과학 포털 iKAOS

51 Contents

왜 우리는 아직 외계인을 만나지 못했을까?

광활한 우주에는 우리은하에만 1,000억 개 이상의 별이 존재하며, 우주 전체로는 1조 개가 넘는 은하가 펼쳐져 있습니다. 16세기 코페르니쿠스의 지동설 이후, 지오다노 브루노는 우주가 무한하며 수많은 외계인이 존재할 것이라는 파격적인 주장을 펼쳤습니다. 이후 17세기 하위헌스는 외계인의 신체 구조를 상상했고, 19세기 스키아파렐리는 화성의 지형을 외계 문명의 운하라고 믿기도 했습니다. 이러한 호기심은 인류가 우주를 바라보는 중요한 동력이 되었으며, 오늘날까지도 외계 생명체에 대한 탐구는 멈추지 않고 계속되고 있습니다. 현대 과학은 SETI(외계 지성체 탐색)를 통해 우주에서 오는 인공적인 신호를 포착하려 노력하고 있습니다. 1977년의 '와우 신호'나 최근의 'BLC1'처럼 정체를 알 수 없는 신호들이 발견되기도 했지만, 아직 외계 문명의 존재를 확증할 결정적인 증거는 나타나지 않았습니다. 우주의 나이와 크기를 고려할 때 외계인의 흔적이 발견되지 않는 현상을 '페르미 역설'이라 부릅니다. 외계인이 이미 멸망했거나 의도적으로 자신들을 숨기고 있다는 가설부터, 우리가 그들의 신호를 포착하기에는 기술적 한계가 명확하다는 분석까지 다양한 논의가 이어지고 있습니다. 외계 신호를 찾는 과정은 수많은 지문이 찍힌 방 안에서 낯선 이의 흔적을 찾는 것과 같습니다. 지구에서 발생하는 막대한 인공 신호들은 외계에서 온 미세한 전파를 가로막는 거대한 장벽이 됩니다. 또한 가장 가까운 별조차 빛의 속도로 수년이 걸릴 만큼 멀리 떨어져 있어 신호가 도달하며 급격히 약해지는 문제도 있습니다. 이를 극복하기 위해 과학자들은 지구의 전파 간섭이 없는 달 뒷면에 전파망원경을 설치하는 혁신적인 방안을 제안하고 있습니다. 인류의 끈기 있는 탐구와 국제적인 협력이 계속된다면, 언젠가 우주의 고독을 끝낼 신호를 마주하게 될 것입니다.

과학플랫폼 SOAKKAOS + AI = SOAK

생명과학
천문학

[토크] 세상을 보는 또 다른 눈_과학자들의 방과 후 수다_4편 | 4편

최근 MBTI나 혈액형을 통한 성격 유형 분류가 큰 인기를 끌고 있습니다. 하지만 과학적 관점에서 보면 이러한 분류는 통계적 상관관계가 거의 없는 유사과학에 가깝습니다. 성균관대 김범준 교수의 실험에 따르면 혈액형과 MBTI 사이에는 유의미한 연결 고리가 발견되지 않았습니다. 그럼에도 사람들이 이에 열광하는 이유는 타인을 이해하고 자신을 규정하려는 심리적 욕구 때문일 것입니다. 중요한 것은 특정 틀에 갇히기보다 서로의 다양성을 인정하는 도구로 이를 활용하는 태도입니다. 애니메이션 '인사이드 아웃 2'는 감정의 다양성이 인격 형성에 미치는 영향을 잘 보여줍니다. 주인공의 행복을 위해 나쁜 기억을 배제하려던 시도는 결국 실패하고, 슬픔과 불안 같은 부정적 감정조차 성숙한 자아를 만드는 데 필수적임을 깨닫게 됩니다. 이는 생물학적 방어 기제와도 닮아 있습니다. 아토피나 면역 반응처럼 우리 몸의 고통스러운 반응들이 사실은 생존을 위한 조절 과정인 것처럼, 마음의 상처와 망각 또한 유연하고 회복력 있는 삶을 지탱하는 중요한 요소가 됩니다. 세포 생물학의 핵심인 '세포 주기'는 마치 정교하게 짜인 교향악과 같습니다. 세포가 성장하고 분열하는 과정에서 수많은 단백질은 지휘자의 신호에 맞춰 정확한 타이밍에 등장하고 퇴장합니다. 만약 어떤 단백질이 제때 물러나지 않고 고집을 부린다면 이는 암과 같은 질병으로 이어지게 됩니다. 이러한 조화와 균형은 생명 유지의 핵심이며, 과학자들은 이를 '코디네이션'이라 부릅니다. 생명 현상을 관찰하는 것은 결국 자연이 연주하는 거대한 오케스트라를 감상하는 것과 다름없습니다. 과학자(Scientist)라는 단어는 19세기 중반에 이르러서야 등장했습니다. 그전까지 과학은 '자연 철학'의 일부였으며, 예술과도 밀접한 관련이 있었습니다. 고대 그리스의 플라톤 아카데미에서는 산술, 기하, 천문과 함께 음악을 필수 과목으로 가르쳤습니다. 피타고라스는 음정의 수학적 비례를 통해 우주의 질서를 설명하려 했고, 이를 '천구의 음악'이라 불렀습니다. 이처럼 과학은 태생부터 논리적 지식과 예술적 감수성이 결합한 형태였으며, 조화로운 진리를 탐구하는 여정이었습니다. 인류 문명의 전환점에는 항상 위대한 발명품이 있었습니다. 바퀴는 이동의 혁명을 가져와 문명의 확장을 가능케 했고, 시계는 시간을 측정 가능한 축으로 만들어 물리적 세계관을 정립했습니다. 망원경은 인류가 우주의 중심이 아님을 깨닫게 했으며, 현미경은 미생물의 세계를 열어 생명 과학의 기초를 닦았습니다. 이러한 도구들은 단순히 편리함을 제공하는 것을 넘어, 우리가 세상을 바라보는 눈을 근본적으로 바꾸어 놓았습니다. 보이지 않는 것을 보려는 호기심이 인류의 지평을 넓힌 것입니다. 과학과 예술은 서로의 영역을 보완하며 발전합니다. 과학이 상상을 상식으로 만드는 과정이라면, 예술은 상식을 다시 상상으로 되돌리는 역할을 합니다. 아인슈타인이 피카소의 입체주의에서 영감을 얻었듯, 과학자에게도 예술가적 영감과 상상력은 필수적입니다. 최근 효율성만을 강조하는 분위기 속에서 '꿈'이나 '호기심' 같은 단어들이 소외되는 경향이 있지만, 진정한 과학적 진보는 거인의 어깨 위에서 세상을 경탄하며 바라보는 순수한 열정에서 시작됩니다. 현재 인류는 기후 위기라는 전 지구적 난제에 직면해 있습니다. 과거의 과학이 소수의 천재에 의존했다면, 이제는 다양한 분야의 전문가들이 협력하는 '집단 지성'이 필요한 때입니다. 오펜하이머의 로스앨러모스 프로젝트가 전쟁을 종식하기 위해 지성을 모았다면, 이제는 인류의 생존을 위해 학문의 벽을 허물고 소통해야 합니다. 범학제적 협업과 과학적 사고방식의 전파는 우리가 직면한 위기를 극복하고 지속 가능한 미래를 여는 유일한 열쇠가 될 것입니다.

신예리, 윤성철, 이현숙, 정하웅

카오스재단과학자들의 방과 후 수다

물리학
생명과학
천문학

[강연] 전염병에 맞서온 과학_by안광석 l 제 31회 서울대 자연과학 공개강연_"세상을 바꾼 과학, 과학이 여는 미래" | 2강

바이러스는 크게 급성 감염과 만성 감염으로 나뉩니다. 코로나19나 독감 같은 급성 감염은 백신과 치료제로 어느 정도 통제가 가능하며, 중증으로 진행되지 않는다면 결국 회복의 길로 들어섭니다. 반면 만성 감염 바이러스는 한 번 감염되면 평생을 인체와 함께하며 끊임없이 다양한 질병을 유발하기에 치료가 매우 까다롭습니다. 현대 과학의 궁극적인 목표 중 하나는 이러한 만성 감염 바이러스까지도 우리가 완전히 통제할 수 있는 새로운 시대를 여는 것입니다. 인류 역사에서 전염병은 단순한 질병 이상의 역할을 하며 역사의 흐름을 바꾸는 결정적인 변수가 되어왔습니다. 나폴레옹이 황열병으로 인해 루이지애나 땅을 미국에 헐값에 팔 수밖에 없었던 사건이나, 말라리아 치료제 개발 이후에야 아프리카 식민지화가 가속화된 사례가 대표적입니다. 이처럼 눈에 보이지 않는 미생물은 전쟁의 승패를 가르고 국가의 지형도를 바꾸는 등 인류 문명사에 거대한 흔적을 남겼으며, 때로는 제국의 몰락을 불러오기도 했습니다. 과학적 사고가 정립되기 전 인류는 전염병 앞에서 무력했습니다. 하지만 1848년 런던의 존 스노는 콜레라 사망자들의 거주지를 분석하여 오염된 물 펌프가 원인임을 밝혀냈고, 이는 현대 역학의 시초가 되었습니다. 이후 코흐가 콜레라균을 실제로 발견하며 질병의 원인이 미생물임을 입증했습니다. 이러한 체계적인 분석과 발견은 전염병의 공포로부터 인류를 구원하는 과학적 대처 방식의 기틀을 마련해주었으며, 보이지 않는 적과의 싸움에서 승기를 잡는 계기가 되었습니다. 현대 의학이 전염병과 싸워 이길 수 있게 된 데에는 세 명의 선구적인 과학자의 공로가 큽니다. 백신의 아버지라 불리는 제너, 모든 질병이 미생물에 의해 발생함을 밝힌 파스퇴르, 그리고 방부 위생법을 고안한 리스터가 그 주인공입니다. 이들의 발견 덕분에 인류의 평균 수명은 비약적으로 늘어났으며, 과거 사망 원인 1위를 차지하던 감염병들은 이제 현대 과학의 관리 영역 안으로 들어오게 되었습니다. 이는 과학이 인류의 생존에 기여한 가장 위대한 성과 중 하나입니다. 백신 제조 기술은 유정란을 이용한 전통적인 방식에서 생명공학의 발전과 함께 mRNA 플랫폼 기술로 진화했습니다. 과거에는 바이러스 사체를 직접 활용해야 했기에 위험성과 생산 속도의 한계가 있었으나, 이제는 항원 정보만을 담은 유전자를 주입하여 안전하고 신속하게 백신을 생산할 수 있습니다. 이러한 기술적 진보는 생산 공정을 표준화하고 병원체의 종류에 상관없이 공통적으로 적용할 수 있게 함으로써, 향후 발생할 새로운 팬데믹 상황에서 인류가 더욱 빠르게 대응할 수 있는 강력한 무기가 될 것입니다. 앞으로 팬데믹은 더욱 자주 발생할 것으로 예측되는데, 이는 기후 변화와 생태계 파괴로 인한 인수공통 감염병의 증가 때문입니다. 지구 온난화로 모기의 서식지가 넓어지고 인간과 동물의 접촉 빈도가 높아지면서, 동물의 몸속에 있던 바이러스가 인간에게 넘어올 기회가 많아졌습니다. 이는 단순히 운의 문제가 아니라 우리가 직면한 환경적 위협이며, 과학자들은 이를 '회색 코뿔소'처럼 충분히 예견된 위기로 인식하고 철저한 기초 연구를 통해 다음 위기를 대비해야 합니다. 미래의 과학자들은 변이 바이러스에도 대응할 수 있는 범용 백신과 감염 경로를 차단하는 점막 백신 개발에 힘써야 합니다. 하지만 기술적 성취보다 중요한 것은 세상을 바라보는 넓은 시야와 도전 정신입니다. '코이'라는 물고기가 환경에 따라 크기가 달라지듯, 우리도 독서와 여행을 통해 생각의 크기를 키워야 합니다. 과학은 단순히 질병을 치료하는 도구를 넘어, 인류와 미생물이 조화롭게 공존할 수 있는 지혜로운 길을 찾는 끊임없는 탐구의 과정이기 때문입니다.

안광석

카오스재단서울대자연과학공개강연

생명과학

[연구뭐하지?] 과학이란 무엇인가? 과학에 대한 철학적 탐구_천현득 교수 | 서울대학교 “과학철학 연구실”

과학학은 과학을 직접 실험하거나 수학적으로 연구하는 대신, 인문학적이고 사회과학적인 관점에서 과학의 본성을 탐구하는 학문입니다. 과학철학자는 나무가 모여 있는 숲을 보듯 한 걸음 물러나 과학사, 과학철학, 과학사회학의 관점에서 과학을 분석합니다. 유전자가 무엇인지와 같은 개념적 질문부터 과학과 사이비 과학을 구분하는 기준, 그리고 생물학이 물리학으로 환원될 수 있는지와 같은 방법론적 문제까지 폭넓게 다룹니다. 이러한 탐구는 우리가 당연하게 받아들이는 과학적 지식의 근간을 다시 생각하게 합니다. 현대 과학철학에서는 토마스 쿤의 철학을 재해석하고 과학적 이해의 조건을 연구하며, 특히 인공지능이 사회에 미치는 영향을 탐구하는 작업이 중요하게 다뤄집니다. 과학적 이해란 단순히 설명을 듣는 것을 넘어 세계를 파악하는 상태를 의미하며, 인공지능 연구에서는 기술의 급격한 발전이 가져올 윤리적 쟁점들을 분석합니다. 이는 과학이 단순히 기술적 진보에 그치지 않고 인간 사회와 어떻게 상호작용하는지를 철학적으로 성찰하는 과정입니다. 복잡한 현대 과학의 흐름 속에서 철학은 길을 잃지 않게 돕는 나침반 역할을 수행합니다. 과학에서 사용하는 과학적 모형은 실제와는 다른 일종의 '거짓말'을 포함하고 있습니다. 예를 들어 물리 문제를 풀 때 마찰력이 없다고 가정하는 것은 현실과 다르지만, 우리는 이 과학적 모형을 통해 정확한 예측과 설명을 수행합니다. 과학철학은 이처럼 과학적 모형이 사실이 아님에도 불구하고 어떻게 우리에게 유용한 과학적 이해를 제공하는지 그 메커니즘을 추적합니다. 추상적인 철학적 논증과 실제 과학 현장의 활동을 연결하는 작업은 과학철학만이 가진 독특한 매력이며, 현실과 밀접하게 맞닿아 있는 철학의 면모를 잘 보여줍니다. 인공지능 윤리는 기술의 자율성과 불투명성에서 비롯되는 다양한 문제를 다룹니다. 자율주행차나 살상 무기 시스템처럼 인간의 직접적인 통제를 벗어난 기술은 책임의 소재를 묻게 하며, 방대한 데이터를 학습하는 과정에서 발생하는 프라이버시 침해나 편향성 문제도 심각합니다. 특히 챗봇이 특정 집단을 차별하거나 사회적 편견을 그대로 반영하는 현상은 기술이 결코 가치 중립적이지 않음을 시사합니다. 이러한 쟁점들을 분석하고 대안을 모색하는 것은 현대 과학기술 사회에서 필수적인 과제입니다. 철학적 사고를 명료하게 만드는 가장 좋은 방법은 자신의 언어로 글을 쓰는 것입니다. 단순히 정보를 습득하는 것을 넘어 질문을 던지며 읽고, 타인의 주장을 합리적으로 재구성해 비판하는 훈련이 필요합니다. 현대 사회는 이미 과학기술이 지배하는 시대이기에, 기술의 활용법을 익히는 것만큼이나 그 근본 원리와 사회적 파급력을 고민하는 철학적 태도가 중요합니다. 과학이 무엇인지 더 근본적으로 질문하는 사람들이 많아질 때, 우리는 기술의 속도에 매몰되지 않고 더 나은 미래를 설계할 수 있을 것입니다.

천현득

카오스재단연구뭐하지

융합

[강연] 제 31회 서울대 자연과학 공개강연_'세상을 바꾼 과학, 과학이 여는 미래' (1) by 박건웅, 안광석 l 서울대학교&카오스재단 | 1부

서울대학교 자연과학 공개 강연은 1994년부터 시작된 대표적인 과학 나눔 프로그램으로, 올해 31회를 맞이했습니다. 이번 강연의 주제인 '과학자의 꿈과 도전'은 세상을 바꾼 과거의 과학적 성취를 돌아보고, 앞으로 다가올 미래를 과학이 어떻게 열어갈지 탐구하는 데 목적이 있습니다. 인공지능부터 전염병, 탄소 중립, 초전도체에 이르기까지 현대 과학의 핵심 화두를 다루며 청중들에게 과학적 설렘을 전달합니다. 특히 이번 강연은 단순한 지식 전달을 넘어, 과학적 사고가 우리 삶과 사회를 어떻게 변화시키는지 깊이 있게 성찰하는 기회를 제공합니다. 데이터는 현대 인공지능을 움직이는 핵심 원료입니다. 과거에는 실험을 통해 소수의 데이터를 얻었지만, 이제는 매분 엄청난 양의 정보가 쏟아지는 빅데이터 시대에 살고 있습니다. 이러한 데이터는 스마트 팩토리의 생산성을 높이고 마케팅 전략을 최적화하며, 심지어 스포츠 경기에서 승리 확률이 높은 위치를 예측하는 데 활용됩니다. 농구 선수 스테픈 커리의 사례처럼, 데이터를 기반으로 한 기대 득점 분석은 현대 스포츠의 패러다임을 완전히 바꾸어 놓았습니다. 결국 데이터는 인공지능이 올바른 판단을 내릴 수 있도록 돕는 가장 중요한 기반이 됩니다. 인공지능은 인간의 지적 능력을 컴퓨터로 구현하는 기술로, 시행착오를 거치며 스스로 학습하는 과정을 통해 발전합니다. 자율 주차 프로그램이 수만 번의 사고를 겪으며 완벽한 주차 방법을 익히는 것처럼, 인공지능은 방대한 데이터를 바탕으로 인간의 업무를 효과적으로 대체해 나가고 있습니다. 현재의 인공지능은 시각과 청각을 넘어 후각, 미각, 촉각 등 오감을 정복하려 시도하고 있으며, 이는 궁극적으로 인간과 소통하고 공감하는 자율주행 시스템으로 이어질 것입니다. 이러한 기술적 진보는 인류의 노동을 획기적으로 줄여줄 것으로 기대됩니다. 하지만 현재의 인공지능은 데이터 편향성과 예측의 신뢰성이라는 한계에 직면해 있습니다. 특정 지역이나 문화권에 치우친 데이터는 잘못된 결과를 도출할 수 있으며, 복잡한 모델은 결과의 원인을 설명하지 못하는 '블랙박스 문제'를 야기합니다. 단순히 상관관계를 파악하는 것을 넘어, 사건의 인과관계를 추론하고 인간이 납득할 수 있는 설명을 제공하는 '해석 가능한 AI'의 개발이 시급합니다. 이를 위해서는 수학과 통계학 같은 기초 과학의 발전이 필수적이며, 미래의 인공지능 연구자들은 이러한 근본적인 문제들을 해결하는 데 도전해야 합니다. 인류의 역사는 전염병과의 끊임없는 전쟁이었습니다. 흑사병이나 천연두 같은 질병은 제국의 몰락을 가져오고 세계 지도를 바꾸는 결정적인 역할을 했습니다. 과거에는 과학적 지식의 부재로 기도나 무속 신앙에 의존했지만, 존 스노의 콜레라 역학 조사와 코흐의 세균 발견을 기점으로 전염병 대처 방식은 과학적으로 변모했습니다. 제너의 백신과 파스퇴르의 미생물학 연구는 인류의 평균 수명을 획기적으로 연장하는 기틀이 되었습니다. 이러한 과학적 성취 덕분에 인류는 보이지 않는 적에 맞서 싸울 수 있는 강력한 무기를 갖게 되었습니다. 현대 과학은 mRNA 기술을 통해 코로나19와 같은 팬데믹에 신속하게 대응할 수 있는 플랫폼을 구축했습니다. 하지만 기후 변화와 생태계 파괴로 인해 동물의 바이러스가 인간에게 전파되는 인수공통감염병의 위협은 더욱 커지고 있습니다. 앞으로의 과학은 변이 바이러스에도 대응할 수 있는 범용 백신과 코에 뿌리는 점막 백신 개발에 집중해야 합니다. 팬데믹은 더 이상 예기치 못한 사건이 아니라 충분히 예상 가능한 '회색 코뿔소'와 같습니다. 따라서 기초 과학 연구를 통해 새로운 병원체를 조기에 탐지하고 대응하는 능력을 기르는 것이 무엇보다 중요합니다. 과학의 발전은 단순히 기술의 진보를 의미하는 것이 아니라, 인류가 직면한 거대한 문제를 해결하려는 꿈과 도전의 과정입니다. 인공지능의 한계를 극복하고 새로운 전염병에 맞서기 위해서는 탄탄한 기초 과학 지식과 더불어 세상을 바라보는 넓은 시야가 필요합니다. '코이'라는 물고기가 환경에 따라 크기가 달라지듯이, 과학자의 꿈의 크기가 곧 인류 미래의 한계를 결정합니다. 미래를 이끌어갈 세대들이 기초 과학에 관심을 가지고 끊임없이 질문하며 도전할 때, 과학이 여는 미래는 더욱 밝고 풍요로워질 것입니다.

박건웅, 안광석

카오스재단서울대자연과학공개강연

생명과학
수학

[술술과학] 역사를 알면 특수상대성이론은 더 재미있을 걸?｜특수상대론#2

상대성 이론과 양자 역학은 우리의 상식적인 세계관을 가차 없이 무너뜨리며 현대 물리학의 두 축으로 자리 잡았습니다. 그중 상대성 이론의 여정은 갈릴레이의 상대성 원리에서 그 뿌리를 찾을 수 있습니다. 갈릴레이는 정지 상태뿐만 아니라 등속 직선 운동 또한 외부의 힘이 필요 없는 자연스러운 상태인 '관성'으로 정의했습니다. 이러한 관성계에서는 모든 물리 법칙이 동일하게 적용되며, 운동은 절대적인 기준 없이 상대적으로만 존재한다는 통찰을 제시했습니다. 이는 절대 기준계를 부정하는 현대 물리학의 중요한 출발점이 되었습니다. 갈릴레이의 원리를 집대성한 뉴턴은 고전 역학의 시대를 열어 200년 넘게 불변의 진리로 군림했습니다. 하지만 19세기 맥스웰이 전자기 이론을 발표하며 견고했던 뉴턴 역학에 균열이 생기기 시작했습니다. 맥스웰 방정식은 전기와 자기, 그리고 빛의 현상을 완벽히 설명했지만, 갈릴레이 변환을 적용하면 그 형태가 변하는 문제가 있었습니다. 이는 관찰자의 운동 상태에 따라 물리 법칙이 달라질 수 있음을 시사했고, 결국 고전적인 상대성 원리와 전자기 이론 중 하나를 선택해야 하는 중대한 위기를 불러왔습니다. 당시 과학자들은 전자기파의 매질인 '에테르'라는 가상의 물질을 통해 이 모순을 해결하려 했습니다. 에테르가 절대 기준계 역할을 한다면 상대성 원리를 포기하더라도 전자기 법칙을 유지할 수 있다고 믿었기 때문입니다. 그러나 1887년 마이컬슨-몰리 실험은 에테르의 존재를 증명하지 못했고, 오히려 광속이 관찰자의 운동과 상관없이 일정하다는 사실만을 확인시켜 주었습니다. 이 '위대한 실패'는 고전 역학의 근간을 흔들며 새로운 이론의 등장을 예고하는 결정적인 사건이 되었습니다. 1905년, 아인슈타인은 상대성 원리와 광속 불변의 원리라는 두 가지 가정만으로 특수 상대성 이론을 정립하며 물리학의 패러다임을 완전히 바꿨습니다. 그는 맥스웰 방정식을 무한히 신뢰하며, 오히려 수정되어야 할 것은 뉴턴 역학 자체라고 주장했습니다. 아인슈타인에 의해 시간과 공간은 더 이상 절대적인 배경이 아닌, 관찰자의 속도에 따라 변할 수 있는 상대적인 개념으로 재정의되었습니다. 이로써 에테르는 역사의 뒤안길로 사라졌고, 빛의 속도는 우주의 절대적인 한계 속도로 부상하게 되었습니다. 아인슈타인의 이론은 수학자 민코프스키에 의해 4차원 시공간의 기하학으로 더욱 견고하게 확립되었습니다. 민코프스키는 시간과 공간이 독립적인 실체가 아니라, 하나로 결합한 '시공간'이라는 연속체임을 증명했습니다. 우리가 경험하는 모든 물리적 현상은 이 4차원 시공간이라는 무대 위에서 펼쳐지는 역사인 셈입니다. 갈릴레이에서 시작해 아인슈타인과 민코프스키로 이어진 이 장대한 여정은, 인간의 직관을 넘어 우주의 본질을 꿰뚫어 보는 과학적 사유가 가진 무지막지한 힘을 잘 보여줍니다.

카오스재단술술과학

물리학

[페스티벌+어스] 유튜버 스테이지 (Youtu-verse) by 1분과학, 과학드림, 지식인미나니 ㅣ 2022 대한민국 과학축제(페스티벌 어스)

공룡에 대한 우리의 인식은 지난 200년 동안 극적으로 변화해 왔습니다. 초기 고생물학자들은 공룡을 꼬리를 땅에 끌며 느릿느릿 걷는 거대한 도마뱀이나 코뿔소 같은 모습으로 복원했습니다. 하지만 1970년대 '공룡 르네상스'를 거치며 공룡이 꼬리를 높이 치켜들고 역동적으로 달리는 정온동물이었을 가능성이 제기되었습니다. 최근에는 깃털 공룡 화석들이 잇따라 발견되면서, 공룡이 현대의 새와 밀접하게 연결되어 있다는 사실이 정설로 자리 잡았습니다. 이러한 복원도의 변화는 우리가 당연하게 믿어왔던 지식이 새로운 증거 앞에서 얼마나 유연하게 바뀔 수 있는지를 잘 보여줍니다. 과학은 고정된 진리가 아니라 끊임없이 변화하고 수정되는 역동적인 과정입니다. 과거의 학자들이 이구아노돈의 엄지뼈를 코 위에 붙였던 실수는 당시의 한정된 정보 속에서 최선의 추론을 내린 결과였습니다. 이후 더 완전한 골격 화석이 발견되면서 오류는 수정되었고, 우리는 진실에 한 걸음 더 다가갈 수 있었습니다. 이처럼 과학의 진정한 매력은 정해진 결론에 있는 것이 아니라, 새로운 증거를 토대로 기존의 고정관념을 깨뜨려 나가는 합리적인 탐구 과정에 있습니다. 이러한 태도는 우리가 세상을 더 객관적이고 열린 마음으로 바라보게 하는 힘이 됩니다. 인공지능 기술 역시 인간의 뇌신경망을 모방하려는 끊임없는 시도 끝에 탄생했습니다. 1950년대 앨런 튜링의 질문에서 시작된 이 여정은 초기 컴퓨터의 성능 한계로 인해 긴 정체기를 겪기도 했습니다. 그러나 하드웨어의 비약적인 발전과 방대한 데이터의 축적은 '심층신경망'이라는 돌파구를 마련했습니다. 오늘날의 인공지능은 단순히 입력된 명령을 수행하는 수준을 넘어, 스스로 패턴을 학습하고 정답을 찾아가는 과정을 반복하며 정확도를 높입니다. 이제 인공지능은 스마트폰의 얼굴 인식부터 자율주행에 이르기까지 우리 일상의 깊숙한 곳에서 보이지 않는 조력자 역할을 수행하고 있습니다. 최근 등장한 생성형 인공지능은 인간의 고유 영역이라 여겨졌던 창작의 세계까지 확장되고 있습니다. 텍스트 몇 줄만으로 정교한 그림을 그리거나 음악을 작곡하는 인공지능의 능력은 우리에게 저작권과 창의성에 대한 새로운 질문을 던집니다. 하지만 인공지능과 인간을 대립 관계로 볼 필요는 없습니다. 인공지능은 인간이 처리하기 힘든 방대한 데이터를 순식간에 분석하여 단백질 구조를 예측하거나 에너지 효율을 최적화하는 등 인류의 난제를 해결하는 데 기여하고 있습니다. 결국 인공지능은 인간의 삶의 질을 높이고, 우리가 더 가치 있는 일에 집중할 수 있도록 돕는 강력한 도구로서 진화하고 있는 것입니다. 과학은 세상을 바라보는 하나의 철학이 될 수 있습니다. 우리는 흔히 사물이나 현상에 '좋다' 혹은 '나쁘다'와 같은 주관적인 가치를 부여하며 살아갑니다. 하지만 과학의 시선으로 본 세상은 어떠한 선입견도 없는 객관적인 실체 그 자체입니다. 중력가속도에 따라 떨어지는 사과나 빛조차 빨아들이는 블랙홀은 그저 자연의 법칙을 따를 뿐, 도덕적인 판단의 대상이 아닙니다. 이처럼 언어와 관념이 만들어낸 가상의 의미를 걷어내고 세상을 있는 그대로 바라볼 때, 우리는 비로소 본질에 다가갈 수 있습니다. 이러한 과학적 사고방식은 우리를 편견으로부터 자유롭게 만듭니다. 우리 주변의 흔한 이끼를 대하는 태도의 변화는 과학적 시각의 중요성을 상징적으로 보여줍니다. 많은 이들이 이끼를 습하고 더러운 곳에서 자라는 무가치한 존재로 여기지만, 과학적으로 이끼는 지구 생태계의 위대한 개척자입니다. 4억 5천만 년 전 육상으로 올라온 최초의 생명체인 이끼는 척박한 환경에서 산소를 공급하며 오늘날의 생태계를 만드는 기초를 닦았습니다. 한 평 남짓한 이끼가 수십 그루의 소나무보다 더 많은 산소를 생산하고 미세먼지를 정화한다는 사실을 알게 되면, 무심코 지나쳤던 작은 생명체에서도 경이로운 아름다움을 발견하게 됩니다. 과학 소통은 전문가와 대중 사이의 간극을 메우고 합리적인 사회를 만드는 핵심적인 역할을 합니다. 현대 과학은 고도의 전문성을 띠고 있어 일반인이 접근하기 어렵지만, 과학 커뮤니케이터들은 이를 쉬운 언어로 풀어내어 지식의 문턱을 낮춥니다. 과학적 사실을 공유하는 것은 단순히 정보를 전달하는 것을 넘어, 대중이 논리적이고 비판적인 사고를 할 수 있도록 돕는 과정입니다. 모든 사람이 과학을 즐기고 일상의 문제를 과학적으로 해결하려 노력할 때, 우리 사회는 더 진보하고 개인의 삶은 더욱 풍요로워질 것입니다. 과학은 이제 실험실을 넘어 우리의 삶을 변화시키는 강력한 동력이 되고 있습니다.

1분과학, 과학드림, 지식인미나니

카오스재단2022 대한민국 과학축제 ㅣ 페스티벌 어스

융합

[카오스 짧강] 둘 사이의 '케미'를 볼 수 있을까?_by윤신영｜2018 가을 카오스 강연 '화학의 미스터리, CheMystery' 3강

‘케미’라는 말은 현대 사회에서 사람 사이의 상호작용을 뜻하는 유행어로 자리 잡았습니다. 이 용어의 뿌리인 화학은 보이지 않는 원자들의 결합과 분해 과정을 다루는 학문입니다. 과거의 과학자들은 눈에 보이지 않는 원자를 세상의 정수로 정의하고, 이들이 어떻게 다양한 물질을 만들어내는지 고민하기 시작했습니다. 하지만 200년 전에는 원자를 직접 볼 수 있는 기술이 없었기에, 그들은 오직 상상력과 추상적인 기호를 통해 미시 세계를 시각화해야만 했습니다. 1865년, 독일 출신의 화학자 호프만은 대중 강연에서 획기적인 시각화 도구를 선보였습니다. 그는 당구공이나 크로케 공에 막대기를 꽂아 메테인과 같은 분자 구조를 설명했습니다. 비록 당시에는 원자들이 정확히 어떻게 결합하는지 과학적 근거가 부족했지만, 추상적인 개념을 실물로 구현했다는 점에서 큰 의미가 있었습니다. 이는 과학적 사실을 대중에게 전달하는 '과학 커뮤니케이션'의 훌륭한 사례로 평가받으며, 화학의 시각적 역사를 여는 중요한 발걸음이 되었습니다. 제임스 듀어는 성냥개비와 유사한 도구로 벤젠의 육각형 구조와 이중 결합을 묘사하며 시각화의 지평을 넓혔습니다. 한편, 케쿨레는 뱀이 자신의 꼬리를 무는 꿈에서 영감을 얻어 고리 모양의 벤젠 구조를 확립한 것으로 유명합니다. 그는 1872년 논문을 통해 오늘날 우리가 교과서에서 배우는 선과 기호 중심의 화학 구조식을 정립했습니다. 이러한 시도들은 단순히 그림을 그리는 것을 넘어, 복잡한 화학적 성질을 직관적으로 이해할 수 있는 공통의 언어를 만드는 과정이었습니다. 과학의 역사 뒤편에는 안타깝게 잊힌 인물도 존재합니다. 아치볼드 쿠퍼는 케쿨레보다 앞서 탄소의 결합 원리를 발견하고 독창적인 구조식을 고안했습니다. 그러나 당시 학계의 강력한 권위를 가졌던 케쿨레의 그늘에 가려 그의 아이디어는 오랫동안 빛을 보지 못했습니다. 지도 교수와의 갈등으로 논문 발표가 늦어지는 불운까지 겹치며 그는 역사 속으로 사라질 뻔했습니다. 다행히 사후 100년이 지나서야 그의 업적이 재조명되었고, 오늘날 근대 화학 구조의 선구자로 인정받고 있습니다. 오늘날의 시각화는 노벨 생리의학상 주제인 면역항암제의 원리를 설명하는 데까지 확장되었습니다. 면역 세포와 암세포 사이의 복잡한 상호작용을 기호와 도식으로 표현하는 방식은 과거 원자 결합을 묘사하던 노력과 맞닿아 있습니다. 보이지 않는 영역을 보이게 만드는 과정은 수많은 과학자와 작가들의 시행착오를 거치며 발전해 왔습니다. 우리가 무심코 접하는 화학 구조식 하나하나에는 미시 세계를 이해하고자 했던 인류의 치열한 사고와 열정이 고스란히 담겨 있습니다.

카오스재단질토과 + 짧강

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

1869년 러시아의 화학자 드미트리 멘델레예프는 당시 알려진 56개의 원소를 원자량 순서대로 배열하며 현대 화학의 기틀인 주기율표를 고안했습니다. 이는 단순히 원소들을 나열한 것이 아니라, 원소들 사이의 숨겨진 규칙성을 포착해낸 위대한 통찰의 결과였습니다. 비록 세월이 흐르며 새로운 원소들이 추가되고 모양이 확장되었지만, 원소의 성질이 주기적으로 나타난다는 본질적인 원리는 변하지 않았습니다. 오늘날 우리가 사용하는 118개의 원소로 이루어진 표준 주기율표 역시 멘델레예프가 처음 제시했던 그 놀라운 직관에서 시작되었습니다. 멘델레예프 이전에도 원소를 분류하려는 시도는 꾸준히 이어졌습니다. 근대 화학의 아버지라 불리는 라부아지에는 빛과 열을 포함한 33가지 원소를 성질에 따라 분류하며 화학을 연금술에서 과학의 영역으로 끌어올렸습니다. 이후 존 돌턴은 기체의 성질을 연구하며 모든 원소가 더 이상 쪼개지지 않는 '원자'라는 기본 입자로 구성되어 있다는 원자설을 주장했습니다. 이러한 학문적 토대는 원소들이 결합할 때 일정한 정수비를 이룬다는 사실을 밝혀냈고, 인류가 원소의 질량과 성질 사이의 관계를 깊이 있게 탐구할 수 있는 발판이 되었습니다. 멘델레예프 주기율표가 이전의 시도들과 차별화되는 지점은 바로 '빈칸'에 있습니다. 그는 원소들을 배열하다가 규칙성이 어긋나는 곳을 억지로 채우지 않고, 아직 발견되지 않은 원소가 존재할 것이라 예언하며 자리를 비워두었습니다. 갈륨과 게르마늄 같은 원소들은 멘델레예프가 예언한 원자량과 성질을 그대로 가진 채 훗날 실제로 발견되어 그의 이론이 옳았음을 증명했습니다. 이는 단순히 관찰된 데이터를 정리하는 수준을 넘어, 자연의 법칙을 통해 미래를 예측한 과학적 사고의 정수를 보여주는 사례로 평가받고 있습니다. 주기율표는 새로운 발견을 수용하며 끊임없이 진화했습니다. 19세기 말, 레일리 백작과 윌리엄 램지는 공기 중에서 화학적 반응성이 거의 없는 아르곤을 발견하며 '비활성 기체'라는 새로운 그룹의 존재를 알렸습니다. 초기에는 자신의 체계에 의구심을 가졌던 멘델레예프도 결국 이들의 주장을 받아들여 주기율표에 8족을 추가하게 됩니다. 이후 20세기에 들어서며 양자역학이라는 정교한 수학적 모델이 등장했지만, 놀랍게도 이 복잡한 이론이 설명하는 원자 구조는 멘델레예프가 오로지 직관만으로 찾아냈던 주기성과 완벽하게 일치했습니다. 화학은 단순히 추상적인 기호와 수식의 나열이 아니라, 우리가 직접 만지고 느끼며 냄새 맡을 수 있는 실재하는 대상을 다루는 학문입니다. 멘델레예프의 주기율표 역시 이러한 경험적 관찰과 직관을 바탕으로 탄생했습니다. 많은 과학자가 화학의 관능적이고 친밀한 매력에 이끌려 연구의 길을 걷게 되듯, 주기율표는 자연이 우리에게 보여주는 질서와 아름다움을 가장 간명하게 요약한 지도와 같습니다. 150년이 지난 지금까지도 멘델레예프의 통찰이 경의를 표하게 만드는 이유는, 그것이 인간의 오감과 이성이 만나는 지점에 서 있기 때문일 것입니다.

카오스재단명강리뷰&질문Q

[강연] 한국 기초과학 연구정책 역사와 전망 by 김근배ㅣ대학과 함께하는 2022 UN 세계기초과학의 해 한국 선포식 특별강연

1922년 안창남의 고국 방문 비행과 발명학회의 등장은 한국 과학기술사의 중요한 기점입니다. 당시 과학으로 고난을 극복하고 나라를 일으키자는 '과학조선' 운동이 활발히 전개되었습니다. 1934년에는 김용관 선생의 주도로 4월 19일을 '과학의 날'로 정하며 민족적 과학 운동이 정점에 달했습니다. 이러한 역사적 흐름은 오늘날 대한민국이 과학기술 강국으로 도약할 수 있었던 소중한 밑거름이 되었으며, 우리가 잊지 말아야 할 소중한 자산입니다. 해방 이후 1970년대까지 한국의 기초과학은 대학을 중심으로 그 기틀을 마련했습니다. 1946년 서울대학교 문리과대학의 설립은 기초 학문의 근간을 세우는 계기가 되었으며, 이후 1975년 자연과학대학으로 분리 독립하며 전문성을 강화했습니다. 비록 당시 KIST와 같은 기관들이 기술 개발에 치중했으나, 1977년 한국과학재단이 설립되면서 대학의 기초과학 연구를 지원하는 체계적인 제도가 비로소 마련되기 시작하며 연구 현장에 활력을 불어넣었습니다. 1989년은 한국 기초과학 역사에서 '진흥 원년'으로 불리는 특별한 해입니다. 당시 정부는 기초과학연구진흥법을 제정하여 기초과학을 다른 학문보다 우선시하는 특별법적 지위를 부여했습니다. 이를 통해 우수연구센터(SRC)와 같은 장기 지원 사업이 시작되었고, 대학 연구의 중심에 기초과학을 위치시키려는 노력이 이어졌습니다. 조완규, 장세희 교수와 같은 선구자들의 헌신은 한국 기초과학이 세계적 수준으로 성장하는 데 있어 결정적인 발판이 되었습니다. 하지만 기초연구 예산이 증가함에도 불구하고 순수기초과학의 비중은 오히려 줄어드는 역설적인 상황이 발생했습니다. 1980년대 중반 이후 연구 지원의 방향이 목적기초와 공학 중심으로 이동하면서, 기초과학 연구비는 상대적으로 위축되었습니다. 특히 유전공학 등 특정 분야의 급격한 성장은 고무적이었으나, 학문 간의 균형 잡힌 발전보다는 실용적 성과를 중시하는 경향이 짙어지며 기초과학의 입지는 점차 좁아지는 결과를 초래하고 말았습니다. 2011년 기초연구진흥법의 전면 개정은 기초과학계에 커다란 전환점이자 위기로 다가왔습니다. 법령에서 '과학'이라는 단어가 대거 삭제되고 '기초연구'라는 포괄적인 개념으로 대체되면서, 기초과학 육성을 위한 법적 근거가 희박해졌습니다. 이제 기초과학은 기초연구의 핵심이 아닌 공학, 의학, 농학 등과 혼재된 작은 일부로 전락했습니다. 이러한 정책적 변화는 기초과학의 독자적인 위상을 약화시키고 연구 현장의 정체성 혼란을 가중시키는 원인이 되었습니다. 현재 한국의 기초과학은 지역 대학의 학과 폐지와 연구 인력 감소라는 심각한 도미노 위기에 직면해 있습니다. 공학 분야에 비해 연구비 지원 경로가 제한적임에도 불구하고, 단순한 선정률 중심의 형평성 잣대는 기초과학의 생존을 위협하고 있습니다. 정부 부처 내에 기초과학을 전담하는 부서나 담당자가 부재한 현실은 이러한 위기를 더욱 심화시킵니다. 청소년들의 장래 희망에서 과학자가 멀어지는 현상은 우리 사회의 식어버린 과학 열정을 대변합니다. 새로운 100년을 향한 '과학 한국'의 부흥을 위해서는 과학 생태계의 근본적인 재구축이 필요합니다. 다양성, 지속가능성, 수월성이 조화를 이루는 환경 속에서 정부와 국민, 과학기술계가 다시 한번 과학에 대한 열정을 회복해야 합니다. 기초과학은 단순한 지식 습득을 넘어 인류 문명에 기여하고 국가의 지속 가능한 발전을 담보하는 핵심 동력입니다. 과학자가 사회적으로 존경받는 문화를 조성하여 기초과학의 미래를 밝히고 새로운 도약을 준비해야 할 때입니다.

김근배

카오스재단카오스크로스

융합

[질문Q] '스타워즈'는 좋은 SF 영화일까? | 2017 가을 카오스 강연 '미래과학' 10강 | 미래의 기원

SF에서 과학적 사실의 정확성은 작품의 문학적 가치를 결정짓는 절대적인 기준이 아닙니다. 때로는 과학적으로 불가능해 보이는 설정이라 할지라도, 그 안에서 인간과 사회에 대한 깊은 통찰을 담아낸다면 훌륭한 고전이 될 수 있습니다. 어슐러 르 귄의 작품들이 대표적인 사례로, 과학적 전제가 현대의 지식과 충돌하더라도 그 서사가 지닌 아름다움과 철학적 무게는 여전히 빛을 발합니다. 결국 SF는 과학적 사실의 나열이 아니라, 상상력을 통해 새로운 세계를 구축하는 문학적 시도라고 할 수 있습니다. 흔히 SF가 미래를 예언하거나 과학이 소설을 따라간다고 생각하지만, 본질적으로는 인간의 상상력이 그 모든 것의 출발점입니다. 뛰어난 상상력을 가진 이들이 그 영감을 소설로 풀어내면 SF가 되고, 연구를 통해 실현하면 과학이 되는 것입니다. 소설은 집필 과정이 상대적으로 빠르기 때문에 과학보다 먼저 세상에 나오게 되며, 이로 인해 발생하는 시간차가 마치 문학이 과학을 선도하는 듯한 착시를 일으키기도 합니다. 즉, SF와 과학은 상상력이라는 뿌리에서 뻗어 나온 두 줄기라고 볼 수 있습니다. 과거의 과학사를 연구하는 이유는 단순히 지식을 습득하기 위함이 아니라, 미래를 조망할 때 우리가 놓치고 있는 지점을 발견하기 위해서입니다. 미래에 대한 직접적인 데이터가 부재한 상황에서 옛 자료를 검토하는 과정은 현재의 사고방식을 객관화하는 데 큰 도움을 줍니다. 비록 과학사가 미래를 완벽하게 예측하는 도구는 아닐지라도, 과거의 실패와 성공 사례를 되짚어보는 일은 기술 발전의 방향성을 고민하는 경영이나 정책 분야에서도 중요한 참고 자료가 됩니다. SF 내에서도 과학과 문학의 관계는 다양하게 나타납니다. 그레그 이건의 작품처럼 최신 물리학 논의를 수십 년의 숙성 과정을 거쳐 소설로 승화시킨 경우는 과학이 문학보다 앞선 사례라 할 수 있습니다. 반면 스타워즈와 같은 작품은 과학적 엄밀함보다는 신화적 서사 구조에 집중하며 현대의 대서사시와 같은 역할을 수행합니다. 이처럼 SF는 작품마다 지향하는 바가 다르기에, 독자는 자신의 취향에 따라 과학적 탐구 혹은 인문학적 상상력이라는 다양한 즐거움을 선택할 수 있습니다. SF는 단순히 미래 기술을 다루는 것을 넘어, 사회적 약자나 젠더 이슈 등 현실의 민감한 문제들을 예민하게 포착해내는 거울이기도 합니다. 어슐러 르 귄의 '어둠의 왼손'과 같은 작품은 독자에게 자신이 미처 깨닫지 못했던 편견이나 감수성의 부재를 자각하게 만드는 강력한 계기를 제공합니다. 미래를 배경으로 삼으면서도 현재 우리가 발 딛고 있는 사회의 모순과 변화의 필요성을 역설하는 것이야말로 SF가 지닌 진정한 본질이자 가치라고 할 수 있습니다.

카오스재단명강리뷰&질문Q

[과학책수다] 전류전쟁 2부

니콜라 테슬라는 콜럼버스의 달걀 이야기를 한 단계 더 발전시킨 인물입니다. 콜럼버스가 달걀 끝을 깨뜨려 세웠다면, 테슬라는 전자기 유도 원리를 이용해 달걀을 깨지 않고 회전시켜 세우는 마술 같은 광경을 연출했습니다. 이는 단순히 흥미로운 볼거리를 넘어 교류 시스템의 가능성을 시각적으로 증명한 결정적인 순간이었습니다. 테슬라는 이 혁신적인 시연을 통해 동업자들의 신뢰를 얻었고, 인류의 삶을 바꿀 위대한 발명인 교류 시스템의 서막을 화려하게 열었습니다. 테슬라의 든든한 조력자였던 조지 웨스팅하우스는 발명가이자 탁월한 사업가였습니다. 그는 철도용 공기 브레이크를 발명해 큰 부를 쌓았으며, 이를 바탕으로 전기 산업에 뛰어들어 테슬라의 특허를 사들였습니다. 흥미로운 점은 그가 노동 환경 개선에도 앞장섰다는 사실입니다. 어린 시절의 경험을 바탕으로 미국 최초로 토요일 휴무제를 도입하는 등 인간 중심적인 경영 철학을 보여주었습니다. 이러한 그의 안목과 추진력은 테슬라의 천재성이 세상에 빛을 보는 데 핵심적인 역할을 했습니다. 에디슨의 직류 시스템과 웨스팅하우스의 교류 시스템이 충돌한 '전류 전쟁'은 과학사의 가장 치열한 대결 중 하나였습니다. 경제 공황으로 웨스팅하우스의 회사가 위기에 처했을 때, 테슬라는 자신의 특허 로열티를 과감히 포기하는 결단을 내렸습니다. 이는 단순한 경제적 손실을 넘어 자신의 이상이 인류에게 줄 편익을 우선시한 숭고한 선택이었습니다. 테슬라는 눈앞의 부귀영화보다 교류 시스템이 가져올 미래의 가치를 믿었으며, 이러한 진정성은 기술의 표준을 바꾸는 원동력이 되었습니다. 1893년 시카고 세계 박람회는 교류 시스템이 대중의 지지를 얻는 결정적인 무대가 되었습니다. 웨스팅하우스는 박람회 전력 공급권을 따내며 화려한 빛의 쇼를 선보였고, 테슬라는 자신의 몸에 고압 전류를 통과시키는 파격적인 퍼포먼스로 교류 시스템의 안전성을 직접 증명했습니다. 에디슨의 비방에도 불구하고 사람들은 전기가 만들어내는 마법 같은 광경에 매료되었습니다. 이 사건은 교류 시스템이 직류 시스템과의 경쟁에서 승기를 잡고 현대 전기 문명의 표준으로 자리 잡는 중요한 전환점이 되었습니다. 나이아가라 폭포에 세워진 수력 발전소는 테슬라가 어린 시절부터 꿈꿔온 환상이 현실이 된 순간이었습니다. 이 발전소는 미국 전기 사용량의 상당 부분을 책임지며 교류 시스템 시대의 완전한 승리를 선포했습니다. 비록 테슬라는 생전에 라디오 발명 등의 공로를 온전히 인정받지 못하고 쓸쓸한 노년을 보냈지만, 오늘날 그는 시대를 앞서간 천재로 재조명받고 있습니다. 주류에 가려졌던 그의 헌신과 다양성에 대한 존중은 현대 과학 기술이 나아가야 할 방향을 제시하며 우리에게 깊은 울림을 줍니다.

국립과천과학관과학책📚수다

물리학
융합

[과학책수다] 전류전쟁 1부

19세기 후반 미국은 '도금 시대'라 불리는 대호황기를 맞이했습니다. 남북전쟁 이후 기술 혁신이 산업으로 이어지며 사회 전반에 거대한 변화의 물결이 일었습니다. 이 역동적인 시대를 상징하는 두 인물이 바로 토머스 에디슨과 니콜라 테슬라입니다. 두 천재는 전기를 통해 세상을 밝히겠다는 공통된 목표를 가졌지만, 그 방식과 철학은 판이하게 달랐습니다. 이들의 대결은 단순한 기술 경쟁을 넘어 현대 문명의 근간을 이루는 에너지 시스템의 표준을 결정짓는 거대한 전쟁이었습니다. '발명왕'으로 잘 알려진 에디슨은 '멘로파크의 마법사'라 불리며 대중의 전폭적인 지지를 받았습니다. 정규 교육은 짧았지만 끊임없는 노력과 연구를 통해 1,000종이 넘는 특허를 남긴 그는 실용적인 발명을 추구하는 기업가이기도 했습니다. 에디슨은 직류 방식을 고집하며 전력 시스템의 초기 기틀을 닦았습니다. 그는 자신의 발명품이 사람들의 삶에 즉각적으로 기여하기를 원했으며, 이를 위해 기술의 상업화와 안정성을 최우선으로 고려하는 현실적인 접근 방식을 취했습니다. 반면 니콜라 테슬라는 '전기 천재'이자 '마술사'로 불리는 괴짜 천재였습니다. 8개 국어에 능통하고 지적인 외모를 지녔던 그는 숫자 3에 집착하거나 비둘기를 지극히 아끼는 등 독특한 면모를 보였습니다. 하지만 공학적 관점에서 그는 시대를 앞서간 선구자였습니다. 테슬라는 직류의 한계를 극복할 수 있는 교류 시스템을 제안하며 현대 전력망의 기초를 마련했습니다. 그의 천재성은 오늘날 자기장 단위인 '테슬라(T)'와 전기차 브랜드 이름으로 남아 여전히 우리 곁에서 숨 쉬고 있습니다. 전류 전쟁의 핵심은 직류와 교류 중 어떤 방식이 더 효율적인가에 있었습니다. 에디슨의 직류는 전압이 일정해 안정적이지만 멀리 보낼수록 전압이 떨어져 발전소를 곳곳에 지어야 하는 단점이 있었습니다. 이에 반해 테슬라와 웨스팅하우스가 추진한 교류는 전압을 높여 멀리까지 전기를 보낸 뒤 변압기를 통해 낮추는 방식이어서 훨씬 경제적이었습니다. 위기감을 느낀 에디슨은 교류의 위험성을 부각하기 위해 전기의자 사형제도를 홍보하는 등 치열하고 때로는 비열한 여론전을 펼치기도 했습니다. 비록 전류 전쟁의 최종 승자는 장거리 송전에 유리한 교류가 되었지만, 에디슨의 직류 역시 오늘날 컴퓨터와 정밀 전자 기기 내부에서 핵심적인 역할을 수행하고 있습니다. 두 과학자의 치열한 경쟁은 인류가 전기 에너지를 자유자재로 다루게 되는 결정적인 계기가 되었습니다. 이들의 이야기는 혁신을 이끄는 기업가 정신과 순수한 과학적 탐구심이 어떻게 충돌하고 융합하며 세상을 바꾸는지 보여줍니다. 전류 전쟁은 단순한 과거의 사건이 아니라, 지금 이 순간에도 우리 삶을 밝히는 빛의 역사입니다.

국립과천과학관과학책📚수다

물리학
융합

[과학자가 쓴 과학책#19] 정인경 _ 역사와 문화로 이해하는 과학 인문학 | 모든 이의 과학사 강의

과학적 사실을 탐구하는 '세계는 무엇인가'라는 질문과 가치를 탐구하는 '우리는 어떻게 살아야 하는가'라는 질문은 흔히 분리된 것으로 여겨집니다. 하지만 과학 또한 인간이 만들어낸 지식이며, 인간은 본래 가치 지향적인 존재입니다. 과학은 주관적 편견에서 벗어나기 위해 증거와 데이터를 기반으로 가치 중립적인 지식을 지향하지만, 그 근저에는 세상을 더 정확히 이해하려는 인간의 의지가 담겨 있습니다. 따라서 과학과 인문학은 서로 다른 길을 가는 것이 아니라, 인간이라는 공통의 지점에서 출발하는 학문입니다. 과학적 사실의 발견은 종종 가치 체계의 거대한 변화를 이끌어냅니다. 과거에는 운명이나 미스터리로 여겨졌던 사랑의 감정을 과학이 신경전달물질과 유전자의 관점에서 설명하면서, 동성애나 인종에 대한 사회적 편견이 해소되기도 했습니다. 이는 우리가 과학적 사실을 토대로 새로운 가치 판단을 내리게 되었음을 의미합니다. 결국 과학은 단순히 지식을 쌓는 과정에 그치지 않고, 인류가 더 합리적이고 포용적인 사회로 나아갈 수 있도록 돕는 인문학적 토대가 되어줍니다. 과학은 하늘에서 갑자기 떨어진 외래문화가 아니라, 각 시대가 직면한 과제를 해결하기 위해 치열하게 고민한 결과물입니다. 역사는 당시의 시대적 상황을 보여주고, 문화는 그 위기 속에서 사람들이 만들어낸 새로운 가치 체계를 의미합니다. 과학기술의 발전 과정을 역사와 문화의 관점에서 바라보면, 지식 그 자체보다 그것이 왜 필요했는지에 대한 맥락을 이해할 수 있습니다. 이러한 맥락적 이해는 과학을 단순한 암기 대상이 아닌, 우리 삶의 문제를 해결하는 살아있는 지혜로 인식하게 합니다. 고대 그리스에서 탄생한 합리적 설명력은 신화적 세계관에서 벗어나 논리적 추론으로 세상을 설명하려는 시도였습니다. 이를 '합리적 설명력'이라 부를 수 있는데, 이는 단순히 정답을 제시하는 것이 아니라 타인을 설득하는 힘을 가집니다. 과학적 증명과 데이터는 무력이 아닌 논리로 사회적 합의를 이끌어내는 민주주의의 핵심 도구가 되었습니다. 진리를 탐구하는 궁극적인 목표는 결국 더 나은 공동체를 만드는 데 있으며, 이러한 합리적 설득의 과정이 현대 시민 사회를 지탱하는 중요한 기둥이 됩니다. 과학 혁명은 특정 국가나 천재들의 전유물이 아니라, 지식이 유통되고 공유되는 '과학 문화'라는 토양 위에서 꽃피운 결과입니다. 17세기의 비약적인 발전 뒤에는 인쇄술의 보급과 장인들의 기술적 기여가 있었던 16세기의 문화적 혁명이 존재했습니다. 과학은 단절된 천재성이 아니라 대중과 전문가가 소통하며 만들어가는 역동적인 과정입니다. 따라서 현대 사회에서도 과학 기술의 방향성을 결정하는 것은 소수의 전문가만이 아니라, 과학적 소양을 갖춘 대중의 참여와 문화적 공감대입니다. 한국 과학사에서도 세종 시대의 업적은 문화적 자생력을 보여주는 훌륭한 사례입니다. 당시 조선은 중국의 역법과 약재를 그대로 사용하는 대신, 우리 땅과 몸에 맞는 지식을 찾기 위해 칠정산과 향약집성방 등을 편찬했습니다. 이는 외래 문화를 맹목적으로 수용하지 않고 우리만의 방식으로 소화하여 백성들의 삶을 실질적으로 개선하려 했던 과학적 노력의 결실입니다. 이러한 문화적 자생력은 오늘날 우리가 과학 기술을 대하는 태도에 있어서도 중요한 시사점을 던져줍니다. 인공지능과 유전공학이 급변하는 현대 사회에서 과학 기술은 양날의 검과 같습니다. 기술이 인간을 지배할지, 혹은 더 풍요로운 미래를 열어줄지는 결국 우리가 어떤 세상을 꿈꾸느냐에 달려 있습니다. 과학적 사실에 대한 정확한 이해와 인문학적 성찰이 결합될 때, 우리는 기술의 속도에 휘둘리지 않고 올바른 방향을 설정할 수 있습니다. 과학과 인문학의 융합은 단순히 지식을 섞는 것이 아니라, 과학적 사실을 토대로 더 나은 세상을 설계해 나가는 창조적인 실천입니다.

정인경

카오스재단읽다과학

융합

[인터뷰] 정인경 _ 앎은 삶을 바꾼다!

한국 과학사는 전통 과학과 근대 과학의 단절이라는 독특한 배경을 가지고 있습니다. 조선 시대까지는 중국 과학의 영향권에 있었고, 개항 이후에는 서양의 과학 체계가 급격히 유입되었기 때문입니다. 이러한 과정에서 과학은 우리에게 일종의 외래 문화로 다가왔지만, 현재 우리는 이를 우리만의 문화적 자생력으로 소화해 지식을 생산하는 중요한 전환점에 서 있습니다. 지난 100여 년의 역사를 통해 서양 과학과 우리 전통 과학을 함께 조명하며 한국 과학의 위상을 찾아가는 과정은 매우 어렵지만 가치 있는 작업입니다. 과학사를 연구하는 방법은 크게 내적 접근법과 외적 접근법으로 나뉩니다. 내적 접근법이 과학 이론과 개념의 발전 과정을 추적한다면, 외적 접근법은 과학이 사회적 제도나 정치, 문화와 맺는 관계를 탐구하는 사회사에 가깝습니다. 한국 과학사의 경우 기록된 개별 과학자를 찾기 어려워 주로 제도나 교육 기관을 중심으로 한 사회사 연구가 주를 이루어 왔습니다. 앞으로는 훌륭한 현대 과학자들의 연구가 과학사의 영역으로 편입되면서 이론과 사회적 맥락이 더욱 풍성하게 연결될 것으로 기대됩니다. 최근 주목받는 '빅 히스토리'가 현대 과학 이론을 바탕으로 우주의 기원을 다룬다면, 과학사는 과학이 우리 사회에서 수행하는 역할과 방향성을 보여주는 더 넓은 관점을 제공합니다. 특히 과학기술학(STS)은 인공지능이나 유전공학 같은 현대 기술이 사회와 어떻게 충돌하고 변화하는지에 집중합니다. 과학사, 철학, 정책 등을 포괄하는 이러한 융합적 접근은 학생들이 과학을 단순한 지식의 암기가 아닌, 사회적 맥락 속에서 이해하고 비판적으로 사고할 수 있는 '빅 픽처'를 그려주게 합니다. 과학은 결코 완성된 지식의 덩어리가 아니라, 사회적 합의를 거치며 끊임없이 변화하는 과정에 있습니다. 따라서 과학기술이 나아가야 할 방향을 설정하는 일은 과학만의 영역이 아니라 인문학적 성찰이 반드시 동반되어야 하는 과제입니다. 기후 위기나 감염병 같은 현대 사회의 난제들을 해결하기 위해서는 공공의 이익과 돌봄을 우선하는 과학의 공공성이 강조되어야 합니다. 이러한 논의를 통해 우리 사회에 정말 필요한 과학기술이 무엇인지 고민하고 사회적 합의를 이끌어내는 과정이 무엇보다 중요합니다. 역사는 단순히 박제된 과거의 기록이 아니라, 현재의 관점에서 과거를 다시 읽어내는 '재구성'의 과정입니다. 우리가 과거의 과학사를 공부하는 궁극적인 목적은 그 지식을 통해 현재를 더 잘 살아가고 미래를 설계하기 위함입니다. '앎은 삶을 바꾼다'는 말처럼, 과학이라는 지식이 단순한 정보에 그치지 않고 우리 삶을 변화시키는 깊이 있는 경험이 될 때 과학 문화는 비로소 활성화될 수 있습니다. 과거와 현재의 대화를 통해 미래를 향한 새로운 가치를 발견하는 것이 바로 과학사가 우리에게 주는 진정한 선물입니다.

정인경

카오스재단석학인터뷰

융합

[과학자가 쓴 과학책#18] 고재현 _빛으로 보는 세상 | 빛의 핵심

빛은 우리 세상을 이해하는 가장 중요한 열쇠입니다. 하늘이 파란 이유나 노을이 붉게 물드는 현상 같은 자연의 신비부터, 우리가 매일 사용하는 스마트폰의 디스플레이까지 빛은 어디에나 존재합니다. 인류는 아주 오래전부터 빛에 대한 호기심을 바탕으로 그 원리를 탐구해 왔으며, 이는 현대 광기술의 발전으로 이어졌습니다. 빛의 핵심을 이해하는 것은 단순히 과학 지식을 쌓는 것을 넘어, 우리가 살아가는 세상을 더 깊고 지혜롭게 바라보는 눈을 갖게 해주는 소중한 경험이 될 것입니다. 인류는 문명의 대부분을 무언가를 태워 빛을 얻는 방식으로 보냈습니다. 구석기 시대 동굴 벽화를 그리던 시절의 석등부터 로마의 밀랍 양초, 고래 기름을 쓴 램프에 이르기까지 모두 화학적인 연소 과정에서 동반되는 빛을 이용한 것이었습니다. 19세기에 이르러서야 석탄가스를 이용한 가스등과 최초의 전기등인 탄소아크등이 등장하며 새로운 전기를 맞이했습니다. 특히 아크등은 인공적인 번개를 만들어 조명으로 활용한 획기적인 시도였으나, 강한 소음과 번쩍거림 때문에 주로 실외용으로만 사용되는 한계가 있었습니다. 실내 조명의 본격적인 혁명은 에디슨이 상용화한 백열등에서 시작되었습니다. 백열등은 필라멘트를 섭씨 2,000도 이상의 고온으로 가열해 가시광선을 내는 원리를 이용합니다. 하지만 에너지의 90% 이상이 열로 방출되어 효율이 낮다는 단점이 있었습니다. 이후 등장한 형광등은 유리관 내부의 수은이 내뿜는 자외선을 형광체에 통과시켜 가시광선으로 변환하는 방식을 취했습니다. 형광체라는 특수한 물질을 통해 빛의 색을 자유롭게 조절할 수 있게 되면서, 인류는 비로소 백열등보다 훨씬 효율적인 인공 광원을 갖게 되었습니다. 오늘날 조명의 주역은 반도체 광원인 LED입니다. 1960년대 적색 LED를 시작으로 1990년대 중반 청색 LED가 발명되면서 빛의 삼원색이 완성되었고, 이를 통해 효율적인 백색광 구현이 가능해졌습니다. LED는 기존 광원에 비해 수명이 비약적으로 길고 전력 소모가 적어 현대 광기술의 정점으로 평가받습니다. 청색 LED 위에 황색 형광체를 입히거나 RGB 칩을 조합하는 등 다양한 방식으로 만들어진 백색 LED는 이제 교통신호등부터 실내 조명, 야외 전광판까지 우리 삶의 모든 곳을 밝히고 있습니다. 디스플레이는 정보를 시각적 형태로 전달하는 핵심적인 출력 장치입니다. 화면을 자세히 들여다보면 수많은 화소의 배열로 구성되어 있는데, 각 화소는 빨강, 초록, 파랑의 세 가지 색상을 적절히 조합해 우리가 원하는 컬러를 만들어냅니다. 최근에는 각 색상의 밝기를 1,000단계 이상으로 세밀하게 구분하여 총 10억 개 이상의 풍부한 컬러를 구현하는 수준에 이르렀습니다. 브라운관에서 시작된 디스플레이의 역사는 이제 얇고 가벼운 평판형을 넘어, 실제와 가까운 생생한 색감을 자랑하는 고해상도 시대로 진입했습니다. 현대 디스플레이 기술은 크게 LCD와 OLED로 구분할 수 있습니다. LCD는 스스로 빛을 내지 못해 후면의 백라이트가 필요한 비자발광 방식인 반면, OLED는 화소 자체가 스스로 빛을 내는 자발광 방식입니다. 여기에 나노 크기의 반도체인 양자점 기술이 더해지면서 색의 순도와 채도가 비약적으로 향상되었습니다. 양자점은 입자의 크기에 따라 방출하는 빛의 색깔이 달라지는 독특한 특성을 지닙니다. 이러한 기술적 진보는 돌돌 말리는 롤러블 TV처럼 설계의 자유도가 높은 미래형 디스플레이의 탄생을 가능하게 했습니다. 빛은 과학의 역사 속에서 현미경과 망원경의 발명을 이끌며 미시 세계와 거대 우주를 잇는 가교 역할을 했습니다. 또한 양자역학이나 상대성 이론 같은 현대 물리학의 탄생에도 결정적인 영감을 제공했습니다. 오늘날의 광기술은 IT 문명의 견고한 기반이 되어 우리에게 편리함과 즐거움을 주지만, 동시에 정보 격차와 같은 새로운 사회적 고민거리를 던져주기도 합니다. 빛의 원리와 기술적 맥락을 깊이 이해하는 것은 급변하는 미래 사회에서 새로운 기술을 더욱 지혜롭게 활용하고 아름다운 세상을 향유하기 위한 필수적인 과정입니다.

고재현

카오스재단읽다과학

물리학

[과학책수다] 호모스페이스쿠스

찰스 다윈의 '종의 기원'은 현대 생물학의 근간을 이루는 가장 중요한 저작 중 하나로 평가받습니다. 1859년 출간 당시 이 책은 생명체가 고정된 것이 아니라 시간에 따라 변화한다는 파격적인 주장을 담고 있었습니다. 다윈은 비글호를 타고 전 세계를 항해하며 수집한 방대한 관찰 기록을 바탕으로, 모든 생명체가 하나의 공통 조상으로부터 갈라져 나왔다는 진화의 원리를 체계적으로 정리했습니다. 이는 당시 종교적 세계관이 지배하던 사회에 거대한 충격을 던졌으며, 인류가 자연을 바라보는 방식을 근본적으로 바꾸어 놓았습니다. 다윈이 제시한 진화의 핵심 기제는 바로 '자연선택'입니다. 그는 자연계의 자원은 한정되어 있지만 개체는 그보다 더 많이 태어난다는 사실에 주목했습니다. 이 과정에서 개체들 사이에는 미세한 형질 차이가 존재하며, 특정 환경에서 생존과 번식에 유리한 형질을 가진 개체가 살아남아 후손에게 그 형질을 전달할 확률이 높아집니다. 이러한 과정이 수많은 세대를 거쳐 누적되면서 생명체는 환경에 적응하고 새로운 종으로 분화하게 됩니다. 이는 설계자 없이도 생명의 다양성과 복잡성이 설명될 수 있음을 보여준 혁신적인 통찰이었습니다. 흔히 진화를 더 우월한 상태로 나아가는 '진보'라고 오해하곤 하지만, 다윈의 이론에서 진화는 철저히 '적응'의 과정입니다. 진화에는 정해진 목적지나 방향이 없으며, 단지 변화하는 환경 속에서 살아남기 위한 최선의 선택들이 축적될 뿐입니다. 따라서 현재 살아남은 모든 생명체는 각자의 환경에서 가장 성공적으로 적응한 결과물이라 할 수 있습니다. 인간 역시 진화의 정점에 서 있는 존재가 아니라, 수억 년에 걸친 생명의 역사 속에서 가지를 뻗어 나온 수많은 생명체 중 하나라는 사실은 우리에게 겸손한 태도를 일깨워 줍니다. '종의 기원'에서 다윈이 유일하게 삽입한 도표는 바로 '생명의 나무'입니다. 이는 모든 생명체가 하나의 뿌리에서 시작되어 시간이 흐름에 따라 여러 가지로 갈라져 나가는 모습을 형상화한 것입니다. 이 비유는 생물 간의 친연 관계를 시각적으로 명확하게 보여주며, 겉모습이 전혀 다른 생명체들도 결국 유전적 뿌리를 공유하고 있음을 시사합니다. 다윈은 이 장대한 서사를 통해 생명의 통일성과 다양성을 동시에 설명해 냈습니다. 이러한 관점은 현대 유전학의 발전과 결합하여 생명 과학의 확고한 토대를 마련하게 되었습니다. 다윈의 이론은 출간 이후 160년이 넘는 시간 동안 수많은 검증과 보완을 거치며 더욱 견고해졌습니다. 오늘날 진화론은 단순히 생물학의 영역을 넘어 심리학, 경제학, 철학 등 인문·사회과학 전반에 걸쳐 깊은 영감을 주고 있습니다. '종의 기원'은 단순히 과거의 고전이 아니라, 우리가 어디에서 왔으며 생명의 본질이 무엇인지를 끊임없이 묻게 만드는 살아있는 지침서입니다. 다윈이 보여준 치밀한 관찰력과 논리적 추론의 과정은 과학적 사고의 전형을 보여주며, 오늘날을 살아가는 우리에게도 여전히 유효한 질문들을 던지고 있습니다.

국립과천과학관과학책📚수다

생명과학

[인터뷰] 이영욱_암흑에너지가 없다는 쪽에 다 건다! ㅣ 2021 봄 카오스강연 'GREAT DEBATE 우주론대토론'

인간은 우주의 광활한 역사 속에서 탄생한 존재로, 그 기원을 거슬러 올라가면 결국 우주의 먼지에 닿게 됩니다. 하지만 우리는 단순한 물질의 집합체가 아니라, 스스로의 기원을 탐구하고 사유하는 '생각하는 별먼지'라는 점에서 특별합니다. 우주는 모든 존재의 시작점이자 끝이며, 이러한 근원적인 신비는 수많은 학자에게 끊임없는 지적 호기심과 흥분을 불러일으킵니다. 우리가 우주를 연구하는 것은 결국 우리 자신을 이해하려는 노력의 일환이며, 그 과정에서 발견되는 새로운 사실들은 인류의 지평을 넓히는 중요한 열쇠가 됩니다. 최근 현대 우주론의 근간을 흔드는 암흑 에너지의 존재 여부에 대해 새로운 의문이 제기되고 있습니다. 기존 학계에서는 암흑 에너지가 우주의 가속 팽창을 이끄는 확정된 사실로 받아들여져 왔으나, 최근의 정밀한 관측 데이터들은 다른 가능성을 시사합니다. 특히 초신성의 광도 진화가 없다는 전제 조건에 대한 의구심은 암흑 에너지 이론의 기초를 다시 검토하게 만듭니다. 이는 단순히 하나의 이론을 부정하는 것이 아니라, 우리가 알고 있는 우주의 모습이 실제와 다를 수 있다는 가능성을 열어두고 더 엄밀한 증거를 찾아가는 과정입니다. 새로운 과학적 발견이 기존의 견고한 패러다임에 도전할 때, 학계의 저항은 상상 이상으로 격렬합니다. 노벨상을 받은 이론이나 수십 년간 정설로 받아들여진 개념을 뒤집는 일은 마치 지구가 평평하다고 주장하는 것만큼이나 큰 충격을 주기 때문입니다. 하지만 진정한 과학적 태도는 결과가 정해져 있다는 편견을 버리고, 오직 객관적인 데이터와 증거만을 따라가는 열린 마음에서 시작됩니다. 비록 그 길이 험난하고 학문적인 고립을 초래할지라도, 진실을 향한 끈기 있는 추구만이 과학을 진보시키는 유일한 동력이 됩니다. 이번 연구는 대한민국과 NASA의 첫 번째 공식 협력 프로젝트인 자외선 우주 망원경 'GALEX'의 관측 자료를 바탕으로 이루어졌습니다. 십수 년에 걸쳐 축적된 방대한 자외선 데이터는 은하의 진화와 항성 종족의 나이를 정밀하게 측정하는 데 결정적인 역할을 했습니다. 이러한 연구는 단순히 이론적인 가설에 머무는 것이 아니라, 실제 관측된 물리적 증거를 통해 우주론의 전제들을 하나씩 검증해 나가는 실증적인 작업입니다. 한국 천문학계의 열악한 환경 속에서도 묵묵히 이어온 이러한 노력은 세계 학계와 어깨를 나란히 하는 성과로 이어지고 있습니다. 과학의 발전은 당연하다고 믿어왔던 사실들을 의심하는 것에서부터 시작됩니다. 아리스토텔레스의 이론이 수천 년을 지배했음에도 결국 새로운 진리에 자리를 내주었듯, 현대의 정설 또한 언제든 수정될 수 있는 가능성을 내포하고 있습니다. 미래의 과학도를 꿈꾸는 이들에게 가장 필요한 덕목은 권위에 굴복하지 않고 끊임없이 질문하며 파헤치는 비판적 사고입니다. 모든 것을 의심하고 검증하는 과정을 통해 우리는 비로소 우주의 진정한 모습에 한 걸음 더 다가갈 수 있으며, 이러한 도전 정신이야말로 인류 문명을 지탱하는 힘입니다.

이영욱

카오스재단카오스강연

천문학

[석학인터뷰] 박진희_ 과학자가 아니어도 과학에 참여할 수 있을까?

1980년대 중반부터 시작된 우리나라의 과학 대중화 운동은 단순한 지식 전달을 넘어 사회 전반의 인식을 바꾸는 중요한 전환점이 되었습니다. 초기에는 과학기술의 중요성을 알리는 계몽적인 성격이 강했지만, 시간이 흐르며 대중이 과학을 하나의 문화로서 즐기고 향유할 수 있는 토대가 마련되었습니다. 이러한 변화는 과학이 전문가들만의 전유물이 아니라, 우리 삶의 질을 높이고 국가 경쟁력을 확보하는 필수적인 요소라는 공감대를 형성하는 데 기여했습니다. 1993년 개최된 대전 엑스포는 한국 과학기술 역사에서 상징적인 사건으로 기록됩니다. 이 행사를 기점으로 과학은 연구소의 담장을 넘어 일반 시민들의 일상 속으로 깊숙이 들어오게 되었습니다. 수많은 어린이가 과학자의 꿈을 키웠고, 성인들은 과학이 가져올 미래 사회의 청사진을 직접 목격하며 과학기술 발전에 대한 자부심을 느꼈습니다. 이는 과학기술 중심 사회로 나아가는 데 있어 국민적 에너지를 결집하는 결정적인 계기가 되었습니다. 현대 사회에서 과학 대중화의 개념은 일방적인 교육에서 쌍방향 소통으로 진화하고 있습니다. 과거에는 지식을 가진 자가 그렇지 못한 자에게 가르침을 주는 방식이었다면, 이제는 시민들이 과학적 이슈에 참여하고 자신의 의견을 개진하는 '과학 커뮤니케이션'의 시대가 열린 것입니다. 이러한 변화는 과학적 합리성이 사회적 의사결정의 기초가 되는 성숙한 민주주의 사회를 만드는 데 핵심적인 역할을 수행하며, 대중의 과학적 문해력을 높이는 결과로 이어집니다. 과학자들의 사회적 역할 또한 과거와는 확연히 달라졌습니다. 이제 연구자들은 실험실 안에서의 성과에만 머무르지 않고, 자신의 연구가 사회에 미치는 영향을 설명하며 대중과 끊임없이 소통해야 합니다. 과학적 사실을 바탕으로 사회적 갈등을 조정하고 합리적인 대안을 제시하는 과정에서 과학자의 목소리는 더욱 중요해지고 있습니다. 대중과의 신뢰 관계 구축은 과학기술 정책에 대한 지지를 이끌어내고, 지속 가능한 연구 환경을 조성하는 밑거름이 됩니다. 궁극적으로 과학 문화의 확산은 우리 사회의 사고방식을 더욱 유연하고 논리적으로 변화시키는 힘을 가지고 있습니다. 과학은 단순히 어려운 공식이나 이론이 아니라, 현상을 관찰하고 질문을 던지며 해답을 찾아가는 과정 그 자체이기 때문입니다. 모든 시민이 과학적 사고를 생활화할 때, 우리는 직면한 복잡한 문제들을 보다 객관적으로 바라보고 해결할 수 있는 능력을 갖추게 됩니다. 이것이 바로 우리가 끊임없이 과학을 이야기하고 문화로서 정착시켜야 하는 진정한 이유입니다.

박진희

카오스재단석학인터뷰

융합

올해 과학책 10권 핵심은? - [KAOS X] APCTP 2020 올해의 과학도서 선정 기념 방송 'Book Show'

코로나19라는 유례없는 팬데믹 상황 속에서 과학 도서는 우리에게 단순한 지식 전달 이상의 의미를 갖게 되었습니다. 외부 활동이 제한된 시기에 많은 이들이 책을 통해 세상과 소통하며, 과학적 사고를 바탕으로 현재의 위기를 이해하려 노력했습니다. 이러한 흐름은 과학이 전문가들만의 전유물이 아니라, 시민들이 갖추어야 할 필수적인 교양으로 자리 잡고 있음을 보여줍니다. 과학 문화를 확산시키려는 노력은 결국 우리 사회의 합리성을 높이는 밑거름이 됩니다. 최근 출판 시장의 경향을 살펴보면 과학과 인문학의 경계가 점차 모호해지고 있음을 알 수 있습니다. 과거에는 두 분야가 서로 독립된 영역으로 여겨졌으나, 이제는 인간과 세상을 온전히 이해하기 위해 과학적 배경지식이 필수적이라는 인식이 확산되었습니다. 과학자들은 인문학적 시선으로 자신의 연구를 돌아보고, 인문학자들은 과학적 데이터를 바탕으로 사회 현상을 분석합니다. 이러한 융합적 시도는 독자들에게 더욱 풍성하고 깊이 있는 통찰을 제공하며 과학의 외연을 넓히고 있습니다. 새로운 과학 도서를 선정하는 과정은 단순히 우수한 책을 고르는 것을 넘어, 시대의 변화에 발맞춰 지식을 업데이트하는 과정이기도 합니다. 고전으로 불리는 과학 도서들도 훌륭하지만, 현대 과학이 새롭게 밝혀낸 사실들을 반영한 최신 도서들은 우리에게 더 생생한 정보를 전달합니다. 또한, 신진 작가들을 발굴하여 그들이 지속적으로 좋은 콘텐츠를 생산할 수 있는 토대를 마련하는 것도 중요합니다. 이는 과학 커뮤니케이션 생태계를 건강하게 유지하는 핵심적인 역할을 수행합니다. 과학은 우리 사회의 복잡한 관계망을 분석하는 강력한 도구가 됩니다. 통계물리학의 원리를 인간 사회의 상호작용에 적용하거나, 과학 기자의 시각으로 사회적 이슈의 팩트체크를 하는 시도들이 대표적입니다. 이러한 접근은 우리가 막연하게 느끼던 사회 현상들을 객관적인 데이터와 가설을 통해 냉정하게 바라볼 수 있게 해줍니다. 시민들이 과학적 사고를 갖추게 될 때, 우리 사회는 갈등을 해결하고 더 나은 방향으로 나아갈 수 있는 합리적인 토대를 마련하게 될 것입니다. 현장에서 직접 발로 뛰는 과학자들의 기록은 독자들에게 특별한 감동을 줍니다. 남극의 극한 환경에서 우주를 관측하거나 박물관에서 고고학 유물을 발굴하며 얻은 생생한 경험담은 과학이 이론에만 머물지 않는다는 사실을 일깨워줍니다. 또한, 인류의 시작부터 현재까지의 과학사를 되짚어보는 작업은 우리가 걸어온 길을 통해 미래를 조망하는 지혜를 제공합니다. 과거의 발견들이 현대 문명에 미친 영향을 이해함으로써, 우리는 과학이 지닌 진정한 가치를 재발견하게 됩니다. 물질의 근본 원리를 탐구하는 물리학이나 우주의 기원을 다루는 천문학은 여전히 많은 이들에게 경이로움을 선사합니다. 우리 주변의 평범한 물질 속에 숨겨진 복잡한 물리 법칙을 이해하고, 광활한 우주 속에서 인류의 위치를 확인하는 과정은 지적 호기심을 충족시키는 소중한 경험입니다. 특히 최신 과학적 성과를 바탕으로 고전적 주제를 재해석한 과학 도서들은 독자들에게 현대 과학의 정수를 맛보게 합니다. 이러한 지식의 탐구는 인간이 세상을 바라보는 시야를 근본적으로 확장해 줍니다. 기후 위기와 환경 파괴는 현재 인류가 직면한 가장 시급하고도 엄중한 과제입니다. 과학적 데이터를 통해 경고하는 거주불능 지구의 시나리오는 우리에게 즉각적인 행동 변화를 촉구합니다. 이는 단순히 과학적 예측을 넘어, 다음 세대에게 어떤 세상을 물려줄 것인가에 대한 윤리적 질문을 던집니다. 우리가 누리는 환경이 결코 당연한 것이 아님을 깨닫고, 과학적 근거를 바탕으로 지속 가능한 미래를 고민해야 합니다. 결국 과학은 인류의 생존과 희망을 위한 가장 강력한 길잡이가 될 것입니다.

백두성, 손승우, 이강영, 장동선

카오스재단읽다과학

융합

[과학책수다] 프랑켄슈타인 1편

메리 셸리의 소설 '프랑켄슈타인'은 '지킬 박사와 하이드', '걸리버 여행기'와 더불어 최초의 SF 소설 중 하나로 손꼽히는 걸작입니다. 도서 분류상 840번대 영미 소설에 속하는 이 작품은 단순한 공포 이야기를 넘어 과학과 인간의 경계를 탐구합니다. 소설은 북극을 탐험하던 선장이 누이에게 보내는 편지 형식으로 시작되는 액자식 구성을 취하고 있으며, 이는 당시 1800년대 활발했던 극지 탐험이라는 시대적 배경을 잘 반영하고 있습니다. 주인공 빅토르 프랑켄슈타인은 흔히 박사로 알려져 있지만, 사실 대학 시절 연금술과 자연과학에 심취했던 학생이었습니다. 그는 인간의 육체에서 질병을 몰아내고 죽음으로부터 해방되겠다는 원대한 꿈을 품고 생명의 원리를 연구하기 시작합니다. 2년여의 집요한 연구 끝에 그는 시체들을 조합하여 무생물에 생명을 불어넣는 데 성공하지만, 막상 완성된 창조물의 흉측한 외모를 마주하자 깊은 혐오감과 공포를 느끼며 도망치고 맙니다. 창조된 괴물은 자신의 정체성을 찾기 위해 방황하다 빅토르의 동생을 살해하는 비극을 일으킵니다. 스위스의 웅장한 산맥을 배경으로 펼쳐지는 추격전 속에서 괴물은 창조주인 빅토르에게 자신과 닮은 이성을 만들어 달라고 협상안을 제시합니다. 그러나 빅토르는 또 다른 재앙이 반복될 것을 우려해 이를 거절하고, 이에 분노한 괴물은 빅토르의 친구와 아버지, 그리고 결혼식 날의 신부까지 무참히 살해하며 이야기는 파국으로 치닫게 됩니다. 이 소설이 취하고 있는 액자식 구성은 이야기 속에 또 다른 이야기가 들어있는 구조로, 독자에게 이야기의 개연성을 부여하는 중요한 장치입니다. 마치 우리나라의 고전 소설 '구운몽'이 현실과 꿈의 경계를 넘나들며 주제를 전달하듯, '프랑켄슈타인' 역시 선장의 시선에서 빅토르의 이야기를 전달함으로써 허무맹랑해 보일 수 있는 소재에 현실감을 더합니다. 이러한 액자식 구성은 독자가 괴물의 비극적인 삶을 제삼자의 입장에서 더욱 객관적으로 바라보게 만듭니다. 작가 메리 셸리는 당대 최고의 지식인 부모 사이에서 태어난 비범한 인물이었습니다. 무정부주의자 아버지와 페미니스트 어머니의 영향을 받은 그녀는 정규 교육 대신 주변 문인들과 교류하며 문학적 소양을 쌓았습니다. 하지만 출생 직후 어머니를 여의고, 사랑하는 남편 퍼시 셸리와 자녀들을 차례로 잃는 등 그녀의 삶은 소설만큼이나 비극적이었습니다. 이러한 개인적인 고통과 상실의 경험은 작품 속에 흐르는 고독과 소외라는 정서의 밑바탕이 되었습니다. 소설이 탄생한 1816년은 인도네시아 탐보라 화산 폭발로 인해 전 세계적으로 '여름 없는 해'라 불릴 만큼 기상이변이 심했던 시기였습니다. 스위스 제네바에서 비 내리는 우중충한 날씨를 견디던 메리 셸리 일행은 무료함을 달래기 위해 무서운 이야기 짓기 내기를 시작했습니다. 당시 낭만파 시인 바이런 경과 그의 주치의 폴리도리 등이 함께했던 이 자리에서 메리 셸리는 시체에 생명을 불어넣는다는 파격적인 아이디어를 떠올리며 불멸의 고전을 완성했습니다. 소설의 과학적 토대는 당시 활발했던 생명의 원리에 관한 논쟁과 실험에서 비롯되었습니다. 메리 셸리는 1831년 개정판 서문에서 남편과 바이런 경이 나눈 과학적 토론, 특히 전기를 통해 생명을 창조할 수 있다는 '갈바니즘' 개념이 소설의 발단이 되었음을 밝혔습니다. 찰스 다윈의 할아버지인 에라스무스 다윈의 이론 등 당대 과학사적 풍조는 단순한 상상을 넘어 과학적 개연성을 갖춘 최초의 SF 소설을 탄생시키는 결정적인 자양분이 되었습니다.

국립과천과학관과학책📚수다

생명과학
융합

[과학자가 쓴 과학책#10] 김승섭_우리 몸이 세계라면 | KAOS X 공원생활 특집

과학의 역사는 관찰과 실험을 통해 기존의 선입견과 데이터에 근거하지 않은 믿음을 바꾸어 온 과정입니다. 차별과 낙인 역시 편견과 혐오 요소를 제거함으로써 우리가 타인을 온전한 인간으로 대하도록 돕는 과학의 중요한 기여 측면이 있습니다. 1968년 제인 엘리엇의 실험은 멜라닌 색소라는 생물학적 사실에 자의적인 가치를 부여했을 때 아이들의 행동과 능력이 어떻게 변화하는지 극명하게 보여주었습니다. 근거 없는 우월의식은 누군가에게는 특권이 되지만, 다른 이에게는 깊은 상처와 결핍을 남기며 사회적 관계를 왜곡합니다. 생물학적으로 인종은 우리가 생각하는 것만큼 단단하고 확실한 범주가 아닙니다. 타이거 우즈나 버락 오바마의 사례에서 보듯 인종의 구분은 매우 임의적이며, 유전학적으로도 인종 개념을 사용하는 것이 연구에 도움이 되지 않는다는 주장이 힘을 얻고 있습니다. 과거 사무엘 조지 모턴과 같은 학자들은 이미 정해진 결론에 맞춰 데이터를 수집하며 인종 간 우열을 가리려 했으나, 이는 오늘날 유사 과학의 대표적 사례로 꼽힙니다. 과학의 이름으로 자행된 이러한 왜곡은 제국주의와 노예제를 정당화하는 이념적 도구로 활용되어 왔을 뿐입니다. 현대 사회에서도 인종차별적 시선은 무의식 속에 깊이 뿌리박혀 있습니다. 예일대 아동 센터의 연구에 따르면, 유아원 교사들은 아무런 문제 행동을 하지 않는 아이들을 관찰할 때도 흑인 남자아이를 가장 주의 깊게 감시하는 경향을 보였습니다. 누군가가 나를 잠재적 가해자로 의심하며 지켜보고 있다는 사실만으로도 개인은 커다란 스트레스를 받게 됩니다. 이러한 차별적 시선 속에서 일상을 살아가는 것은 끊임없는 긴장과 공포를 유발하며, 이는 단순한 심리적 문제를 넘어 공동체의 정신 건강을 위협하는 심각한 사회적 폭력으로 작용하게 됩니다. 차별과 낙인은 인간의 몸에 물리적인 흔적을 남깁니다. 생명체는 위협을 느낄 때 생존을 위해 심장 박동을 높이고 비상 모드로 전환하는 급성 스트레스 반응을 보입니다. 맹수를 만났을 때 유용한 이 반응이 일상적인 차별과 소외로 인해 상시화되면 신체는 원래의 평형 상태로 돌아오지 못하고 만성적인 위기 상황에 놓이게 됩니다. 물리적 타격이 없더라도 내가 언제 희생양이 될지 모른다는 심리적 위협이 지속되면, 우리 몸의 경고 체계는 과부하를 일으킵니다. 이는 결국 면역 체계를 약화시키고 수많은 질병의 발생으로 이어지는 생물학적 결과로 나타납니다. 한 인간을 단 하나의 카테고리로 규정하는 것은 매우 위험한 일입니다. 킴벌리 크렌쇼가 제안한 교차성 개념은 인종, 성별, 성적 지향 등 수많은 정체성이 복합적으로 얽혀 있음을 강조합니다. 타인을 피부색이나 특정 배경으로 쉽게 정의하지 않고, 내가 틀릴 수 있다는 겸손함으로 상대를 알기 위해 노력하는 자세가 필요합니다. 이는 기존의 편견에 맞서 관찰과 데이터에 근거해 진실을 탐구해 온 과학적 사유 방식과 맞닿아 있습니다. 이러한 열린 감수성을 견지할 때 우리는 서로에게 덜 상처 주며 더불어 살아가는 공존의 길을 찾을 수 있습니다.

김승섭

카오스재단읽다과학

생명과학

[정말 읽었니?#9] 송기원 교수_ '종의 기원', 지성에서 영성으로 가는 여정

찰스 다윈의 '종의 기원'은 단순한 고전을 넘어 현대 생명과학의 근간을 이루는 정수입니다. 많은 이들이 처음에는 이 방대한 기록을 지루하게 느낄 수 있지만, 생명의 원리를 깊이 탐구하다 보면 다윈이 보여준 집요함에 경외감을 느끼게 됩니다. 그는 수많은 사실을 수집하고 분석하여 생명 현상을 관통하는 하나의 논리를 세웠습니다. 연구가 막히거나 힘든 순간, 다윈의 집요함을 떠올리며 다시금 과학적 탐구의 힘을 얻게 되는 것은 그가 남긴 학문적 태도가 오늘날의 과학자들에게도 여전히 유효하기 때문입니다. 다윈 이전의 생물학은 단순히 생명체를 분류하고 수집하는 박물학의 수준에 머물러 있었습니다. 그러나 다윈은 모든 생명체가 동일한 원리에 의해 존재하게 되었다는 혁신적인 논리를 제시하며 근대 생물학의 문을 열었습니다. 그 핵심은 바로 '자연선택'입니다. 무작위적인 변이 속에서 자연 환경에 더 잘 적응한 개체가 살아남아 자손을 남기는 과정이 반복되면서, 아주 단순한 생명체로부터 오늘날의 다양하고 복잡한 생태계가 형성되었습니다. 이는 지구상의 모든 종이 같은 방법으로 탄생했음을 증명한 최초의 시도였습니다. 진화에는 정해진 방향이나 목적이 없다는 점은 다윈이 강조한 또 다른 중요한 개념입니다. '생명의 나무' 비유처럼 진화는 공통 조상으로부터 여러 갈래로 뻗어 나가는 우연의 산물이며, 만약 지구가 다시 태어난다면 지금과는 전혀 다른 생명체들이 존재할 수도 있습니다. 또한, 다윈은 생존에 불리해 보이는 화려한 특징들이 왜 나타나는지를 '성선택' 개념으로 설명했습니다. 포식자의 눈에 띄는 위험을 감수하더라도 번식을 위해 이성에게 매력을 어필하는 형질이 선택됨으로써 생명의 다양성은 더욱 풍성해질 수 있었습니다. 현대 과학은 다윈이 미처 알지 못했던 유전학과 분자생물학의 발전을 통해 진화의 과정을 더욱 정밀하게 이해하게 되었습니다. 특히 발생 과정에서의 유전자 발현 차이가 어떻게 다양한 형태의 생명체를 만드는지 연구하는 '이보디보(Evo-Devo)' 분야는 다윈의 이론을 현대적으로 확장하고 있습니다. 아주 단순한 유전자 세트가 어떻게 작동하느냐에 따라 경이로울 정도로 다채로운 생명체가 탄생한다는 사실은, 다윈이 '종의 기원' 말미에서 언급했던 생명의 장엄함을 과학적으로 뒷받침하며 우리에게 깊은 감동을 줍니다. 오늘날 우리는 인위적인 유전공학과 합성생물학의 시대를 살아가며 자연의 섭리에 개입하고 있습니다. 다윈이 강조한 '자연은 도약하지 않는다'는 원리와 생태계의 '공진화'를 되새겨볼 때, 인간에 의한 급격한 변화와 멸종의 가속화는 깊은 성찰을 요구합니다. 과학이란 결국 남들이 던지지 않은 질문을 찾아 답을 해나가는 영적인 여정입니다. 다윈이 보여준 자연에 대한 순수한 호기심과 겸허한 태도는, 우리가 앞으로 마주할 생명 윤리와 환경 문제에 대해 중요한 혜안을 제공해 줄 것입니다.

송기원

카오스재단읽다과학

생명과학

[노벨상 이야기 1] 좀 창피한 노벨상?!　　 | KAOS x KIAS 2020 노벨상 해설강연 - 2020년 10월 30일 금요일 저녁 7시 30분

노벨상은 120년이라는 긴 세월 동안 과학과 문화 발전에 지대한 공헌을 해왔지만, 그 화려한 명성 뒤에는 특정 국가들의 독식이라는 씁쓸한 이면이 존재합니다. 전체 수상자의 약 40%를 차지하는 미국의 압도적인 독주와 더불어, 상위 6개국이 전체 상의 80%를 가져가는 극심한 불균형은 노벨상이 전 세계를 아우르는 공정한 상인지에 대한 의문을 제기하게 만듭니다. 특히 주최국인 스웨덴이 수상 국가 순위 5위에 올라 있는 점은 홈그라운드의 이점이 작용한 것이 아니냐는 비판에서 자유롭지 못하며, 이는 지독한 불균형의 단면을 보여줍니다. 교육 기관별 통계를 살펴보면 이러한 편중 현상은 더욱 두드러집니다. 하버드 대학교를 필두로 상위 12개 대학 중 10개가 미국 대학일 정도로 학문적 권력이 서구권에 집중되어 있습니다. 인구 통계학적 측면에서도 노벨상은 여전히 '그들만의 리그'라는 비판을 받습니다. 여성 수상자는 전체의 6%에 불과하며, 세계 인구의 60% 이상을 차지하는 아시아권의 수상 비율 역시 6.7% 수준에 머물러 있습니다. 이는 기득권을 가진 서구 사회가 객관적인 시각으로 세계의 성취를 바라보는 데 한계가 있음을 시사하는 대목이기도 합니다. 과학 분야의 노벨상이라고 해서 항상 완벽한 것은 아니었습니다. 인류 역사상 최악의 선택으로 꼽히는 사례들도 존재하는데, 기생충이 암의 원인이라는 잘못된 이론에 상을 주거나 생태계를 파괴한 살충제 DDT의 개발자에게 영광을 돌린 것이 대표적입니다. 특히 전두엽 절제술이라는 비인도적인 수술 기법에 수여된 생리의학상은 노벨상의 권위에 큰 오점을 남겼습니다. 한 번 수여된 상은 규정상 박탈할 수 없다는 점은, 과학적 성과에 대한 검증이 얼마나 신중하고 엄격해야 하는지를 우리에게 다시금 일깨워 주는 중요한 교훈이 됩니다. 수상자들의 개인적인 윤리 의식이나 인성 문제 또한 노벨상의 어두운 단면을 보여줍니다. 질소 비료 개발로 기아 해결에 기여했으나 독가스 개발로 악명을 떨친 프리츠 하버나, DNA 이중나선 구조 발견 이후 인종차별적이고 성차별적인 발언으로 파문을 일으킨 제임스 왓슨의 사례가 그러합니다. 과학적 업적이 뛰어나다고 해서 그 사람의 가치관이나 도덕성까지 보증되는 것은 아닙니다. 이는 과학의 탈을 쓴 편견이 사회에 얼마나 위험한 영향을 미칠 수 있는지를 경고하며, 지식인이 가져야 할 사회적 책임과 윤리적 태도에 대해 깊은 고민을 던집니다. 최근에는 노벨상 수상자의 연구 부정 의혹까지 불거지며 그 권위가 흔들리고 있습니다. 2019년 생리의학상 수상자인 그레그 서멘자 교수의 논문 조작 연루 소식은 과학계에 큰 충격을 안겨주었습니다. 하지만 이러한 비판과 논란이 노벨상의 가치 전체를 부정하는 것은 아닙니다. 지난 120년 동안 노벨상은 인류의 진보를 이끄는 등대 역할을 충실히 수행해 왔습니다. 다만 '털어서 먼지 안 나는 것 없다'는 말처럼, 노벨상 역시 완벽한 신화가 아닌 인간이 만든 불완전한 제도임을 인정하고 더 높은 공정성을 향해 끊임없이 나아가야 할 것입니다.

카오스재단술술과학

융합

[정말 읽었니?#8] 장대익 교수_ '종의 기원', 다윈이 '나는 죽음이 두렵지 않다'고 한 이유

찰스 다윈의 『종의 기원』은 인류 지성사의 뿌리와 같은 존재입니다. 수많은 과학 서적이 존재하지만, 세상을 근본적으로 바꾼 책을 꼽으라면 뉴턴의 『프린키피아』나 코페르니쿠스의 저작과 어깨를 나란히 합니다. 특히 이 책은 38억 년에 달하는 생명의 역사를 과학적으로 이해할 수 있게 해주는 유일한 열쇠입니다. 우리가 어디서 왔고 무엇이며 어디로 가는지에 대한 고전적인 질문에 대해, 다윈은 자연선택이라는 명쾌한 해답을 제시하며 과학의 역사를 그 이전과 이후로 나누는 거대한 분수령을 만들었습니다. 흔히 『종의 기원』을 단순히 종이 변한다는 사실을 처음 주장한 책으로 오해하곤 합니다. 하지만 종의 변화 자체는 다윈 이전에도 많은 학자가 논의하던 주제였습니다. 다윈의 진정한 독창성은 두 가지 핵심 개념에 있습니다. 첫째는 모든 생명이 공통 조상에서 갈라져 나와 나뭇가지처럼 뻗어 나갔다는 '생명의 나무' 개념입니다. 둘째는 이러한 진화가 어떤 메커니즘을 통해 일어나는지를 설명하는 '자연선택' 이론입니다. 이 두 기둥은 현대 생물학을 지탱하는 가장 강력한 이론적 토대가 되었습니다. 과학의 역사에서는 비슷한 시기에 여러 천재가 같은 결론에 도달하는 '동시 발견'이 종종 일어납니다. 다윈과 알프레드 러셀 월리스의 관계가 대표적입니다. 두 사람은 각자 독립적으로 연구했음에도 불구하고, 맬서스의 『인구론』을 읽으며 결정적인 영감을 얻었습니다. 식량은 산술급수적으로 늘지만 인구는 기하급수적으로 증가한다는 맬서스의 통찰을 동식물계 전체로 확장한 것입니다. 이를 통해 생존 투쟁이 자연스럽게 진화의 원동력이 된다는 사실을 깨닫게 되었습니다. 『종의 기원』을 처음 접하는 독자들은 1장의 방대한 비둘기 이야기에서 좌절하곤 합니다. 하지만 이 고비를 넘겨 3장과 4장에 도달하면 자연선택과 생존 투쟁의 정수를 만날 수 있습니다. 다윈은 자신의 이론이 가진 약점을 숨기지 않는 정직한 과학자였습니다. 6장에서는 스스로 이론의 난점을 고백하며 이를 논리적으로 해결하려 노력합니다. 유전학적 지식이 부족했던 시대적 한계로 5장은 현대 관점에서 오류가 있지만, 전체적인 논리 구조는 여전히 경이로울 만큼 완벽에 가깝습니다. 다윈은 생물이 점진적으로 진화한다면 그 중간 단계의 화석이 발견되어야 한다는 점을 알고 있었습니다. 당시의 불완전한 화석 기록은 그의 이론을 위협하는 가장 큰 난제였습니다. 그러나 지난 150년간 고생물학은 눈부시게 발전했습니다. 물고기와 양서류의 중간 단계인 '틱타알릭'과 같은 결정적인 화석들이 발견되면서 다윈의 가설은 화려하게 증명되었습니다. 비어 있던 고리들이 하나둘 채워지며, 다윈이 가졌던 의구심은 이제 현대 과학의 확고한 증거들로 대체되었습니다. 다윈은 자신의 책이 학자들만의 전유물이 되기를 원하지 않았습니다. 그는 노동자들도 읽을 수 있도록 책값을 낮추고 쉬운 문체로 쓰기 위해 노력한 베스트셀러 작가였습니다. 비록 당시 빅토리아 시대 특유의 만연체 문장 때문에 오늘날 읽기에는 다소 어렵게 느껴질 수 있지만, 그 안에는 대중과 소통하려는 다윈의 열정이 담겨 있습니다. 최근의 번역 작업들은 이러한 다윈의 의도를 살려, 현대인들이 과학적 개념을 정확하게 이해하면서도 유려하게 읽을 수 있도록 돕는 데 집중하고 있습니다. 『종의 기원』을 읽는 것은 자연 세계에 대한 일종의 '문맹' 상태에서 벗어나는 과정과 같습니다. 이 책은 우리 주변의 생명이 왜 그토록 다양하고 정교한 기능을 갖추고 있는지 설명해 주는 최고의 안내서입니다. 다윈의 관점을 통해 세상을 바라보기 시작하면, 길가에 핀 작은 꽃 한 송이조차 이전과는 전혀 다른 경이로움으로 다가옵니다. 인류의 사고방식을 근본적으로 뒤바꾼 이 위대한 고전은, 우리가 자연의 일부로서 지녀야 할 겸손함과 생명에 대한 깊은 경외감을 일깨워 줍니다.

장대익

카오스재단읽다과학

생명과학

[과학관 Life : 살아있는 과학관의 보물을 찾아라] 뉴턴의 사과나무

과천과학관 야외 전시장에는 아주 특별한 나무 한 그루가 자라고 있습니다. 바로 인류 과학사에 거대한 획을 그은 아이작 뉴턴의 생가에서 유래한 '뉴턴의 사과나무'입니다. 이 나무는 단순히 상징적인 의미를 넘어, 뉴턴이 만유인력의 법칙을 발견했던 당시의 역사적 순간을 우리 곁으로 옮겨온 소중한 유산입니다. 1665년 전염병 확산으로 고향에 머물던 뉴턴은 떨어지는 사과를 보며 우주의 원리를 통찰해냈습니다. 과학관에 심어진 이 나무는 미래의 과학 꿈나무들에게 영감을 주는 살아있는 교육의 장이 되고 있습니다. 뉴턴의 생가에 있던 원조 사과나무는 1810년대에 벼락을 맞아 고사했지만, 다행히 그 이전에 접목을 통해 후계목들이 보존되었습니다. 영국의 2대 나무가 미국 표준국으로 옮겨졌고, 여기서 다시 접목된 3대 나무가 1978년 한국표준과학연구원에 기증되었습니다. 현재 과천과학관에서 볼 수 있는 나무는 그 3대 나무에서 다시 접목하여 키워낸 4대째 사과나무입니다. 2009년 과학관 개관과 함께 이곳에 자리를 잡은 이 나무는 수 세기를 건너온 과학적 탐구 정신의 계보를 잇고 있다는 점에서 매우 깊은 의미를 지닙니다. 뉴턴의 사과나무가 씨앗이 아닌 접목 방식으로 번식된 데에는 과학적인 이유가 숨어 있습니다. 사과나무는 서로 다른 꽃가루가 수정되어야 열매를 맺는 타가수정 식물이기 때문에, 씨앗을 심으면 부모와 유전적으로 다른 개체가 태어납니다. 따라서 뉴턴이 보았던 나무와 동일한 유전 정보를 유지하기 위해서는 가지를 잘라 다른 나무에 붙이는 접목 기술이 필수적입니다. 이러한 노력을 통해 우리는 수백 년 전 뉴턴이 관찰했던 그 나무와 생물학적으로 거의 동일한 사과나무를 오늘날 한국에서도 마주할 수 있게 된 것입니다. 이 특별한 사과나무의 품종은 '플라워 오브 켄트'로 알려져 있습니다. 우리가 흔히 시장에서 사 먹는 달콤한 사과와는 달리, 이 품종은 주로 굽거나 찌는 등 요리용으로 사용되는 서양의 전통적인 사과입니다. 실제로 생으로 맛을 보면 식감이 푸석푸석하고 맛이 없어 실망할 수도 있지만, 이는 조리 과정을 거쳐야 진가를 발휘하는 품종 특유의 성질 때문입니다. 비록 맛은 덜할지라도, 이 사과는 인류의 지적 지평을 넓힌 위대한 발견의 단초가 되었다는 점에서 그 어떤 과일보다도 풍성한 가치를 담고 있다고 할 수 있습니다. 과천과학관의 뉴턴 사과나무는 단순한 식물을 넘어 과학적 통찰력과 끈기 있는 연구 정신을 상징합니다. 뉴턴의 발견이 우연한 행운이 아니라 오랜 시간 축적된 고민과 노력의 결과였듯이, 이 나무를 보며 자라나는 아이들도 일상의 작은 현상에서 위대한 질문을 던지는 법을 배우게 됩니다. 과학관은 이 살아있는 보물을 통해 많은 이들이 과학에 대한 꿈을 키우고, 나아가 우리나라에서도 세계를 놀라게 할 노벨상 수상자가 탄생하기를 기대하고 있습니다. 사과나무 아래에서 시작된 인류의 호기심은 지금도 이곳에서 계속되고 있습니다.

국립과천과학관곤충 Life🐝

물리학
생명과학

[과학책수다] 이중나선

제임스 왓슨의 '이중나선'은 DNA 구조 발견 과정을 다룬 과학 고전입니다. 흔히 과학 서적이라 하면 복잡한 화학식과 수식으로 가득할 것 같지만, 이 책은 오히려 과학자들의 지극히 인간적인 면모를 적나라하게 보여줍니다. 20대 초반의 젊은 과학자였던 왓슨이 영국으로 건너가 동료들과 함께 노벨상을 향해 달려가는 과정은 한 편의 드라마와 같습니다. 그는 단순히 지식을 전달하는 데 그치지 않고, 연구 과정에서 느꼈던 질투, 경쟁심, 그리고 성공을 향한 열망을 솔직하게 기록하여 독자들에게 신선한 충격을 줍니다. 왓슨은 DNA 이중나선 구조를 밝혀낸 공로로 노벨 생리학·의학상을 수상하며 미국의 스타 과학자로 떠올랐습니다. 하지만 그의 삶은 영광으로만 가득 차 있지는 않았습니다. 그는 인종차별적인 발언과 각종 망언으로 인해 사회적 지위를 박탈당하고 노벨상 메달을 매물로 내놓아야 했을 만큼 큰 시련을 겪기도 했습니다. 이러한 그의 행보는 과학적 업적과 인격적 성숙함이 반드시 비례하지 않는다는 사실을 일깨워줍니다. 책 속에서도 드러나는 그의 거침없는 성격은 과학계의 이면을 들여다보게 만드는 중요한 요소가 됩니다. 왓슨이 가장 경계했던 인물은 당대 최고의 과학자 라이너스 폴링이었습니다. 폴링은 노벨 화학상과 평화상을 모두 단독으로 수상한 유일한 인물로, 과학적 성취뿐만 아니라 사회적 책임감에서도 큰 발자취를 남겼습니다. 그는 핵무기 개발 프로젝트인 맨해튼 프로젝트 참여를 거절하고 핵실험 반대 운동에 앞장섰습니다. 비록 DNA 구조 발견 경쟁에서는 왓슨에게 뒤처졌지만, 과학자가 사회에 미치는 긍정적인 영향력이 무엇인지 몸소 보여준 인물입니다. 그의 삶은 왓슨의 인간적인 결점과 대비되며 깊은 울림을 줍니다. DNA 구조 발견의 결정적인 열쇠는 로잘린드 프랭클린이 촬영한 '사진 51'이었습니다. 그녀는 정밀한 사진 촬영 기술을 통해 DNA가 나선 구조임을 증명할 수 있는 데이터를 확보했습니다. 하지만 왓슨과 크릭은 그녀의 허락 없이 이 사진을 확인했고, 이를 바탕으로 이중나선 모델을 완성했습니다. 프랭클린은 당시 여성 과학자로서 겪어야 했던 차별과 냉대 속에서도 묵묵히 연구에 매진했으나, 안타깝게도 노벨상 수상 전 암으로 세상을 떠났습니다. 그녀의 업적은 사후에야 재조명되며 과학사의 비운의 주인공으로 기억되고 있습니다. 과학 연구는 단순히 진리를 탐구하는 숭고한 과정만이 아니라, 명예를 얻고 싶어 하는 인간의 욕망이 투영된 치열한 경쟁의 장이기도 합니다. '이중나선'은 과학자들 역시 우리와 다를 바 없는 평범한 인간임을 보여주며, 그들의 호기심과 지속적인 노력이 어떻게 위대한 발견으로 이어지는지 설명합니다. 노벨상은 그 자체가 목적이 아니라, 끊임없는 질문과 탐구의 결과로 주어지는 선물과 같습니다. 우리나라도 기초 과학에 대한 꾸준한 투자와 연구자들의 열정이 더해진다면, 머지않은 미래에 새로운 과학적 결실을 맺을 수 있을 것입니다.

국립과천과학관과학책📚수다

생명과학

[정말 읽었니?#3] 이석영 교수 "[코스모스] 과학자가 쓴 책 중 가장 과학적이지 않은 책?!"

칼 세이건의 '코스모스'는 단순한 과학 지식의 전달을 넘어 인류 문명과 철학을 아우르는 독특한 위치를 차지합니다. 이 책은 우주를 정밀하게 기술하기보다는 우주라는 거대한 매개체를 통해 저자가 가진 삶과 문화에 대한 통찰을 제시합니다. 천문학자 이석영은 이 책을 과학자가 쓴 가장 과학적이지 않은 책이라 평하며, 칼 세이건을 단순한 연구자가 아닌 사유하는 사상가로 정의합니다. 보이저호가 찍은 '창백한 푸른 점'이 우리에게 인류의 존재 의미를 묻게 했듯, 이 책은 과학의 틀 안에서 형이상학적인 질문을 던집니다. 천문학을 전공하기 전 처음 접한 '코스모스'는 기대와 달라 당혹감을 주기도 했습니다. 당시에는 우주에 대한 명쾌한 해답을 원했지만, 책은 오히려 문명과 존재에 대한 복잡한 사유를 담고 있었기 때문입니다. 하지만 시간이 흘러 다시 마주한 이 책은 타의 추종을 불허하는 저술가로서의 탁월함을 보여주었습니다. 과학자들은 대개 증거에 따라 의견을 바꾸는 데 익숙하지만, 칼 세이건은 자신만의 확고한 철학적 일관성을 바탕으로 우주와 인간의 관계를 정의했습니다. 이러한 태도는 과학이 단순한 데이터의 나열이 아님을 깨닫게 합니다. 천문학의 다양한 분야를 연구하다 보면 결국 도달하게 되는 지점은 '인간이 우주 전체의 결정체'라는 사실입니다. 아인슈타인의 상대성 이론에서 시공간이 연동되듯, 인간 역시 우주와 분리된 존재가 아니라 우주의 산물로서 함께 호흡합니다. 우주를 광대하고 무서운 공간으로만 인식하기보다, 그 거대한 흐름의 최종 결과물이 바로 나 자신이라는 사실을 인지할 때 우리는 스스로를 더욱 소중하게 여길 수 있습니다. 이는 천문학이 우리에게 주는 가장 큰 위로이자 존재론적인 가르침이라 할 수 있습니다. 현대 천문학은 1970년대 칼 세이건이 활동하던 시기에 비해 비약적인 발전을 이루었습니다. 당시에는 미처 알지 못했던 암흑 물질과 암흑 에너지, 그리고 수많은 외계 행성에 대한 발견은 우주에 대한 우리의 이해를 한층 넓혀주었습니다. 만약 오늘날 '코스모스'에 새로운 장을 추가한다면 은하의 형성과 외계 행성 탐사에 대한 현대적 지식이 담겨야 할 것입니다. 비록 과학적 정보는 갱신되어야 할 부분이 있을지라도, 우주를 바라보며 '나는 누구인가'를 묻는 근본적인 탐구 정신은 여전히 유효한 가치를 지닙니다. 결국 코스모스는 외부에 존재하는 관찰 대상이 아니라, 관찰자인 우리 자신과 동일시되는 개념입니다. 내가 존재함으로써 우주가 의미를 갖고, 우주가 존재함으로써 내가 존재할 수 있다는 상호 의존성은 과학과 철학의 경계를 허뭅니다. 천문학자로서 평생을 바쳐 연구하는 궁극적인 목적도 결국 '나는 무엇이며 어떻게 살아야 하는가'라는 원초적인 질문에 답을 얻기 위함입니다. 137억 년의 세월을 품고 400억 광년의 팽창을 함께해 온 우리 모두는 각자가 하나의 소우주로서 거대한 우주의 역사를 몸소 증명하고 있습니다.

이석영

카오스재단읽다과학

천문학

[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

[인생과학책 #2] 누구나 좋아하는 자서전적 과학책

과학자의 삶을 들여다보는 자서전은 단순한 지식 전달을 넘어 그들의 사고 체계와 세상을 바라보는 독특한 시선을 공유하게 해줍니다. 그중에서도 리처드 파인만의 '파인만 씨, 농담도 잘하시네!'는 전 세계적인 스테디셀러로 사랑받고 있습니다. 리처드 파인만은 노벨 물리학상 수상자임에도 불구하고 격식에 얽매이지 않는 파격적인 기행과 진솔한 고백으로 대중에게 다가갔습니다. 그는 어려운 과학 이론을 설명하기보다 과학도로서 가졌던 호기심과 괴짜 같은 면모를 가감 없이 드러내며, 과학이라는 학문이 얼마나 역동적이고 인간적인지를 몸소 보여주었습니다. 히로나카 헤이스케의 '학문의 즐거움'은 천재성보다 끈기를 강조하며 많은 이들에게 용기를 주는 책입니다. 늦깎이 수학자로 시작해 필즈상을 거머쥐기까지의 과정은 동양적인 지혜와 도의 정신을 느끼게 합니다. 한편, 베르너 하이젠베르크의 '부분과 전체'는 양자역학의 탄생 비화뿐만 아니라 과학과 정치, 종교를 아우르는 지식인의 고뇌를 담고 있습니다. 동료들과의 치열한 토론을 통해 자연의 본질을 탐구했던 베르너 하이젠베르크의 기록은 과학이 사회와 어떻게 연결되는지 깊이 있게 성찰하게 만듭니다. 이러한 거장들의 기록은 독자들에게 학문적 성취 이상의 감동을 선사합니다. 제임스 왓슨의 '이중나선'은 DNA 구조 발견 과정을 마치 스릴러 영화처럼 긴박하게 묘사하여 과학계에 큰 파장을 일으켰습니다. 20대의 젊은 과학자가 겪은 경쟁과 갈등, 그리고 발견의 순간을 일기 형식으로 담아낸 이 책은 과학 연구의 이면에 숨겨진 인간적인 욕망과 열정을 적나라하게 보여줍니다. 제임스 왓슨의 서술 방식은 당시 영국 과학계에서 논란이 되기도 했지만, 결과적으로 대중이 과학적 발견의 현장을 생생하게 체험할 수 있도록 도왔습니다. 이는 과학자가 자신의 연구 과정을 기록하고 공유하는 것이 대중적 인지도에 얼마나 큰 영향을 미치는지 보여주는 사례이기도 합니다. 제임스 왓슨과 함께 노벨상을 받은 프랜시스 크릭은 훗날 '열광의 탐구'를 통해 보다 학술적이고 차분한 시각으로 당시를 회고했습니다. 하지만 DNA 발견의 역사에서 결코 잊어서는 안 될 인물은 바로 로잘린드 프랭클린입니다. 그녀는 뛰어난 X선 회절 사진을 통해 결정적인 단서를 제공했음에도 불구하고, 여성 과학자에 대한 차별과 이른 죽음으로 인해 생전에 충분한 예우를 받지 못했습니다. 암 투병 중에도 연구를 멈추지 않았던 로잘린드 프랭클린의 불굴의 의지는 오늘날 많은 이들에게 깊은 울림을 주며, 과학의 역사 속에 가려진 진실과 헌신을 다시금 되새기게 합니다. 과학 자서전을 읽는 것은 단순히 과거의 업적을 확인하는 것이 아니라, 거장들이 가졌던 탐구의 자세를 배우는 과정입니다. 리처드 파인만이 제안한 '이해할 때까지 처음부터 다시 읽는' 독서법이나, 논리적 토대를 통해 외로움을 극복한다는 히로나카 헤이스케의 철학은 우리 삶의 태도에도 큰 시사점을 줍니다. 과학은 차가운 공식의 나열이 아니라 인간의 뜨거운 열정과 고뇌가 빚어낸 예술과도 같습니다. 이러한 책들을 통해 과학자의 마음을 들여다본다면, 우리는 세상을 이전보다 더 넓고 깊은 시선으로 바라볼 수 있게 될 것입니다.

고계원, 김성근, 류형돈, 오세정, 이정은

카오스재단읽다과학

융합

[인생과학책 #1] 시작은 과학자의 전기부터!

위대한 과학자들의 전기를 읽는 일은 언제나 가슴 벅찬 경험을 선사합니다. 알베르트 아인슈타인이나 리처드 파인만 같은 인물들이 남긴 기록을 통해 우리는 한 개인의 지적 탐구가 인류 전체의 지평을 어떻게 넓혔는지 목격하게 됩니다. 이러한 과정은 단순히 지식을 전달하는 것을 넘어, 우리 모두에게 깊은 영감을 주며 세상을 바라보는 새로운 시각을 열어줍니다. 이전 시대의 선구자들이 가졌던 고뇌와 열정을 들여다보는 것은 현대인들에게도 여전히 유효한 즐거움이자 배움의 원천이 됩니다. 어린 시절 학교에서 상으로 받은 알렉산더 플레밍의 전기는 과학의 세계로 향하는 소중한 통로가 되었습니다. 페니실린의 발견자로 잘 알려진 그의 삶은 우연한 발견을 위대한 업적으로 승화시킨 끈기와 통찰력을 보여줍니다. 과거의 과학자와 엔지니어들이 당면한 문제를 해결하기 위해 세상을 어떻게 정의하고 사고했는지 추적하는 과정은 매우 흥미롭습니다. 이러한 기록들은 과학이 단순히 실험실 안의 결과물이 아니라, 인간의 끊임없는 호기심과 탐구 정신이 빚어낸 예술적 산물임을 깨닫게 해줍니다. 마리 퀴리의 전기는 많은 이들에게 과학자로서의 꿈을 심어준 기념비적인 작품입니다. 그녀의 삶과 업적은 방사능 연구라는 거대한 학문적 성취를 넘어, 한 인간이 진리를 향해 나아가는 숭고한 여정을 보여줍니다. 특히 화학에 관심을 가졌던 이들에게 그녀의 이야기는 더욱 각별한 의미로 다가옵니다. 누구나 쉽게 이해할 수 있을 만큼 명확하면서도 깊이 있는 그녀의 연구 방식은 진정한 과학자가 갖추어야 할 덕목이 무엇인지 다시금 생각하게 만듭니다. 그녀는 시대를 앞서간 진정한 탐구자였습니다. 과학적 성취는 종종 복잡하고 난해한 수식으로 기억되지만, 그 본질은 의외로 명쾌하고 직관적인 경우가 많습니다. 위대한 과학자들은 자신들의 복잡한 이론을 대중이 이해할 수 있는 언어로 풀어내는 능력을 갖추고 있었습니다. 이는 그들이 단순히 기술적인 숙련가에 머물지 않고, 세상의 원리를 깊이 있게 통찰한 철학자였음을 시사합니다. 과학의 역사를 수놓은 수많은 발견은 결국 인간에 대한 이해와 자연에 대한 경외심에서 출발했으며, 이러한 태도는 오늘날 우리에게도 변함없는 가치를 전달합니다. 현대 과학은 이제 인문학이라는 거대한 숲에 그 뿌리를 내리고 있습니다. 월터 아이작슨이나 데이비드 보더니스 같은 작가들이 조명한 과학자들의 삶은 인문학적 소양과 과학적 사고가 어떻게 상호작용하는지 잘 보여줍니다. 과학은 고립된 섬이 아니라 인류의 역사와 문화, 그리고 철학적 사유와 긴밀하게 연결되어 있습니다. 이러한 통합적 관점은 우리가 과학을 더 깊이 이해하고 사랑하게 만드는 원동력이 됩니다. 인문의 숲에서 자라난 과학의 뿌리는 더욱 단단하게 우리 삶의 토대를 지탱하고 있습니다.

Daniel D.Lee(다니엘 리), Mary Katharine Levinge Collins(메리 콜린스), Sir Tim Hunt(팀 헌트 경)

카오스재단읽다과학

융합

[석학인터뷰] 이현숙_ 암은 왜 생길까요? 결론부터 말씀드리면.. | 2020 서울대 자연과학대 공개강연 '과학으로 살아남기'

분자생물학은 전통적인 생물학의 틀을 넘어 물리학자와 화학자들의 시선에서 시작된 학문입니다. 생명 현상을 단순한 관찰이 아닌 물리화학적 구조를 기반으로 이해하려는 시도가 이 학문의 핵심입니다. DNA와 RNA, 그리고 단백질의 구조와 상호작용을 세밀하게 분석함으로써 생명의 본질에 접근합니다. 이는 과거 아리스토텔레스 방식의 동식물 분류와는 차별화된 현대 과학의 정수라고 할 수 있으며, 미시적인 세계에서 생명의 원리를 탐구합니다. 암 연구와 분자생물학은 떼려야 뗄 수 없는 밀접한 관계를 맺고 있습니다. 실제로 암 생물학 분야에서 이룩한 성과의 상당 부분은 분자생물학적 방법론을 통해 도출되었습니다. 암의 발생 기전을 연구하다 보면 자연스럽게 분자 수준에서의 변화를 마주하게 되며, 이를 통해 암의 비밀을 하나씩 풀어나가게 됩니다. 결국 두 학문은 서로의 발전을 견인하며 인류의 건강을 증진하는 데 기여하고 있으며, 질병의 근본 원인을 파악하는 강력한 도구가 됩니다. 암은 본질적으로 DNA의 질병이라고 정의할 수 있습니다. 세포가 성장하고 분열하는 과정에서 DNA는 필연적으로 손상을 입게 되며, 이러한 돌연변이가 축적되면서 암이 발생합니다. 수명이 길어질수록 암 발생 확률이 높아지는 것은 생물학적인 숙명과도 같습니다. 하지만 최근에는 조기 진단 기술의 발전과 면역관문 억제제 같은 혁신적인 치료법의 등장으로 암을 다스리고 극복할 수 있는 가능성이 그 어느 때보다 높아지고 있는 추세입니다. 과학계의 지속 가능한 발전을 위해서는 다양성 확보가 필수적입니다. 특히 우수한 여성 인력들이 경력 단계마다 이탈하는 '파이프라인 누출' 현상은 반드시 해결해야 할 과제입니다. 대학원까지는 높은 비율을 차지하던 여성 과학자들이 교수로 임용되는 과정에서 급격히 줄어드는 현실은 사회적 지원의 부족을 시사합니다. 창의적인 연구 환경은 다양한 배경을 가진 이들이 섞여 있을 때 비로소 완성되며, 이는 과학계 전체의 경쟁력으로 이어집니다. 분자생물학의 태동과 열정을 느끼고 싶다면 호러스 저드슨의 저서 '창조의 제8일'을 추천합니다. 이 책은 분자생물학의 선구자들이 어떻게 학문의 기틀을 마련했는지, 그리고 노벨상의 산실인 케임브리지 분자생물학 연구소가 어떤 과정을 거쳐 탄생했는지를 생생하게 담고 있습니다. 과학적 탐구의 즐거움과 학문에 임하는 자세를 일깨워주는 이 기록은, 우리가 왜 분자생물학을 공부해야 하는지에 대한 깊은 울림과 영감을 선사할 것입니다.

이현숙

카오스재단석학인터뷰

생명과학

[카오스 술술과학] 도대체 에너지란 무엇일까?

에너지는 과학적으로 '일을 할 수 있는 능력'으로 정의되지만, 그 실체는 우리가 상상하는 것보다 훨씬 광범위합니다. 우리 주변에서 움직이거나 변화하는 모든 물체에는 에너지가 관여하며, 현대 물리학의 상대성 이론에 따르면 질량과 공간조차 에너지의 또 다른 형태에 불과합니다. 태양, 핵, 석유와 같은 에너지원부터 운동, 퍼텐셜, 열과 같은 물리적 형태에 이르기까지 에너지는 세상의 모든 현상을 설명하는 핵심적인 척도입니다. 결국 우리가 보고 느끼는 삼라만상의 본질은 거대한 에너지 덩어리이자 흐름이라고 할 수 있습니다. 에너지에 대한 체계적인 이해는 18세기 영국에서 시작된 산업혁명과 궤를 같이합니다. 당시 증기기관으로 대표되는 열기관의 효율을 극대화하는 것은 국가의 경쟁력을 좌우하는 중대한 과제였으며, 이를 연구하는 과정에서 '열역학'이라는 새로운 학문이 탄생했습니다. 초기 과학자들은 열을 '칼로릭'이라는 실체가 있는 원소로 생각하기도 했으나, 벤저민 톰슨과 제임스 줄의 정밀한 실험을 통해 열이 곧 운동이자 에너지의 한 형태임이 입증되었습니다. 이는 서로 무관해 보이던 일과 열을 하나의 단위로 통합하는 결정적인 계기가 되었습니다. 열의 본질을 밝히는 과정은 당시 주류였던 에너지론과 신생 가설인 원자론 사이의 치열한 논쟁을 동반했습니다. 클라우지우스, 맥스웰, 볼츠만과 같은 천재 과학자들은 통계적인 수학적 방법을 도입하여 열이 사실 미세한 입자들의 평균 운동 에너지임을 밝혀냈습니다. 우리가 느끼는 뜨거움이나 차가움은 피부 입자에 전달되는 미세한 입자들의 충돌 신호가 뇌로 전달된 결과일 뿐입니다. 이러한 미시적인 관점의 정립은 열역학을 단순한 공학적 도구를 넘어 우주의 근본적인 작동 원리를 설명하는 확고부동한 학문으로 격상시키는 토대가 되었습니다. 열역학 제1법칙인 에너지 보존 법칙은 우주의 에너지가 형태만 바뀔 뿐 그 총량은 절대 변하지 않는다는 위대한 원리입니다. 계와 주위 사이에서 오가는 열과 일의 합은 내부 에너지의 변화로 나타나며, 이를 우주 전체로 확장하면 에너지 변화의 총합은 항상 0이 됩니다. 심지어 팽창하는 우주에서도 에너지는 보존되며, 최초의 우주 탄생 시점에 부여된 일정한 양의 에너지는 지금 이 순간에도 사라지지 않은 채 다양한 모습으로 변신하며 만물의 천변만화를 연출하고 있습니다. 에너지는 결코 새로 생성되거나 소멸하지 않고 오직 순환할 뿐입니다. 에너지는 우주라는 거대한 시스템 속에서 통용되는 유일하고 공통된 화폐와 같습니다. 스마트폰 배터리의 전기 에너지가 빛이나 소리로 바뀌고, 우리가 섭취한 음식물이 신체 활동을 위한 운동 에너지로 전환되는 과정은 모두 이 에너지 화폐가 유통되는 모습입니다. 비록 사용된 에너지는 결국 열이 되어 우주 공간으로 흩어지지만, 그 근본적인 가치는 보존 법칙에 의해 지켜집니다. 사디 카르노부터 윌라드 깁스에 이르기까지 수많은 천재가 남긴 열역학의 유산은 인류가 우주의 본질을 이해하고 현대 문명을 건설하는 데 있어 가장 강력한 지적 도구가 되었습니다.

카오스재단'도대체'시리즈

물리학

[카오스 술술과학] 다중우주 (10) : 다중우주 풍경

다중우주는 아직 현대 과학의 확고한 영역이라기보다 상상의 나래를 펴는 단계에 가깝습니다. 하지만 과학은 언제나 지평선을 넘어 새로운 영토를 개척해 온 이들에 의해 발전해 왔습니다. 고대 인도 철학은 이미 무한과 영원을 노래하며 다른 존재들이 사는 세상을 언급했고, 기원전 4세기 데모크리토스는 무수히 많은 세계가 생성되고 소멸한다고 주장했습니다. 이러한 발칙한 상상은 인류가 우주의 비밀을 풀기 위해 마련한 거대한 설계도의 일부일지도 모릅니다. 우리가 관측 가능한 지평선 너머를 꿈꾸는 것은 지적 존재로서의 본능일 것입니다. 중세와 근대를 거치며 다중우주에 대한 사유는 더욱 깊어졌습니다. 조르다노 브루노는 신이 끊임없이 새로운 세상을 창조한다고 주장하다 화형당했고, 뉴턴조차 공간적으로 무한한 다중우주의 가능성을 언급했습니다. 17세기 스피노자는 가능한 모든 것이 실제로 존재한다는 궁극적 다중우주의 모토를 제시했으며, 칸트와 니체는 시간적으로 순환하거나 되풀이되는 우주를 상상했습니다. 이처럼 다중우주는 학술적 논의가 본격적으로 시작되기 훨씬 전부터 인류의 철학적 근간을 흔들어 왔으며, 종교와 철학의 경계를 넘나드는 매혹적인 주제로 자리 잡았습니다. 20세기 통계역학의 창시자 볼츠만은 확률적으로 가능한 모든 세계를 전제로 다중우주를 믿었습니다. 그의 이론에 따르면 우주 입자가 우연히 배열되어 우리의 뇌와 동일한 존재가 탄생할 확률도 존재하는데, 이를 '볼츠만 두뇌'라 부릅니다. 이후 등장한 급팽창 이론은 유한한 빅뱅 우주론 내부에 무한의 씨앗을 심었습니다. 안드레이 린데의 영원한 급팽창 이론은 무수한 빅뱅을 통해 복수의 우주가 탄생하는 과정을 설명하며, 유한함과 무한함 사이의 딜레마를 해결하는 열쇠를 제공했습니다. 이는 우주가 단 하나라는 고정관념을 깨는 결정적인 계기가 되었습니다. 현대 물리학에서 다중우주는 양자역학, 끈 이론, 우주론이라는 세 줄기 흐름이 만나는 지점입니다. 휴 에버렛의 다세계 해석은 관측에 의해 상태가 결정되는 것이 아니라 모든 가능성이 실제로 존재한다고 제안했습니다. 또한 끈 이론은 10의 500제곱 개에 달하는 여분 차원의 가능성을 제시하며 우리 우주의 미세 조정을 설명합니다. 인류 원리는 우리 우주가 특별한 은총이 아닌, 무한한 다중우주 중 생명이 존재 가능한 확률적 결과물일 뿐이라는 코페르니쿠스적 전환을 이끌어냈습니다. 이제 우리 우주는 광활한 다중우주 속의 평범한 하나로 재정의되고 있습니다. 다중우주론은 실험적 검증이 어렵다는 비판을 받기도 하지만, 과학의 본질은 편견을 허물고 경계를 넘어서는 탐험에 있습니다. 닉 보스트롬의 시뮬레이션 우주론이나 테그마크의 수학적 우주론은 우리가 인식하는 현실의 근원을 다시 묻게 합니다. 결국 인간의 뇌 자체가 천억 개의 구성 단위로 이루어진 하나의 소우주이며, 우리는 이 광활한 다중우주를 꿈꾸고 상상하는 존재입니다. 우리는 맹목적 믿음에 안주하기보다 끊임없이 질문을 던지며 진리를 찾아 떠나는 우주적 유목민의 길을 걷고 있습니다. 이 탐험의 끝에서 우리는 진정한 우리의 위치를 발견하게 될 것입니다.

카오스재단'다중우주'시리즈

천문학

[석학인터뷰] 박창범_ 과학자들은 근원적인 질문에 답하기 위해 노력하고 있어요 | 2019 봄 카오스강연 '기원, 궁극의 질문들'

우주론은 우리가 보고 느끼는 모든 자연의 시작과 진화 과정을 탐구하는 학문입니다. 우주가 유한한지 혹은 무한한지, 그 안에 담긴 물질들이 시간에 따라 어떻게 변화하며 현재의 아름다운 천체들을 형성했는지를 밝혀내는 거대한 각본과도 같습니다. 특히 우리나라의 고인돌 문화에는 이러한 천문학적 탐구의 흔적이 깊게 새겨져 있습니다. 고인돌의 정렬과 그 위에 새겨진 별자리 그림은 우리 민족이 아주 오래전부터 정밀한 과학적 사고를 바탕으로 우주를 관측해 왔음을 보여줍니다. 이러한 천문 방위와 별자리의 모티브는 고구려 고분 벽화를 거쳐 조선 시대까지 수천 년간 이어지며 독자적인 문화적 자부심의 근원이 되었습니다. 과학의 여러 분야 중에서도 천문학, 그중에서도 우주론을 전공으로 선택한 이유는 세상의 모든 이치인 삼라만상을 공부하고 싶었기 때문입니다. 어린 시절부터 과학을 먼저 공부해야 나중에 다른 학문으로 지평을 넓힐 수 있을 것이라는 확신이 있었고, 그 선택은 지금까지도 연구를 지속하게 하는 원동력이 되었습니다. 60대에 접어든 지금도 건강이 허락하는 한 멈추지 않고 연구를 이어가고자 하는 열정은 여전합니다. 인류가 태초부터 던져온 우주에 대한 근원적인 질문들에 답하기 위해, 그리고 아직 다 하지 못한 연구 과제들을 완수하기 위해 매 순간을 소중히 여기며 학문적 여정을 계속해 나갈 것입니다. 인류 역사를 돌이켜보면 우주의 기원과 시간에 대한 근원적인 질문들은 초기에는 주로 신화의 형태로 나타났습니다. 하지만 1917년 아인슈타인과 드지터가 우주를 설명하는 최초의 수학적 모형을 제시하면서 현대 우주론의 서막이 올랐습니다. 이후 지난 100년 동안 우주 배경 복사의 발견과 우주 팽창의 증명, 그리고 수많은 천체의 관측을 통해 우리는 우주의 실체에 한 걸음 더 다가서게 되었습니다. 현대 우주론은 단순히 지식을 쌓는 과정을 넘어, 수많은 과학자가 우주의 비밀을 풀기 위해 어떤 사고의 과정을 거치고 도전해 왔는지를 보여주는 인류 지성사의 결정체라고 할 수 있습니다.

박창범

카오스재단카오스강연

물리학
지구환경과학

[파인만의 물리이야기] 2차홍보 영상 : 브라운 운동(작은 분자의 움직임) 과천과학관 X 과학쿠키

우리는 일상에서 쉽게 볼 수 없는 광경을 마주할 때 본능적으로 신비로움과 호기심을 느낍니다. 아웃 포커싱 사진이나 빛의 궤적을 담은 장노출 사진이 매력적으로 다가오는 이유도 평소의 시각으로는 포착할 수 없는 순간을 보여주기 때문입니다. 이러한 호기심은 먼 우주를 관찰하는 천체망원경이나 아주 작은 세계를 들여다보는 현미경의 발명으로 이어졌습니다. 렌즈 너머로 펼쳐지는 낯선 세상은 우리에게 보이지 않는 영역에 대한 경외감을 심어주며 과학적 탐구의 시작점이 되었습니다. 현미경의 역사는 17세기 중반 안톤 판 레이우엔훅으로부터 본격적으로 시작되었습니다. 그는 현미경을 통해 육안으로는 절대 볼 수 없었던 미생물의 존재를 처음으로 세상에 알리며 미생물학이라는 새로운 학문의 지평을 열었습니다. 이후 로버트 훅은 더욱 정교한 고배율 현미경을 개발하여 오늘날의 광학 현미경에 버금가는 성능을 구현해냈습니다. 이러한 기술적 진보는 생물학자들이 동식물의 생식 과정과 미세 구조를 깊이 있게 연구할 수 있는 토대를 마련해주었습니다. 1827년, 식물학자 로버트 브라운은 식물의 수정 과정을 연구하던 중 기이한 현상을 목격합니다. 물 위에 떠 있는 꽃가루 입자들이 마치 살아있는 생명체처럼 멈추지 않고 무작위적인 운동을 하는 것이었습니다. 당시 과학자들은 이를 온도 차에 의한 열대류로 설명하려 했으나, 시간이 흘러 열평형에 도달해도 움직임이 멈추지 않는다는 점에서 한계에 부딪혔습니다. 이 수수께끼 같은 움직임은 '브라운 운동'이라 불리며 과학계에 거대한 질문을 던지게 되었습니다. 브라운 운동의 비밀은 77년이 지난 1905년, 알베르트 아인슈타인에 의해 수학적으로 풀리게 됩니다. 아인슈타인은 액체나 기체 분자들이 열역학적 에너지에 의해 매우 빠르게 운동하고 있다는 가설을 바탕으로 이 현상을 설명했습니다. 눈에 보이지 않는 미세한 분자들이 꽃가루 입자에 끊임없이 충돌하면서 무작위적인 운동을 만들어낸다는 것이었습니다. 이는 보이지 않는 분자의 존재를 이론적으로 뒷받침하는 결정적인 계기가 되었으며, 작은 세계를 이해하는 방식에 혁신을 가져왔습니다. 아인슈타인의 이론은 1908년 장 바티스트 페랭의 정밀한 실험을 통해 증명되었고, 그는 이 공로로 노벨 물리학상을 받았습니다. 우연히 꽃가루 입자를 관찰하며 시작된 호기심이 보이지 않는 원자와 분자의 세계를 증명하는 거대한 과학적 성과로 이어진 것입니다. 세상의 모든 것이 원자로 이루어져 있다는 사실을 이해하는 것은 현대 물리학의 핵심입니다. 우리는 브라운 운동을 통해 미시 세계의 역동성을 확인하며, 우리를 둘러싼 우주가 얼마나 정교한 법칙 아래 움직이는지 다시금 깨닫게 됩니다.

국립과천과학관과학실험교실🧪

물리학
생명과학

[강연] 컴퓨터과학의 원천 아이디어가 나오기까지 (3) _ by이광근 | 2018 봄 카오스 강연 '모든 것의 수數다' 10강 | 10강 ③

앨런 튜링의 업적을 단순히 타고난 천재성이라는 아우라로만 포장하는 것은 경계해야 합니다. 튜링의 성취는 그가 처했던 환경과 기술적 맥락을 면밀히 파헤쳐 볼 때 더욱 명확하게 이해될 수 있습니다. 그는 당대의 학문적 흐름을 기민하게 파악하고, 자신만의 독창적인 시각으로 문제를 재해석하는 능력이 탁월했습니다. 이러한 태도는 단순히 하늘에서 내려준 재능이라기보다, 주어진 기회를 놓치지 않고 끝까지 파고드는 집요함과 열정의 결과라고 볼 수 있습니다. 우리 주변에서도 이와 유사한 성과가 언제든 싹틀 수 있다는 믿음을 갖는 것이 무엇보다 중요합니다. 튜링의 영향력은 컴퓨터 과학의 범주를 훨씬 뛰어넘어 생물학적 패턴 형성 원리에까지 깊숙이 미쳤습니다. 그는 얼룩말이나 표범의 가죽 패턴이 수학적 공식으로 설명될 수 있음을 발견했으며, 이는 수십 년이 지난 오늘날에도 여전히 유효한 연구 주제로 다뤄지고 있습니다. 최근에는 튜링의 이론을 응용하여 해수 담수화 시스템이 개발되어 권위 있는 학술지에 발표되기도 했습니다. 이처럼 아주 간단한 규칙의 조합이 어마어마한 결과를 만들어낼 수 있다는 튜링의 핵심 아이디어는 현대 과학의 여러 분야에서 혁신적인 기술을 탄생시키는 소중한 밑거름이 되고 있습니다. 인공지능 기술의 핵심인 인공신경망 역시 그 뿌리를 거슬러 올라가면 튜링의 선구적인 제안과 맞닿아 있습니다. 튜링은 이미 1948년에 현대의 인공지능과 유사한 개념을 노트에 기록하며, 당시 기술적 한계로 이를 직접 구현하지 못하는 아쉬움을 토로한 바 있습니다. 오늘날 우리가 목격하고 있는 인공지능의 비약적인 발전은 결국 튜링이 설계한 논리적 범주 안에서 이루어지고 있는 셈입니다. 인공지능이 아무리 똑똑해지더라도 그것이 튜링 기계의 원리를 완전히 벗어나는 것은 아니며, 인류가 사용하는 논리 체계가 유지되는 한 튜링 기계는 여전히 컴퓨팅의 근간으로 남을 것입니다. 튜링의 삶과 죽음을 둘러싼 여러 일화는 그를 더욱 신비롭고 입체적인 인물로 만듭니다. 동성애자라는 이유로 국가로부터 부당한 대우를 받았던 비극적인 서사나, 독이 든 사과를 베어 물고 생을 마감했다는 이야기는 대중에게 널리 알려져 있습니다. 비록 애플의 로고가 튜링을 기리기 위해 만들어졌다는 설은 사실이 아닌 것으로 밝혀졌지만, 이러한 신화적 이야기들은 그가 남긴 학문적 유산에 인간적인 깊이를 더해줍니다. 그의 죽음이 사고였는지 혹은 의도된 선택이었는지에 대한 논란은 여전하지만, 그가 겪었던 고뇌와 시대적 아픔은 현대인들에게도 많은 시사점을 던져줍니다. 튜링이 위대한 업적을 남길 수 있었던 배경에는 영국의 독특한 교육적 분위기와 자신감이 자리 잡고 있습니다. 뉴턴과 같은 거장들을 배출한 전통 속에서 학생들은 권위에 주눅 들지 않고 당당하게 자신의 의견을 개진하는 문화를 향유했습니다. 상대가 아무리 대단한 학자라 할지라도 의문이 생기면 끊임없이 질문하며 도전하는 정신은 새로운 학문적 돌파구를 마련하는 원동력이 되었습니다. 이러한 '후츠파' 정신 혹은 우리 식의 '배짱'은 단순히 지식을 습득하는 수준을 넘어, 기존의 틀을 깨고 새로운 세계를 설계하는 창의적인 연구자로 성장하는 데 필수적인 요소라고 할 수 있습니다. 최근 화두가 되고 있는 양자컴퓨터 역시 튜링 기계의 확장된 형태라고 볼 수 있습니다. 양자 역학의 중첩과 얽힘 현상을 이용하여 계산 효율성을 극대화하는 이 기술은 기존 컴퓨터로는 수만 년이 걸릴 소인수분해 문제를 순식간에 해결할 잠재력을 지니고 있습니다. 이는 현재의 암호 체계를 무력화할 수 있다는 점에서 위협적이기도 하지만, 동시에 컴퓨팅의 새로운 지평을 여는 혁명적인 변화이기도 합니다. 양자컴퓨터가 상용화된다면 우리는 이전과는 비교할 수 없는 속도로 복잡한 문제들을 처리하게 되겠지만, 그 논리적 뿌리는 여전히 튜링이 정립한 기초 위에 굳건히 서 있을 것입니다. 컴퓨터가 모든 문제에 대해 즉각적이고 정확한 답을 내놓을 것이라는 믿음은 일종의 환상에 가깝습니다. 현실 세계에는 계산 시간이 너무 오래 걸려 이론적으로는 가능해도 실제로는 풀 수 없는 문제들이 산재해 있습니다. 이러한 한계를 극복하기 위해 컴퓨터 과학자들은 완벽한 정답 대신 '휴리스틱'이라 불리는 효율적인 판단 방식을 도입하여 실용적인 해답을 찾아냅니다. 튜링 기계의 한계를 인정하면서도 그 안에서 최선의 결과를 도출하려는 이러한 노력은, 기술이 인간의 삶을 실질적으로 개선하는 데 기여하도록 만드는 현대 컴퓨팅의 핵심적인 전략이자 지혜라고 할 수 있습니다.

이광근

카오스재단카오스강연

수학
융합

[강연] 세상을 바꾼 알고리즘 - 알파고와 블록체인을 넘어 미래로 (1) _ by이준엽 | 2018 봄 카오스 강연 '모든 것의 수數다' 8강 | 8강 ①

우리의 일상은 수많은 알고리즘으로 둘러싸여 있습니다. 가장 대표적인 예가 내비게이션입니다. 내비게이션의 핵심은 화려한 그래픽이나 음성 안내가 아니라, 최적의 경로를 찾아내는 알고리즘에 있습니다. 알고리즘이란 특정 목표를 달성하기 위한 유한한 절차나 규칙의 모임을 의미합니다. 이는 단순히 컴퓨터 프로그램에 국한된 개념이 아니라, 복잡한 문제를 효율적으로 해결하기 위해 인간이 설계한 체계적인 문제 해결 방식의 정수라고 할 수 있습니다. 경로 탐색의 효율성을 극대화한 사례로 '패스트 마칭 알고리즘'을 들 수 있습니다. 과거에는 모든 경우의 수를 일일이 계산하려 했으나, 이는 데이터가 늘어날수록 계산량이 기하급수적으로 증가하는 한계가 있었습니다. 하지만 수학자들은 이를 미분 방정식의 관점에서 접근하여 사고의 전환을 이뤄냈습니다. 속도의 역수를 시간의 흐름으로 파악하고, 마치 물결이 퍼져나가는 것처럼 최단 시간을 계산하는 방식은 복잡한 경로 문제를 획기적으로 해결했습니다. 이러한 수학적 알고리즘은 단순히 길 찾기에만 머물지 않습니다. 동일한 원리가 의료 영상에서 뇌의 구조를 분리해내는 이미지 분할 기술이나, 로봇 팔이 장애물을 피해 움직이는 6차원 궤적 계산에도 적용됩니다. 하나의 잘 설계된 알고리즘이 전혀 다른 분야의 난제들을 해결하는 열쇠가 되는 것입니다. 이는 프로그램의 외형보다 그 내면에 숨겨진 수학적 원리와 이를 새로운 문제에 적용하는 창의적 사고가 얼마나 중요한지를 잘 보여줍니다. 컴퓨터의 역사를 되짚어보면 흥미로운 사실을 발견하게 됩니다. 1960년대까지만 해도 '컴퓨터'는 기계가 아니라 복잡한 수식을 계산하는 사람의 직업을 일컫는 말이었습니다. 당시 NASA와 같은 기관에서는 수학적 재능을 가진 여성들이 직접 손으로 계산을 수행하며 우주 탐사의 초석을 다졌습니다. 오늘날 우리가 사용하는 전자계산기나 노트북이 보급되기 전부터, 인간의 지성은 이미 알고리즘적 사고를 통해 거대한 과학적 성취를 이뤄내고 있었습니다. 현대 컴퓨터의 논리적 토대를 마련한 것은 앨런 튜링의 '튜링 머신'입니다. 튜링 머신은 실제로 제작된 기계가 아니라, 수학적 증명을 위해 고안된 가상의 장치였습니다. 0과 1을 기록하고 칸을 이동하는 지극히 단순한 규칙만으로 모든 계산 가능한 문제를 풀 수 있다는 이 개념은 현대 컴퓨터 공학의 시초가 되었습니다. 수학적 상상력에서 탄생한 이 사고 실험은 불가능해 보이던 논리적 한계를 규명하고, 디지털 시대의 문을 여는 결정적인 계기가 되었습니다. 컴퓨터 공학이라는 학문이 정립되기 훨씬 전부터, 핵심적인 계산 알고리즘의 대부분은 수학자들에 의해 개발되었습니다. 20세기 과학 계산의 주요 업적들을 살펴보면, 컴퓨터가 보급되지 않았던 시절에 이미 논리적 체계가 완성된 경우가 많습니다. 이는 수학이 단순히 숫자를 다루는 학문을 넘어, 세상에 없던 새로운 체계를 설계하는 근본적인 도구이기 때문입니다. 수학적 상상력은 기술적 한계를 뛰어넘어 미래를 설계하는 원동력이 되어왔습니다. 오늘날 계산 기술은 자연과학과 공학을 넘어 사회과학 전반에 걸쳐 필수적인 역할을 수행합니다. 과거의 과학이 이론과 실험이라는 두 축으로 지탱되었다면, 이제는 '계산'이 제3의 축으로 자리 잡았습니다. 비행기 설계부터 주가 예측, 질병 진단에 이르기까지 수많은 모델링이 컴퓨터를 통해 이루어집니다. 세상을 논리적으로 이해하려는 지적 탐구는 복잡한 현실 문제를 해결 가능한 형태로 변환하는 가장 강력한 동력이 됩니다.

이준엽

카오스재단카오스강연

수학

[강연] 미래의 기원 (4) _ by이관수 | 2017 가을 카오스 강연 '미래과학' 10강 | 10강 ④

미래는 고정된 종착역이 아니라 우리가 끊임없이 만들어가는 과정입니다. 많은 이들이 미래를 절대적인 시간의 흐름으로 보지만, 사실 미래는 다양한 행위자들이 복잡하게 얽혀 상호작용하는 상대적인 영역입니다. 계획대로만 흘러가지 않는 미래야말로 오히려 우리가 기대할 만한 가치가 있는 세상일지도 모릅니다. 우리가 현재의 시점에서 마감을 설정하고 백캐스팅하며 삶을 꾸려가듯, 미래 또한 고정된 틀에 얽매이지 않고 유연하게 변화할 수 있는 가능성의 공간임을 인식하는 것이 중요합니다. 지구가 위기에 처했다는 진단은 사실 인간 중심적인 사고에서 비롯된 것일 수 있습니다. 지구의 긴 역사 속에서 환경은 끊임없이 변해왔으며, 생명체는 그 가혹한 변화 속에서도 끈질기게 살아남았습니다. 하지만 현재의 급격한 기후 변화가 인간의 활동에 의한 것이라는 점은 과학적으로 부정할 수 없는 사실입니다. 우리가 당장의 생계에 매몰되어 필요한 변화를 뒤로 미루는 '기든스의 역설'에 빠져 있다면, 인류의 생존을 위해 대대적인 각성과 공동의 노력이 절실히 필요한 시점입니다. 인공지능이 인간을 지배할 것이라는 공포는 기술 발전에 대한 기대와 불안이 공존하는 현대인의 심리를 반영합니다. 하지만 진정한 지능을 가진 존재가 굳이 인간을 지배하려 할 것인가에 대해서는 의문을 던져볼 필요가 있습니다. 지배와 피지배라는 계급 구조 자체가 인간만의 특수한 관념일 수 있기 때문입니다. 기술의 위험성을 경계하는 입장과 혜택을 중시하는 자유로운 입장이 대립하는 가운데, 우리는 자만심을 버리고 기술과 지혜롭게 공존할 수 있는 사회적 틀을 고민해야 합니다. SF에서 묘사되는 과학적 설정이 반드시 현실의 이론과 완벽하게 일치해야 하는 것은 아닙니다. 문학으로서의 가치는 과학적 정확성보다는 그 속에 담긴 예술적 아름다움과 인간에 대한 깊은 통찰력에 있습니다. 때로는 상상이 과학보다 앞서기도 하고, 과학적 발견이 소설의 소재가 되어 대중에게 전달되기도 합니다. 중요한 것은 과학과 SF가 서로를 비추는 거울 역할을 하며 인류의 상상력을 확장시킨다는 점입니다. 과학적으로 불가능해 보이는 설정이라도 훌륭한 문학적 성취를 이룬다면 그 자체로 의미가 큽니다. 과거의 과학을 공부하는 과학사는 단순히 옛날이야기를 들춰보는 학문이 아닙니다. 미래에 대한 확실한 데이터가 없는 상황에서 과거와 현재를 비교하는 과정은 우리가 무엇을 놓치고 있는지 깨닫게 해주는 소중한 기회가 됩니다. 과거의 예측이 빗나간 수많은 사례를 살펴보며 현재의 오만을 경계하고, 과학이 발전해온 궤적을 통해 미래를 조망할 수 있는 단서를 얻을 수 있습니다. 과학사는 미래를 정확히 예언하는 도구라기보다, 현재의 위치를 더 깊이 이해하게 만드는 지적인 거울과 같습니다. 과학은 모든 문제를 해결해 주는 전지전능한 도구가 아닙니다. 자연 현상을 설명하고 증명하는 데 강력한 힘을 발휘하지만, 인간의 믿음이나 형이상학적인 영역까지 모두 포괄할 수는 없습니다. 과학에 대해 지나친 기대를 하기보다는 그 한계를 명확히 이해할 때, 오히려 과학이 가진 진정한 가치와 능력을 발견할 수 있습니다. 과학을 공부하는 목적은 모든 이가 전문가가 되기 위함이 아니라, 우리 삶을 풍요롭게 만드는 하나의 흥미로운 분야로서 그 즐거움을 함께 공유하고 세상을 바라보는 시야를 넓히는 데 있습니다. 미래를 다루는 SF는 사회적 약자나 젠더 문제와 같은 현실의 첨예한 이슈들에 민감하게 반응하며 발전해 왔습니다. SF는 단순히 기술적 진보를 예언하는 장르가 아니라, 변화하는 세상 속에서 인간의 가치와 권리를 끊임없이 질문하는 인문학적 장르이기도 합니다. 낯선 환경과 설정을 통해 우리가 당연하게 여겼던 편견을 자각하게 하고, 더 나은 공동체를 향한 상상을 가능하게 합니다. 과학적 사고와 인문학적 통찰이 만나는 지점에서 우리는 비로소 더 넓고 깊은 시야로 다가올 미래를 마주할 수 있게 됩니다.

강윤재, 이관수, 정소연

카오스재단카오스강연

물리학
융합

[강연] 미래의 기원 (1) _ by이관수 | 2017 가을 카오스 강연 '미래과학' 10강 | 10강 ①

미래 과학에 대한 논의는 흔히 앞으로 다가올 화려한 기술적 진보와 무한한 가능성에 초점을 맞추곤 합니다. 하지만 진정한 미래를 이해하기 위해서는 우리가 미래를 바라보는 방식 자체를 점검해 볼 필요가 있습니다. 과학사학자의 관점에서 본 미래는 단순히 새로운 것을 만들어내는 과정이 아니라, 과거로부터 이어져 온 인간의 사고방식이 투영된 결과물입니다. 우리는 현재의 연구가 미래에 미칠 영향력을 분석하기에 앞서, 인류가 과학과 미래라는 개념을 어떤 틀 안에서 정의해 왔는지 비판적으로 성찰해야 합니다. 많은 이들이 과학이 모든 문제를 해결해 줄 것이라는 무한한 긍정의 믿음을 가지고 있습니다. 그러나 방사성 폐기물 처리 문제에서 볼 수 있듯이, 자연의 기본 법칙은 인간의 의지로 바꿀 수 없는 영역이 존재합니다. 논리 회로의 기본인 노어(NOR) 게이트가 부정의 조합만으로 모든 논리를 구현하듯, 과학에서 '불가능함'을 인식하는 것은 매우 중요합니다. 무한한 가능성만을 쫓기보다 과학이 보여주는 명확한 한계를 인정할 때, 비로소 우리는 현실적이고 견고한 미래를 설계할 수 있는 힘을 얻게 됩니다. 과학이 증명한 절대적 불가능성은 인류의 지적 자산입니다. 에너지 보존 법칙이 무한 동력 기관의 불가능을 선언하고, 수학이 평면을 메우는 오각형 타일링의 가짓수를 제한하는 것은 우리 세계의 확고한 질서를 보여줍니다. 최근의 생물학적 연구 또한 다세포 생물의 노화와 죽음이 피할 수 없는 논리적 결과임을 시사합니다. 이러한 불가능의 영역들은 우리의 꿈을 짓밟는 장벽이 아니라, 오히려 우리가 발을 딛고 서 있는 현실의 경계를 명확히 해주는 소중한 이정표 역할을 수행하며 더 나은 방향을 제시합니다. 지식의 확장은 역설적으로 우리가 모르는 영역을 더 넓게 만듭니다. 루트비히 플렉의 비유처럼 과학자가 지식의 최전선에서 밝은 영역을 넓혀갈수록, 그 주변을 둘러싼 모호한 해석의 영역과 칠흑 같은 미지의 영역도 함께 확장됩니다. 아는 것이 늘어날수록 질문은 더 많아지고, 확실함보다는 긴가민가한 불확실성이 우리를 더 자주 찾아오게 됩니다. 따라서 미래 과학의 발전은 단순히 정답을 찾아가는 과정이 아니라, 우리가 직면한 거대한 무지의 영토를 확인하고 그 경계에서 겸허함을 배우는 과정이라 할 수 있습니다. 공상과학 소설(SF)은 종종 미래를 예언하는 것처럼 보입니다. 스타트렉의 통신기나 영화 속 태블릿 PC가 현실이 된 사례들은 SF의 통찰력을 증명하는 듯합니다. 하지만 '멋진 신세계'가 유전자의 개념조차 없던 시절에 쓰였음에도 오늘날 유전공학의 상징처럼 여겨지는 것은, 우리가 과학적 메커니즘보다 외형적 유사성에 더 집중하기 때문입니다. SF는 미래를 직접 보여주는 거울이라기보다 인간의 욕망과 상상력이 과학이라는 옷을 입고 나타난 결과물이며, 우리는 그 속에서 과학적 사실과 허구의 경계를 구분할 줄 알아야 합니다.

이관수

카오스재단카오스강연

물리학
융합

[강연] 물리법칙은 자연에 존재하는가, 인간이 만든 것인가? | 2017 카오스 토론회 : '과학vs과학철학' 1부 1강 | 1부 ①

자연 법칙이 실재하는 것인지, 아니면 인간이 만들어낸 발명품인지에 대한 논의는 과학의 본질을 꿰뚫는 핵심적인 질문입니다. 역사적으로 '자연 법칙'이라는 개념은 17세기 유럽에서 본격적으로 등장했습니다. 당시 사람들은 유대교와 기독교 전통 속에서 입법자로서의 신이 세상에 부여한 규칙이 있다고 믿었습니다. 그 이전 시대에는 무생물인 자연이 인간의 법처럼 어떤 법칙을 따른다는 생각 자체가 생소하거나 희화화의 대상이 되기도 했습니다. 즉, 자연 법칙은 특정 시대의 종교적, 사회적 배경 속에서 탄생한 개념적 틀이라고 볼 수 있습니다. 데카르트와 뉴턴 같은 근대 과학의 선구자들은 신이 우주를 창조할 때 부여한 변하지 않는 법칙을 찾는 것을 과학의 사명으로 삼았습니다. 이들은 운동량 보존의 법칙이나 만유인력의 법칙에 깊은 종교적 의미를 부여하며, 이를 신의 예지와 지배의 증거로 보았습니다. 하지만 흥미로운 점은 이러한 법칙들이 우리가 일상에서 경험하는 복잡한 자연 그대로를 묘사하기보다는, 마찰이 없는 진공 상태나 완벽한 타원 궤도와 같이 고도로 추상화되고 이상화된 수학적 공간을 전제로 성립되었다는 사실입니다. 실제로 갈릴레오의 자유 낙하 법칙이나 유전 법칙을 살펴보면, 실제 실험 데이터가 법칙과 완벽히 일치하는 경우는 드뭅니다. 공기 저항이나 유전적 변수 등 현실의 복잡성 때문에 수치는 항상 미세하게 어긋나기 마련입니다. 그럼에도 과학자들은 복잡한 현상에서 핵심적인 요소를 뽑아내어 단순한 수학적 관계로 정립합니다. 이러한 관점에서 본다면 법칙은 자연 속에 숨겨져 있던 것을 그대로 발견한 것이라기보다, 인간이 자연을 이해하기 위해 창의적으로 설계한 모델에 가깝다고 할 수 있습니다. 반면 물리학의 관점에서는 법칙을 자연에 내재된 패턴의 발견으로 정의합니다. 우리가 관찰하는 수많은 현상 속에는 일정한 규칙성이 존재하며, 과학은 이를 수식의 형태로 포착해내는 과정입니다. 비록 우리가 인식하는 패턴이 비례 관계와 같은 단순한 형태에서 시작할지라도, 이는 자연의 근본적인 작동 원리를 반영합니다. 좋은 법칙일수록 더 넓은 범위에 적용되며, 상황이 바뀌어도 변하지 않는 보편성을 지닙니다. 뉴턴의 법칙이 지상을 넘어 천체의 운동까지 설명해낸 것이 그 대표적인 사례입니다. 20세기에 들어서며 과학계는 '법칙'이라는 용어 대신 '원리'나 '이론'이라는 표현을 더 자주 사용하기 시작했습니다. 상대성 이론이나 양자 역학의 원리들은 과거의 법칙들보다 훨씬 심오하고 정확하게 자연의 실재에 다가갑니다. 현대 물리학자들은 우리가 아직 모든 것을 알지는 못하지만, 정밀한 실험 데이터를 통해 진정한 자연 법칙에 점점 가까워지고 있다고 믿습니다. 현재의 이론이 특정 조건에서만 유효한 '유효 이론'일지라도, 그것은 분명 실재하는 자연의 질서를 반영하고 있습니다. 법칙의 실재성을 뒷받침하는 강력한 근거 중 하나는 바로 과학의 예견 능력입니다. 우리가 의자에 앉을 때 의자가 존재함을 의심하지 않듯, 법칙에 따라 예견된 현상이 실제로 일어난다는 사실은 그 법칙이 자연에 실재함을 증명합니다. 만약 법칙이 인간의 자의적인 구성물에 불과하다면, 그 법칙을 바탕으로 세워진 현대 문명과 기술적 성취는 불가능했을 것입니다. 법칙은 우리가 자연이라는 거대한 시스템을 이해하고 신뢰할 수 있게 만드는 실질적인 토대가 됩니다. 결국 자연 법칙을 둘러싼 논쟁은 과학이 자연을 '발견'하는 것인지 '발명'하는 것인지에 대한 철학적 성찰로 귀결됩니다. 과학은 복잡한 자연 현상을 인간의 언어와 수학으로 해석하는 창조적인 활동인 동시에, 우리 외부에 실재하는 객관적인 진리를 추구하는 여정이기도 합니다. 법칙이 인간의 필터를 거쳐 정의된다는 점과 자연에 근본적인 질서가 존재한다는 점은 서로 배타적인 것이 아니라, 과학이라는 거대한 지적 체계를 지탱하는 두 축이라고 할 수 있습니다.

이강영, 홍성욱

카오스재단마스터클래스

물리학
융합

[강연] 멋진 세상을 만드는 빛 - 센 빛, 밝은 빛, 똑똑한 빛 (1) _이용희 교수 | 2015 가을 카오스 강연 '빛 색즉시공' 7강 | 7강 ①

빛은 우리 일상과 뗄 수 없는 존재이지만, 과학적 관점에서 보면 빛은 전자기파의 일종이라고 할 수 있습니다. 19세기 맥스웰은 맥스웰 방정식을 통해 빛이 진공을 통과하는 전자기파임을 명확히 증명해냈습니다. 우리가 흔히 사용하는 휴대폰 전파와 눈에 보이는 가시광선은 근본적으로 같은 성질을 지니고 있으며, 단지 파장의 길이에 따라 그 용도와 이름이 달라질 뿐입니다. 이러한 전자기파의 발견은 현대 과학기술의 튼튼한 토대가 되었으며, 오늘날 우리가 누리는 수많은 광학 기술의 위대한 시작점이 되었습니다. 빛은 물질을 구성하는 원자나 분자에서 발생합니다. 단순히 물질이 존재한다고 해서 빛이 저절로 나는 것은 아니며, 외부에서 에너지를 적절히 공급받아야만 빛의 형태로 에너지를 방출하게 됩니다. 태양처럼 열에너지를 통해 빛을 내거나, 다른 빛을 흡수하여 다시 방출하는 등 자연계에는 다양한 방식이 존재합니다. 과학자들은 이러한 원리를 깊이 연구하여 인공적인 빛을 만드는 방법을 찾아냈으며, 그 과정에서 탄생한 가장 드라마틱한 결과물이 바로 레이저입니다. 에너지를 정밀하게 제어하여 빛을 만드는 기술은 현대 문명을 밝히는 핵심 동력이 되었습니다. 레이저는 우리가 흔히 보는 일반적인 빛과는 확연히 다른 물리적 특성을 지니고 있습니다. 단색성, 직진성, 간섭성이라는 세 가지 주요 특징을 통해 레이저는 매우 강력하고 똑똑한 빛으로 거듭나게 됩니다. 일반적인 전구의 빛이 사방으로 퍼지는 무질서한 군중과 같다면, 레이저는 잘 훈련된 군대처럼 일정한 방향과 파장을 유지하며 질서 있게 나아갑니다. 이러한 특성 덕분에 레이저는 아주 먼 거리까지 에너지를 집중해서 전달할 수 있으며, 오늘날 정밀한 측정이나 가공, 통신 등 수많은 첨단 분야에서 필수적인 도구로 활용되고 있습니다. 레이저의 역사는 이론적 통찰과 실험적 도전이 반복되는 치열한 경쟁 속에서 발전해 왔습니다. 1917년 아인슈타인의 유도 방출 이론을 시작으로, 1960년 마이먼이 최초의 루비 레이저를 제작하기까지 수많은 과학자의 헌신적인 노력이 있었습니다. 당시 학계의 권위자들은 고체 물질인 루비로는 레이저를 만들 수 없다고 예측하기도 했으나, 마이먼은 실험을 통해 이를 당당히 증명해내며 새로운 광학 시대를 열었습니다. 이후 가스 레이저와 반도체 레이저가 잇따라 개발되었고, 이러한 연구들은 수많은 노벨 물리학상 수상자를 배출하며 인류의 지식 지평을 넓혔습니다. 한국의 레이저 연구 역시 매우 척박한 환경 속에서 선구자들의 의지로 시작되었습니다. 1967년 헬륨-네온 레이저를 최초로 제작할 당시에는 필요한 가스나 접착제조차 구하기 힘든 상황이었지만, 과학자들의 뜨거운 열정 덕분에 독자적인 기술력을 확보할 수 있었습니다. 현재는 광통신용 광원이나 초소형 레이저 개발에 이르기까지 세계적인 수준의 연구가 활발히 이어지고 있습니다. 자연이 허용하는 가장 작은 크기의 레이저를 만들려는 연구자들의 꿈은 여전히 현재진행형이며, 이러한 똑똑한 빛들은 앞으로도 우리의 세상을 더욱 멋지게 변화시킬 것입니다.

이용희

카오스재단카오스강연

물리학

[강연] 빛과 함께하는 시간여행 (2) _이명균 교수 | 2015 가을 카오스 강연 '빛 색즉시공' 6강 | 6강 ②

망원경의 역사는 1608년 네덜란드에서 시작되었습니다. 한스 리페르스헤이가 처음 발명한 이 도구는 이탈리아의 갈릴레오 갈릴레이에 의해 천문학적 도구로 거듭났습니다. 갈릴레오는 지름 5cm의 작은 망원경으로 하늘을 관측하며 인류 역사에 남을 놀라운 발견들을 해냈습니다. 흥미로운 점은 망원경을 처음 만든 리페르스헤이보다 이를 활용해 우주를 본 갈릴레오가 훨씬 더 유명해졌다는 사실입니다. 갈릴레오는 호기심을 바탕으로 하늘을 관측함으로써 명성뿐만 아니라 경제적 안정까지 얻게 되었습니다. 이는 도구의 발명만큼이나 그것을 어떻게 활용하느냐가 중요하다는 점을 시사합니다. 오늘날 망원경의 개념은 과거보다 훨씬 넓어졌습니다. 단순히 가시광선을 보는 것을 넘어 우주에서 오는 모든 종류의 빛과 입자를 포착하는 기기를 통칭합니다. 현대 천문학자들은 눈 대신 CCD 카메라와 같은 정밀 관측 기기를 사용하여 데이터를 기록하고 분석합니다. 망원경의 종류도 전파, 적외선, 자외선, X선, 감마선 등 전자기파의 영역에 따라 다양하며, 최근에는 중력파나 입자를 관측하는 망원경도 등장했습니다. 특히 물리학자와 천문학자를 구분하는 기준 중 하나가 망원경의 위치라는 점도 흥미롭습니다. 물리학자는 주로 지하에서, 천문학자는 지상이나 우주에서 망원경을 사용합니다. 세계 곳곳에는 거대한 거울을 가진 광학 망원경들이 우주를 향해 있습니다. 스페인에는 지름 10m에 달하는 세계 최대 규모의 GTC(그란 텔레스코피오 카나리아스)가 있으며, 하와이와 칠레에는 쌍둥이 망원경이라 불리는 8m급 제미니 망원경이 설치되어 있습니다. 우리나라도 보현산 천문대에 1.8m 크기의 반사 망원경을 운영하며 우주 연구에 힘쓰고 있습니다. 유럽 연합은 칠레의 맑은 하늘 아래 '거대 망원경'이라는 뜻의 VLT를 건설하여 여러 나라가 공동으로 연구를 수행합니다. 이러한 대형 망원경들은 거대한 구조물과 정밀한 가대 시스템을 갖추고 인류의 시야를 우주 깊숙한 곳까지 확장하고 있습니다. 전파 망원경과 우주 망원경은 우리가 볼 수 없는 우주의 이면을 보여줍니다. 지름 305m에 달하는 아레시보 망원경은 외계 지성체와의 교신을 시도하는 무대가 되기도 했으며, 해발 5,000m 고지에 위치한 알마(ALMA) 망원경은 전 세계 학자들이 원격으로 조정하며 정밀한 자료를 얻습니다. 한편, 지구 대기의 방해를 받지 않는 허블 우주 망원경은 1990년 발사 이후 25년 넘게 환상적인 우주의 모습을 전해주고 있습니다. 우주 망원경은 지상 망원경이 가진 한계를 극복하고 성운과 은하의 세밀한 구조를 포착함으로써 현대 천문학의 비약적인 발전을 이끌어낸 일등 공신이라 할 수 있습니다. 우주를 관측할 때 가장 중요한 원칙 중 하나는 '아는 만큼 보인다'는 것입니다. 밤하늘의 별들은 무심코 보면 모두 비슷해 보이지만, 관심을 가지고 응시하면 붉은색이나 푸른색 등 고유의 색깔을 드러냅니다. 또한 가시광선으로는 어둡게만 보이던 암흑 성운도 적외선으로 관측하면 그 속에서 새로 태어나는 아기 별들의 모습을 확인할 수 있습니다. 안드로메다 은하나 소용돌이 은하(M51)처럼 거대한 천체들도 관측 파장에 따라 전혀 다른 모습으로 나타납니다. 이처럼 우주는 우리가 어떤 시각과 도구로 바라보느냐에 따라 다채로운 얼굴을 보여주는 조화로운 코스모스의 세계입니다.

이명균

카오스재단카오스강연

물리학
천문학

[강연] 응답하라, 작은 것들의 세계여 - 현미경과 미시세계 (1) _김성근 교수 | 2015 가을 카오스 강연 '빛 색즉시공' 5강 | 5강 ①

빛은 우리가 사물을 인식하게 하는 가장 중요한 매개체입니다. 빛이 없는 공간에서는 사물이 존재하더라도 우리는 그 형태나 색을 전혀 인지할 수 없습니다. 우리가 보는 빛은 사실 전자기파의 일종으로, 매우 넓은 진동수 영역 중 극히 일부인 400에서 700나노미터 사이의 가시광선 영역에 해당합니다. 인간은 이 좁은 창을 통해 세상을 바라보며, 만약 우리가 자외선이나 적외선을 볼 수 있었다면 지금과는 전혀 다른 모습의 우주를 경험했을 것입니다. 사물이 특정한 색을 띠는 이유는 물질이 빛과 상호작용하며 특정 파장을 흡수하거나 반사하기 때문입니다. 예를 들어 식물의 잎이 초록색으로 보이는 것은 엽록소가 푸른색과 붉은색 파장의 빛을 흡수하고 초록색 파장을 주로 반사하기 때문입니다. 당근이 주황색으로 보이는 원리도 이와 같습니다. 이처럼 우리가 보는 색은 물질 내부의 전자 상태가 빛의 에너지를 받아들여 들뜨는 과정에서 결정되는 과학적인 결과물이며, 이는 빛과 물질의 긴밀한 관계를 보여줍니다. 근대 과학의 발전 과정에서 직접 눈으로 관찰하는 행위는 결정적인 역할을 해왔습니다. 20세기 초 물리학자 페랭은 콜로이드 입자의 분포를 직접 관찰하여 아보가드로 수를 유추해냈고, 밀리컨은 기름방울의 움직임을 통해 전하량을 측정했습니다. 하지만 관찰은 항상 완벽하지 않습니다. 때로는 빛의 굴절이나 렌즈의 특성으로 인해 착시 현상이 발생하기도 하며, 관찰자의 주관적인 해석이 개입되어 실체와 다른 결론에 도달할 위험도 존재하기에 과학적 관찰에는 정교함이 요구됩니다. 우리가 일상에서 경험하는 거시 세계의 물리 법칙은 미시 세계로 내려갈수록 그 힘을 잃게 됩니다. 원자나 분자 수준의 미시 세계는 우리의 오감으로 느끼는 상식과는 전혀 다른 양자역학적 원리에 의해 지배됩니다. 거시 세계에서는 관찰자가 대상을 바라보는 행위가 대상에 영향을 주지 않지만, 미시 세계에서는 관찰을 위해 투입된 에너지가 피관찰체를 교란시킵니다. 이러한 차이는 우리가 미시 세계를 이해하기 위해 기존의 경험적 근거를 넘어서는 새로운 사고방식을 가져야 함을 시사합니다. 하이젠베르크의 불확정성 원리는 미시 세계의 본질적인 한계를 잘 보여줍니다. 전자의 위치를 정확히 알기 위해 짧은 파장의 빛을 사용하면, 그 높은 에너지가 전자의 운동량을 크게 변화시킵니다. 반대로 운동량을 정확히 측정하기 위해 낮은 에너지의 긴 파장을 사용하면 위치가 불분명해집니다. 즉, 미시 세계에서는 위치와 운동량을 동시에 정확하게 측정하는 것이 원천적으로 불가능하며, 이는 관찰하는 행위 자체가 실체를 변화시키는 미묘한 자연의 섭리를 드러내는 대목입니다. 분자의 세계는 우리가 상상하는 것보다 훨씬 더 작고 조밀합니다. 물 한 방울 속에 들어 있는 분자의 개수를 가늠해 보기 위해 전 세계 70억 인구가 매초 5개씩 쉬지 않고 센다고 가정하면, 무려 2,000년이라는 시간이 걸립니다. 볼펜 끝의 작은 금속 공을 천만 배 확대하면 비행기가 날아다니는 고도인 10km 크기가 될 정도입니다. 이처럼 거대한 수치와 극도로 작은 크기가 공존하는 미시 세계는 우리가 발을 딛고 있는 현실의 이면에 숨겨진 놀라운 정밀함을 보여줍니다. 우주는 가장 작은 소립자부터 거대한 은하계에 이르기까지 약 10의 40승 배에 달하는 거대한 스케일의 차이를 품고 있습니다. 우리는 빛이라는 도구를 통해 이 광활한 세계의 단면을 관찰하며 지식의 지평을 넓혀갑니다. 미시 세계의 양자역학적 신비와 거시 세계의 천문학적 경이로움은 결국 빛과 물질의 상호작용이라는 하나의 줄기로 연결되어 있습니다. 이러한 과학적 통찰은 우리가 세상을 바라보는 방식을 더욱 깊고 풍요롭게 만들어 주며 우주의 본질에 다가서게 합니다.

김성근

카오스재단카오스강연

물리학
화학

[강연] 빛, 너의 정체는 무엇이냐? - 빛의 본질 (2) _오세정 교수 | 2015 가을 카오스 강연 '빛 색즉시공' 1강 | 1강 ②

19세기 초, 영국의 과학자 토마스 영은 이중 슬릿 실험을 통해 빛의 본질에 대한 오랜 논쟁에 종지부를 찍었습니다. 당시 과학계는 빛을 입자로 보았던 뉴턴의 견해와 파동으로 보았던 호이겐스의 견해가 팽팽하게 대립하고 있었는데, 영의 실험은 빛이 파동임을 결정적으로 증명했습니다. 두 개의 좁은 틈을 통과한 빛이 스크린에 밝고 어두운 무늬를 만들어내는 현상은 입자설로는 결코 설명할 수 없는 결과였습니다. 이는 과학사에서 매우 중요한 전환점이 되었으며, 빛의 파동설이 주류로 자리 잡는 결정적인 계기가 되었습니다. 이중 슬릿 실험에서 나타나는 간섭 무늬는 파동의 고유한 성질인 간섭 현상 때문에 발생합니다. 두 파동이 만날 때 위상이 일치하면 진폭이 커져 밝은 부분이 생기고, 위상이 반대이면 세기가 약해져 어두운 부분이 생기는 원리입니다. 만약 빛이 야구공과 같은 입자였다면 구멍을 통과한 두 군데에만 빛이 집중되었겠지만, 실제로는 스크린 전체에 걸쳐 복잡한 패턴이 나타났습니다. 이러한 현상은 빛이 공간을 퍼져 나가는 파동의 성질을 가졌음을 여실히 보여주는 증거이며, 입자와는 완전히 다른 물리적 특성을 지니고 있음을 증명하는 사례입니다. 우리가 일상생활에서 빛의 파동성을 쉽게 느끼지 못하는 이유는 관찰하는 스케일의 차이에 있습니다. 빛의 파동 현상이 뚜렷하게 관찰되려면 장애물의 크기가 빛의 파장과 비슷해야 하는데, 가시광선의 파장은 머리카락 굵기보다 훨씬 작습니다. 따라서 우리 주변의 커다란 물체들 사이에서 빛은 그저 직진하는 것처럼 보이며 선명한 그림자를 만듭니다. 하지만 아주 작은 슬릿을 이용해 미시적인 세계를 관찰하면 빛이 장애물을 돌아 들어가는 회절 현상이나 간섭 현상이 분명하게 드러납니다. 결국 빛의 본질은 관찰하는 척도에 따라 다르게 느껴질 뿐입니다. 빛의 파동성은 비 온 뒤 도로 위의 기름막이나 비눗방울에서 볼 수 있는 무지개색 무늬를 통해서도 확인할 수 있습니다. 이는 얇은 막의 앞면과 뒷면에서 반사된 빛들이 서로 상호작용을 일으키며 특정 파장의 색상이 강조되거나 약해지기 때문에 나타나는 현상입니다. 막의 두께가 빛의 파장과 비슷한 수준일 때 발생하는 이 현상은 우리 주변에서 흔히 볼 수 있는 파동의 증거입니다. 비누막 자체에는 아무런 색이 없지만, 빛의 간섭이라는 물리적 현상이 우리 눈에 아름다운 색채의 향연을 선사하는 것이며 이는 오직 파동설로만 설명이 가능합니다. 빛에 대한 파동설은 제임스 맥스웰에 의해 전자기파 이론으로 완성되었습니다. 맥스웰은 전기와 자기의 상호작용을 연구하던 중 전자기파의 존재를 예측했고, 그 속도가 빛의 속도와 일치한다는 사실을 발견하여 빛이 곧 전자기파임을 밝혀냈습니다. 우리가 보는 가시광선은 전체 전자기파 스펙트럼 중 아주 일부분에 불과하며, X선, 자외선, 적외선, 라디오파 등이 모두 같은 본질을 가진 파동입니다. 오늘날 우리는 이러한 전자기파를 통신, 의료, 천문학 등 현대 문명의 거의 모든 분야에서 핵심적인 도구로 활용하며 그 혜택을 누리고 있습니다.

오세정

카오스재단카오스강연

물리학

[강연] 빛, 너의 정체는 무엇이냐? - 빛의 본질 (1) _오세정 교수 | 2015 가을 카오스 강연 '빛 색즉시공' 1강 | 1강 ①

카오스 재단은 기초 과학의 대중화를 목표로 설립된 공익재단으로, 매년 심도 있는 과학 강연을 통해 대중과 소통하고 있습니다. 2015년 하반기에 진행된 '빛, 색즉시공' 강연 시리즈는 빛이라는 존재가 우리 삶과 우주에서 갖는 의미를 다각도로 조명합니다. 빛은 단순히 어둠을 밝히는 존재를 넘어 색채와 시간, 그리고 공간과 밀접하게 연결되어 있습니다. 이번 강연은 빛의 정체를 밝히는 여정의 시작으로, 우리가 당연하게 여겼던 빛의 본질에 대해 근본적인 질문을 던지며 과학적 탐구의 문을 활짝 엽니다. 물리학의 관점에서 자연 현상을 이해하는 가장 기본적인 틀은 대상을 입자와 파동으로 구분하는 것입니다. 입자는 야구공이나 당구공처럼 공간의 한 점에 존재하며 개수를 셀 수 있고, 서로 충돌하면 튕겨 나가는 성질을 가집니다. 반면 파동은 호수의 물결이나 소리처럼 공간으로 연속적으로 퍼져 나가며, 서로 부딪혀도 사라지지 않고 간섭 현상을 일으키며 통과합니다. 빛이 이 두 가지 성질 중 어디에 해당하는지를 밝히는 과정은 근대 물리학 역사에서 가장 치열하고도 흥미로운 논쟁의 중심에 있었습니다. 빛에 대한 체계적인 탐구는 고대 그리스의 자연 철학자들로부터 시작되었습니다. 아리스토텔레스는 시각의 원리를 설명하며 눈에서 무언가가 방출되어 물체에 닿음으로써 사물을 인지한다고 믿었습니다. 그러나 근대 과학의 여명기에 이르러 뉴턴과 갈릴레오는 관측과 실험을 통해 이러한 직관적 사고를 검증하기 시작했습니다. 뉴턴은 빛이 직진하고 그림자를 만든다는 사실에 주목하여 빛을 아주 작은 입자들의 흐름이라고 정의했습니다. 이는 당시 과학계에 큰 영향을 미치며 빛의 입자설이 우세해지는 계기가 되었습니다. 뉴턴의 입자설이 지배적이던 시대에도 호이겐스와 같은 과학자들은 빛의 파동성을 주장하며 반기를 들었습니다. 파동설에 따르면 빛이 전달되기 위해서는 물결파의 물이나 음파의 공기와 같은 '매질'이 반드시 존재해야 합니다. 파동은 장애물이 있어도 회절을 통해 전달될 수 있으며, 두 파동이 만날 때 서로 보강되거나 상쇄되는 독특한 간섭 무늬를 형성합니다. 이러한 파동의 특성은 빛이 단순히 직진하는 입자라는 설명만으로는 부족했던 여러 현상을 보완하며, 18세기와 19세기를 거쳐 빛의 본질을 설명하는 핵심 이론으로 자리 잡았습니다. 20세기에 접어들며 빛의 정체에 대한 논의는 새로운 국면을 맞이합니다. 아인슈타인이 빛의 입자적 성질을 다시금 증명해 내면서, 고전 물리학이 쌓아온 파동설의 견고한 성벽에 균열이 생긴 것입니다. 결국 현대 물리학은 빛이 입자와 파동의 성질을 동시에 지니고 있다는 '이중성'의 결론에 도달했습니다. 태초부터 인류의 호기심을 자극해 온 빛은 이제 단순한 물리적 현상을 넘어, 우주의 근본 원리를 이해하는 열쇠가 되었습니다. 10회에 걸친 강연을 통해 우리는 빛과 색, 그리고 시공간이 얽혀 만드는 경이로운 세계를 마주하게 될 것입니다.

오세정

카오스재단카오스강연

물리학

[강연] 생명의 기원 (2) - 다윈 : 우리가 몰랐던 다윈, 그리고 진화 _ 최재천 교수 | 2015 봄 카오스 강연 'ORIGIN' 10강 | 10강 ②

찰스 다윈은 DNA의 존재조차 몰랐던 시대에 모든 생명체가 하나의 공통 조상으로부터 기원했다는 놀라운 통찰을 제시했습니다. 그는 지극히 단순한 시작으로부터 오늘날의 거대한 생명의 파노라마가 펼쳐졌음을 논리적으로 유추해냈으며, 현대의 유전학 연구는 그의 혜안이 옳았음을 증명하고 있습니다. 다윈의 위대함은 생명의 역사를 이해하는 근본적인 틀을 마련했다는 점에 있으며, 이는 우리가 최초의 생명 탄생 과정을 완벽히 알지 못하더라도 그 이후의 변화 과정을 명확히 인식하게 해줍니다. 다윈의 인생은 비글호 항해를 기점으로 극적인 전환점을 맞이했습니다. 의학도와 신학도의 길을 포기하고 자연을 탐구하던 그는 선장의 대화 상대이자 수집가로서 5년간 세계를 누비며 방대한 생물 표본을 채집했습니다. 영국으로 돌아온 그는 이미 유명 인사가 되어 있었으나, 곧바로 가축과 비둘기 품종 개량 연구에 몰두하며 인위 선택이 생물의 형질을 어떻게 변화시키는지 확인하고자 했습니다. 이러한 연구는 자연계에서도 인간의 개입 없이 유사한 선택 과정이 일어날 수 있다는 확신을 심어주는 계기가 되었습니다. 다윈은 맬서스의 《인구론》을 통해 자연 선택의 핵심 원리를 깨달았습니다. 수학을 기피했던 그였지만, 자원은 한정되어 있고 개체는 기하급수적으로 증가한다는 논리 속에서 생존 경쟁의 필연성을 발견한 것입니다. 그는 외부의 설계자가 없어도 환경에 적합한 우수한 형질이 살아남아 번식에 이르는 '자연 선택' 과정을 정립했습니다. 이는 인류가 숲을 떠났기에 진화가 멈췄다는 오해를 불식시키며, 오히려 현대 사회의 치열한 경쟁 속에서 인간의 진화 속도가 더욱 빨라질 수 있음을 시사합니다. 1858년, 젊은 학자 앨프리드 월리스가 보낸 논문은 다윈에게 큰 충격을 주었습니다. 자신이 20년간 공들여온 이론과 거의 일치하는 내용을 담고 있었기 때문입니다. 지인들의 중재로 두 사람의 논문이 공동 발표되었고, 이후 다윈은 서둘러 자신의 연구를 요약한 《종의 기원》을 출간했습니다. 흔히 다윈이 종교적 갈등이나 두려움 때문에 발표를 미뤘다고 알려져 있지만, 실제로는 완벽을 기하는 그의 신중한 연구 스타일 때문이었습니다. 그는 결코 은둔자가 아니었으며, 전 세계 학자들과 끊임없이 교류하며 방대한 지식을 흡수했던 통섭의 학자였습니다. 진화가 일어나기 위해서는 변이, 유전, 생존 경쟁, 그리고 차등 번식이라는 네 가지 조건이 충족되어야 합니다. 자연계에는 수많은 변이가 존재하며, 이들이 유전되고 한정된 자원을 두고 경쟁하며 서로 다른 번식 성공률을 보일 때 진화는 필연적으로 발생합니다. 이는 믿음의 영역이 아니라 거부할 수 없는 자연 현상이며 과학적 사실입니다. 다윈이 구축한 이 견고한 이론의 틀은 현대 과학의 모든 분야를 관통하며, 오늘날 우리도 여전히 그의 거대한 지적 유산 안에서 생명의 신비를 탐구하고 있습니다.

최재천

카오스재단카오스강연

생명과학

[강연] 한국 과학기술의 기원 (2) - 한국 근대 과학기술의 시작 _ 박성래 교수 | 2015 봄 카오스 강연 'ORIGIN' 5강 | 5강 ②

1600년대 조선통신사는 일본에 문물을 전하는 중요한 가교였습니다. 특히 1643년 일본으로 건너간 박안기는 일본 학자들에게 역법을 전수하며 일본 최초의 독자적 역법인 '정향력(조쿄레키)' 탄생에 결정적인 기여를 했습니다. 당시 조선의 과학 기술은 일본보다 앞서 있었으며, 중인 계급의 유능한 인재들이 실무적인 학문 발전을 이끌었습니다. 이는 우리 과학사가 단순히 외부 문물을 수용하기만 한 것이 아니라, 주변국에 지대한 영향을 끼쳤음을 보여주는 중요한 사례입니다. 근대 과학의 본격적인 태동은 1876년 강화도 조약 이후 문호가 개방되면서 시작되었습니다. 1883년 창간된 우리나라 최초의 신문인 '한성순보'는 그 지면의 상당 부분을 서양의 신기한 과학 기술 이야기로 채웠습니다. 당시 지식인들에게 과학은 나라를 지키고 근대화로 나아가기 위한 가장 안전하고도 필수적인 도구로 인식되었습니다. 유길준의 '서유견문'과 같은 저술을 통해 서구 문명에 대한 이해가 깊어지며 근대적 각성이 일어났습니다. 서구 유학의 역사는 비극적인 선구자들의 발자취로 시작되었습니다. 1886년 미국으로 건너간 변수는 우리나라 최초로 미국 대학에서 농학 학사 학위를 받은 인물입니다. 그는 미 농무성에서 근무하며 동양의 농업 상태에 대한 보고서를 제출하는 등 뛰어난 역량을 발휘했으나, 졸업 직후 기차 사고로 짧은 생을 마감했습니다. 이러한 초기 유학생들의 희생과 노력은 비록 당대에는 큰 결실을 보지 못했을지라도, 한국 과학 기술 현대화의 소중한 씨앗이 되었습니다. 의료 분야에서도 선구적인 여성 과학자의 등장이 눈에 띕니다. 김점동(에스더 박)은 1900년 미국에서 의학 학위를 취득한 최초의 여성 의사로, 귀국 후 헌신적인 구호 활동을 펼치다 결핵으로 세상을 떠났습니다. 서재필 역시 미국에서 의학 박사 학위를 받았으나, 국내의 척박한 환경 탓에 과학자로서보다는 독립운동가와 언론인으로서 더 큰 족적을 남겼습니다. 이처럼 초기 과학 인재들은 개인의 영달보다 민족의 근대화라는 무거운 과업을 짊어져야 했습니다. 일제 강점기라는 암흑기 속에서도 과학을 향한 열정은 멈추지 않았습니다. 1934년 김용관 선생을 중심으로 제정된 '과학데이'는 다윈 서거 50주년을 기념하며 대규모 시가행진과 강연회를 개최했습니다. 홍난파가 작곡한 '과학의 노래'가 울려 퍼지는 가운데, 지식인들은 과학 기술 없이는 민족의 생존이 불가능하다는 사실을 절감했습니다. 비록 일제의 탄압으로 활동이 위축되기도 했으나, 이는 우리 민족이 자발적으로 전개한 근대 과학 대중화 운동의 효시였습니다. 해방 이후 한국 과학계는 남북 분단이라는 시련을 겪으며 각기 다른 길을 걷게 됩니다. 남한의 이태규 박사는 미국 유타 대학에서 활동하며 후학 양성에 힘썼고, 북한으로 간 이승기 박사는 합성 섬유인 '비날론'을 발명하여 북한 화학 공업의 기초를 닦았습니다. 1950년대 아이젠하워 대통령의 '원자력의 평화적 이용' 선언은 우리나라에 원자력 기술이 도입되는 계기가 되었으며, 이는 전쟁의 폐허 속에서 과학 기술의 싹을 틔우는 중요한 전환점이 되었습니다. 1966년 설립된 한국과학기술연구원(KIST)은 대한민국 과학 기술 도약의 결정적인 발판이 되었습니다. 월남전 참전에 따른 보상 차원의 지원금과 박정희 대통령의 강력한 의지가 결합하여, 해외에서 활동하던 유능한 과학자들이 대거 귀국하는 '역두뇌 유출' 현상이 일어났습니다. 최형섭 박사를 필두로 한 이들은 국가 주도의 연구 개발 체제를 구축하며 한강의 기적을 뒷받침했습니다. 이로써 한국 과학은 비극과 정체의 시대를 지나 세계로 뻗어 나가는 현대적 기틀을 완성했습니다.

박성래

카오스재단카오스강연

융합

[강연] 과학과 기술의 기원 (2) - 과학과 기술의 발전 : 이집트, 메소포타미아, 그리스 _ 홍성욱 교수 | 2015 봄 카오스 강연 'ORIGIN' 4강 | 4강 ②

기원전 5천 년경, 지구 곳곳에서는 인류 문명의 서막이 올랐습니다. 이집트의 피라미드와 메소포타미아의 지구라트는 당시의 기술력과 종교적 신념을 보여주는 대표적인 유적입니다. 특히 이집트의 대피라미드는 수많은 시행착오의 산물이었습니다. 초기에는 각도를 너무 가파르게 설정해 붕괴하기도 했으나, 메이둠 피라미드와 같은 실패를 거치며 점차 안정적인 건축 노하우를 쌓아갔습니다. 이러한 과정은 단순한 건축을 넘어 국가의 역량을 결집하고 기술적 진보를 이루어내는 중요한 토대가 되었습니다. 피라미드 건설은 단순한 무덤 조성을 넘어 국가의 힘을 과시하고 결집하는 고도의 정치적 행위였습니다. 기술 사학자 루이스 멈포드는 이를 '메가 머신'이라는 개념으로 설명합니다. 이는 실제 기계가 아닌, 수많은 인력을 효율적으로 통제하고 명령하는 거대한 사회적 시스템 자체를 의미합니다. 파라오라는 정점을 중심으로 농한기의 인력을 동원해 거대 건축물을 세우는 과정은, 인류 역사상 최초로 거대한 조직적 힘이 기계처럼 작동하기 시작했음을 보여주는 상징적인 사건이라 할 수 있습니다. 이집트와 메소포타미아 문명은 실용적인 목적을 바탕으로 눈부신 과학적 성취를 이루었습니다. 이집트에서는 토지 측량을 위한 기하학과 의학이 발달했으며, 메소포타미아에서는 60진법을 활용한 정교한 수학과 천문학이 꽃을 피웠습니다. 특히 보름달이 뜨는 시점을 정확히 예측할 정도로 이들의 관측 기록은 매우 치밀했습니다. 하지만 이 시기의 과학은 현상을 설명하는 이론적 모델을 만들기보다는, 행정이나 농경, 종교적 의례 등 실생활의 문제를 해결하기 위한 도구적 성격이 강했습니다. 고대 그리스에 이르러 과학은 실용성을 넘어 본질에 대한 탐구로 진화했습니다. 최초의 과학자로 불리는 탈레스는 만물의 근원을 '물'이라 정의하며 자연의 근본 원리를 찾고자 했습니다. 그는 천문 지식을 이용해 큰 부를 쌓을 수 있었음에도 불구하고, 오로지 진리 탐구에만 몰두하여 하늘을 보다 우물에 빠지기도 했습니다. 그의 제자 아낙시만드로스는 스승의 이론을 비판하며 '무한자'라는 추상적 개념을 도입하고 최초의 기하학적 우주 모형을 제시하는 등, 비판적 사고를 통한 학문의 발전을 이끌었습니다. 그리스 과학의 핵심은 신의 개입이 없는 질서 정연한 세계, 즉 '코스모스'의 발견에 있습니다. 자연을 독자적인 규칙을 가진 탐구 대상으로 바라보기 시작한 것입니다. 또한 그리스 학자들은 국가의 지원 없이 스스로 제자를 모아야 했기에, 자신의 이론을 극단적으로 차별화하고 논리적으로 증명하려는 독특한 경쟁 문화를 형성했습니다. 이러한 배경 속에서 탄생한 논증적이고 추상적인 사고방식은, 실용적 기술에 머물렀던 이전 문명들과 차별화되는 서양 과학 전통의 뿌리가 되었습니다.

홍성욱

카오스재단카오스강연

융합

[강연] 과학과 기술의 기원 (1) - 우주 시공간과 그 팽창 _ 홍성욱 교수 | 2015 봄 카오스 강연 'ORIGIN' 4강 | 4강 ①

과학이나 기술의 기원을 규명하는 일은 역사학자들에게 매우 까다로운 과제입니다. 흔히 특정 발명품이 탄생한 연도를 기점으로 삼곤 하지만, 실제 역사를 들여다보면 그 이전부터 수많은 시도와 개념적 토대가 존재했음을 알 수 있습니다. 예를 들어 유선 전신이나 무선 전신의 역사를 다루는 문헌들은 공식적인 발명 시점보다 훨씬 앞선 시기의 기록들을 중요하게 다룹니다. 이는 기원이란 단 하나의 정답으로 고정된 것이 아니라, 다양한 해석과 맥락이 얽혀 있는 복합적인 과정임을 시사합니다. 따라서 우리는 기원을 찾는 과정을 통해 당시의 시대적 배경과 지식의 흐름을 입체적으로 이해할 수 있습니다. 우리가 현재 사용하는 '과학'과 '기술'이라는 용어 역시 그 의미가 정착된 지는 그리 오래되지 않았습니다. 19세기 이전까지 지식인들의 활동은 주로 '자연철학'의 범주에서 이해되었으며, 현대적 의미의 과학자라는 정체성은 뒤늦게 형성되었습니다. 기술 또한 마찬가지입니다. 과거에는 증기기관이나 기계적 예술처럼 개별적인 명칭으로 불렸을 뿐, 이를 포괄하는 추상적인 개념으로서의 테크놀로지는 19세기 중반 이후에야 본격적으로 사용되었습니다. 이러한 어원의 변화는 인류가 자연을 인식하고 도구를 다루는 방식이 시대에 따라 끊임없이 재정의되어 왔음을 보여주는 증거라고 할 수 있습니다. 과학과 기술의 관계를 바라보는 철학적 시각은 매우 흥미롭습니다. 하이데거는 기술을 인간이 자연을 유용한 대상으로 바꾸려는 본질적인 의지로 보았으며, 과학은 이를 뒷받침하기 위해 나중에 발생한 지식 체계라고 주장했습니다. 반면 브루노 라투르는 과학과 기술을 엄격히 구분하지 않고, 비인간적인 요소를 인간에게 의미 있는 것으로 탈바꿈시키는 통합적인 행위로 파악했습니다. 그는 이를 '테크노사이언스'라는 개념으로 설명하며 두 영역의 경계를 허물었습니다. 이러한 논의들은 과학과 기술이 독립적으로 발전해온 것이 아니라, 인간의 실천적 의지와 지적 탐구가 복합적으로 작용하며 진화해 왔음을 일깨워 줍니다. 인류의 역사에서 기술적 도약은 약 4만 년 전 호모 사피엔스 시기에 급격히 일어났습니다. 이 시기 인류는 단순히 생존을 위한 도구를 넘어 바늘, 그물, 악기 등 놀라울 정도로 다양한 물건들을 만들어내기 시작했습니다. 주목할 점은 이러한 기술적 발전이 예술적 활동과 동시에 나타났다는 사실입니다. 동굴 벽화와 같은 초기 예술은 단순한 유희가 아니라 사람들을 하나로 묶어주는 '사회적 기술'로서 기능을 수행했습니다. 또한 비슷한 시기에 달의 위상 변화를 기록한 흔적은 인류가 자연을 관찰하고 그 법칙을 기록하려는 과학적 태도를 이미 갖추고 있었음을 보여줍니다. 기술의 발전 동력을 단순한 '필요'에서만 찾는 것은 한계가 있습니다. 역사학자 조지 바살라는 인류가 생존에 필요한 수준을 훨씬 뛰어넘는 다양한 기술을 발전시킨 이유를 인간의 '욕망'과 '과잉'에서 찾았습니다. 더 많이 소유하고 더 편리해지고 싶어 하는 인간의 근원적인 갈망이 기술의 다양성을 낳았다는 것입니다. 생물학적 관점에서도 호모 사피엔스는 기술, 자연사, 사회적 지능이 하나로 통합되어 있었기에 창의적인 발현이 가능했습니다. 결국 과학과 기술의 기원은 인간의 통합된 지능이 외부 세계와 상호작용하며 만들어낸 거대한 문화적 진화의 산물이라고 볼 수 있습니다.

홍성욱

카오스재단카오스강연

융합

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

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

김희준

카오스재단카오스강연

물리학
천문학

왜 우리는 아직 외계인을 만나지 못했을까?

과학플랫폼 SOAKKAOS + AI = SOAK

[토크] 세상을 보는 또 다른 눈_과학자들의 방과 후 수다_4편 | 4편

카오스재단과학자들의 방과 후 수다

[강연] 전염병에 맞서온 과학_by안광석 l 제 31회 서울대 자연과학 공개강연_"세상을 바꾼 과학, 과학이 여는 미래" | 2강

카오스재단서울대자연과학공개강연

[연구뭐하지?] 과학이란 무엇인가? 과학에 대한 철학적 탐구_천현득 교수 | 서울대학교 “과학철학 연구실”

카오스재단연구뭐하지

[강연] 제 31회 서울대 자연과학 공개강연_'세상을 바꾼 과학, 과학이 여는 미래' (1) by 박건웅, 안광석 l 서울대학교&카오스재단 | 1부

카오스재단서울대자연과학공개강연

[술술과학] 역사를 알면 특수상대성이론은 더 재미있을 걸?｜특수상대론#2

카오스재단술술과학

[페스티벌+어스] 유튜버 스테이지 (Youtu-verse) by 1분과학, 과학드림, 지식인미나니 ㅣ 2022 대한민국 과학축제(페스티벌 어스)

카오스재단2022 대한민국 과학축제 ㅣ 페스티벌 어스

[카오스 짧강] 둘 사이의 '케미'를 볼 수 있을까?_by윤신영｜2018 가을 카오스 강연 '화학의 미스터리, CheMystery' 3강

카오스재단질토과 + 짧강

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

카오스재단명강리뷰&질문Q

[강연] 한국 기초과학 연구정책 역사와 전망 by 김근배ㅣ대학과 함께하는 2022 UN 세계기초과학의 해 한국 선포식 특별강연

카오스재단카오스크로스

[질문Q] '스타워즈'는 좋은 SF 영화일까? | 2017 가을 카오스 강연 '미래과학' 10강 | 미래의 기원

카오스재단명강리뷰&질문Q

[과학책수다] 전류전쟁 2부

국립과천과학관과학책📚수다

[과학책수다] 전류전쟁 1부

국립과천과학관과학책📚수다

[과학자가 쓴 과학책#19] 정인경 _ 역사와 문화로 이해하는 과학 인문학 | 모든 이의 과학사 강의

카오스재단읽다과학

[인터뷰] 정인경 _ 앎은 삶을 바꾼다!

카오스재단석학인터뷰

[과학자가 쓴 과학책#18] 고재현 _빛으로 보는 세상 | 빛의 핵심

카오스재단읽다과학

[과학책수다] 호모스페이스쿠스

국립과천과학관과학책📚수다

[인터뷰] 이영욱_암흑에너지가 없다는 쪽에 다 건다! ㅣ 2021 봄 카오스강연 'GREAT DEBATE 우주론대토론'

카오스재단카오스강연

[석학인터뷰] 박진희_ 과학자가 아니어도 과학에 참여할 수 있을까?

카오스재단석학인터뷰

올해 과학책 10권 핵심은? - [KAOS X] APCTP 2020 올해의 과학도서 선정 기념 방송 'Book Show'

카오스재단읽다과학

[과학책수다] 프랑켄슈타인 1편

국립과천과학관과학책📚수다

[과학자가 쓴 과학책#10] 김승섭_우리 몸이 세계라면 | KAOS X 공원생활 특집

카오스재단읽다과학

[정말 읽었니?#9] 송기원 교수_ '종의 기원', 지성에서 영성으로 가는 여정

카오스재단읽다과학

[노벨상 이야기 1] 좀 창피한 노벨상?! | KAOS x KIAS 2020 노벨상 해설강연 - 2020년 10월 30일 금요일 저녁 7시 30분

카오스재단술술과학

[정말 읽었니?#8] 장대익 교수_ '종의 기원', 다윈이 '나는 죽음이 두렵지 않다'고 한 이유

카오스재단읽다과학

[과학관 Life : 살아있는 과학관의 보물을 찾아라] 뉴턴의 사과나무

국립과천과학관곤충 Life🐝

[과학책수다] 이중나선

국립과천과학관과학책📚수다

[정말 읽었니?#3] 이석영 교수 "[코스모스] 과학자가 쓴 책 중 가장 과학적이지 않은 책?!"

카오스재단읽다과학

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

카오스재단카오스강연

[인생과학책 #2] 누구나 좋아하는 자서전적 과학책

카오스재단읽다과학

[인생과학책 #1] 시작은 과학자의 전기부터!

카오스재단읽다과학

[석학인터뷰] 이현숙_ 암은 왜 생길까요? 결론부터 말씀드리면.. | 2020 서울대 자연과학대 공개강연 '과학으로 살아남기'

카오스재단석학인터뷰

[카오스 술술과학] 도대체 에너지란 무엇일까?

카오스재단'도대체'시리즈

[카오스 술술과학] 다중우주 (10) : 다중우주 풍경

카오스재단'다중우주'시리즈

[석학인터뷰] 박창범_ 과학자들은 근원적인 질문에 답하기 위해 노력하고 있어요 | 2019 봄 카오스강연 '기원, 궁극의 질문들'

카오스재단카오스강연

[파인만의 물리이야기] 2차홍보 영상 : 브라운 운동(작은 분자의 움직임) 과천과학관 X 과학쿠키

국립과천과학관과학실험교실🧪

[강연] 컴퓨터과학의 원천 아이디어가 나오기까지 (3) _ by이광근 | 2018 봄 카오스 강연 '모든 것의 수數다' 10강 | 10강 ③

카오스재단카오스강연

[강연] 세상을 바꾼 알고리즘 - 알파고와 블록체인을 넘어 미래로 (1) _ by이준엽 | 2018 봄 카오스 강연 '모든 것의 수數다' 8강 | 8강 ①

카오스재단카오스강연

[강연] 미래의 기원 (4) _ by이관수 | 2017 가을 카오스 강연 '미래과학' 10강 | 10강 ④

카오스재단카오스강연

[강연] 미래의 기원 (1) _ by이관수 | 2017 가을 카오스 강연 '미래과학' 10강 | 10강 ①

카오스재단카오스강연

[노벨상 이야기 1] 좀 창피한 노벨상?!　　 | KAOS x KIAS 2020 노벨상 해설강연 - 2020년 10월 30일 금요일 저녁 7시 30분