 위협이 됩니다. 기술은 가치 중립적이지만 그것을 사용하는 목적에 따라 결과는 판이하게 달라집니다. 따라서 인공지능의 위험성을 논할 때는 기계의 자의식보다는 기술을 오남용하지 못하도록 막는 제도적 장치와 인간의 윤리적 책임에 더 집중해야 합니다. 데이터 기반의 인공지능은 우리가 제공한 정보를 학습하며 성장합니다. 문제는 학습 데이터 자체가 인간 사회의 편견과 불평등을 내포하고 있다는 점입니다. 특정 지역의 범죄율 데이터를 학습한 알고리즘이 사회 구조적 문제를 간과한 채 특정 집단을 잠재적 범죄자로 낙인찍는 사례는 인공지능 과신의 위험성을 잘 보여줍니다. 인공지능이 내놓은 결과가 항상 합리적이고 객관적일 것이라는 맹신을 버리고, 그 이면의 데이터가 공정한지 비판적으로 검토하는 태도가 필요합니다. 초지능의 출현 가능성에 대해서는 전문가들 사이에서도 의견이 갈리지만, 하드웨어와 데이터의 비약적인 발전은 인간의 지능을 뛰어넘는 존재의 등장을 예고하고 있습니다. 인공지능이 스스로 인공지능을 설계하는 단계에 이르면 지능의 폭발적 성장이 일어날 수 있습니다. 이러한 변화는 단순히 산업의 효율성을 높이는 수준을 넘어 인간의 정의와 존재 방식에 근본적인 질문을 던지게 될 것입니다. 초지능 시대는 우리가 예상하는 것보다 더 빠르게 현실로 다가올 수 있습니다. 4차 산업혁명은 가상 세계와 물리적 세계의 융합을 핵심으로 합니다. 우버나 에어비앤비처럼 물리적 자산을 직접 소유하지 않고도 디지털 플랫폼을 통해 세상을 혁신하는 비즈니스 모델이 그 증거입니다. 이러한 변화는 산업 현장을 넘어 우리의 일상과 인간 자체의 모습까지 바꾸어 놓을 파급력을 지니고 있습니다. 기술의 융합이 가져오는 폭발적인 창출력은 기존의 경제 구조를 해체하고 새로운 가치를 만들어내며 인류를 전례 없는 변화의 소용돌이로 이끌고 있습니다. 기술의 발전이 장밋빛 미래만을 보장하는 것은 아닙니다. 산업혁명의 역사에서 보듯 급격한 변화는 소외된 계층을 만들어내며 사회적 갈등을 유발하기도 합니다. 인공지능 기술이 소수의 전유물이 되지 않고 많은 사람이 혜택을 누릴 수 있는 방향으로 나아가야 합니다. 기술이 인간을 대체하는 것이 아니라 인간의 능력을 보조하고 삶의 질을 높이는 도구로 쓰일 때, 비로소 인공지능 시대는 인류 전체의 행복을 위한 진정한 진보로 기록될 수 있을 것입니다. 인공지능이 인간의 감정과 자유의지를 모방할 수는 있겠지만, 타인의 고통에 공감하고 자신을 희생하는 헌신은 여전히 인간만의 고유한 영역으로 남을 것입니다. 뇌과학적으로 자유의지가 허상일지라도, 우리가 스스로 선택하고 책임지며 타인과 연결되려는 의지는 기계가 대체할 수 없는 가치입니다. 미래를 준비하는 가장 좋은 방법은 코딩 기술을 익히는 것보다 현재 내 곁에 있는 사람들에게 진심을 다하고, 인간다움의 본질인 공감과 소통의 능력을 기르는 것입니다.

강성철, 장동선, 조성배

카오스재단카오스강연

물리학

[강연] 뇌 커넥톰, 마음을 볼 수 있을까? (1) _ by이준호 | 2017 가을 카오스 강연 '미래과학' 3강 | 3강 ①

뇌는 수많은 신경세포가 복잡하게 얽혀 있는 거대한 네트워크입니다. 이를 '커넥톰'이라 부르는데, 이는 유전체의 총합인 게놈처럼 신경세포 연결의 총합을 의미합니다. 뇌의 모든 기능은 이 정교한 연결망에서 비롯되며, 그 구조는 마치 하나의 예술 작품처럼 아름답고도 심오합니다. 인간의 뇌에는 약 1,000억 개의 신경세포(뉴런)가 존재하며, 이들이 만들어내는 무한한 연결은 우리의 사고와 감정을 결정짓는 핵심적인 토대가 됩니다. 과학자들은 이 복잡한 연결망을 해독함으로써 인간의 마음이 어떻게 작동하는지 밝혀내고자 노력하고 있습니다. 뇌과학 연구에서 '예쁜꼬마선충'은 매우 특별한 위치를 차지합니다. 이 생물은 뇌라고 부르기엔 너무나 단순한 신경계를 가지고 있지만, 지구상에서 신경세포의 연결망인 커넥톰이 완벽하게 밝혀진 유일한 동물이기 때문입니다. 비록 인간의 뇌처럼 복잡한 마음을 가지지는 않았을지라도, 단순함 속에서 생명의 근본적인 원리를 찾으려는 과학자들에게는 가장 완벽한 실험 모델이 되어줍니다. 20년 넘게 이 작은 생명체를 연구해온 과학자들은 이를 통해 뇌의 비밀에 한 걸음 더 다가서고 있으며, 이는 더 복잡한 고등 생물의 뇌를 이해하는 초석이 됩니다. 노벨 생리의학상 수상자인 프랜시스 크릭은 인간의 의식이라는 미지의 영역에 평생을 바쳤습니다. 그는 '놀라운 가설'이라는 저서를 통해 우리의 즐거움, 슬픔, 기억, 그리고 자유의지조차도 결국 수많은 신경세포와 그 속에 들어 있는 분자들의 복잡한 연합의 결과라고 주장했습니다. 이는 마음이라는 추상적인 개념을 물리적인 뇌의 활동으로 치환하여 이해하려는 시도였습니다. 비록 당시에는 증명되지 않은 가설에 불과했지만, 현대 뇌과학은 정교한 기술을 통해 이 가설을 입증하기 위해 끊임없이 도전하며 의식의 실체를 추적하고 있습니다. 현대 기술은 우리가 무엇을 보고 생각하는지를 뇌 영상을 통해 읽어내는 수준에 도달했습니다. 기능적 자기공명영상법(fMRI)은 뇌의 혈류 변화를 측정하여 특정 부위의 활성도를 파악합니다. 이를 통해 사람이 보고 있는 사물이나 풍경을 뇌 신호만으로 재구성하는 것이 가능해졌습니다. 심지어 잠자는 동안의 뇌 활동을 분석하여 꿈의 내용을 영상화하려는 시도까지 이어지고 있으며, 이는 마음을 읽는 시대가 머지않았음을 시사합니다. 이러한 기술적 진보는 인간의 내면세계를 시각적으로 확인하는 놀라운 경험을 선사합니다. 하지만 현재의 MRI 기술에는 명확한 한계가 존재합니다. 약 1mm 정도의 해상도로는 수만 개의 신경세포가 뭉쳐 있는 덩어리만을 볼 수 있을 뿐, 개별 신경세포(뉴런)가 어떤 역할을 수행하는지 정밀하게 파악하기 어렵기 때문입니다. 뇌의 진정한 비밀을 풀기 위해서는 더 높은 해상도의 기술이 필요하며, 이는 현대 과학이 당면한 가장 큰 과제 중 하나입니다. 기술의 진보가 뒷받침될 때 비로소 우리는 뇌의 가장 깊숙한 곳까지 들여다볼 수 있는 열쇠를 얻게 될 것이며, 이는 뇌의 기능을 세포 단위에서 이해하는 출발점이 될 것입니다. 이러한 한계를 극복하기 위해 등장한 혁신적인 기술 중 하나가 바로 '광유전학'입니다. 이는 신경세포에 빛에 반응하는 단백질을 도입하여, 특정 파장의 빛을 쬐어줌으로써 신경세포(뉴런)의 활성을 자유자재로 조절하는 방법입니다. 전기나 화학적 신호 대신 빛을 이용하기 때문에 원하는 시간에 원하는 세포만을 정밀하게 자극할 수 있습니다. 이 기술을 통해 과학자들은 단일 신경세포 수준에서 뇌의 기능을 분석하고, 특정 행동이나 감정이 유발되는 메커니즘을 규명해 나가고 있습니다. 이는 뇌 질환 치료와 인간 행동 이해에 새로운 지평을 열어주고 있습니다. 뇌의 복잡한 구조를 입체적으로 파악하기 위한 또 다른 돌파구는 뇌를 투명하게 만드는 기술입니다. 불투명한 세포막 성분을 특수한 화학 물질로 치환하면, 뇌를 얇게 자르지 않고도 내부의 신경망 연결 상태를 고해상도로 관찰할 수 있습니다. 이처럼 투명해진 뇌는 마치 지도를 보듯 신경세포 하나하나의 경로를 추적할 수 있게 해줍니다. 이러한 첨단 기술들의 융합은 인간의 마음과 뇌의 관계를 이해하려는 인류의 오랜 꿈을 현실로 바꾸어 놓을 것입니다. 우리는 이제 뇌라는 소우주를 탐험하며 마음의 실체에 그 어느 때보다 가까이 다가가고 있습니다.

이준호

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

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

고형종, 안진호, 이관수, 이대열, 조성배

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