크리스 프랫, 조이 살다나가 주연한 SF영화로 더 잘 알려진 ‘가디언즈 오브 더 갤럭시’는 미국의 만화출판사 마블 코믹스가 만든 슈퍼히어로 팀입니다. 지구인과 외계인 사이에서 태어난 스타로드의 지휘 아래 다양한 종족으로 구성된 이 팀은 멤버 구성만큼이나 다양한 개성을 보이지만 우주 행성들끼리의 갈등과 외계인의 위협을 좌충우돌하며 해결해 내는 일종의 ‘우주 해결사’들입니다.●임기 3년에 연봉은 최대 2억 1078만원 내년 개봉 예정인 영화 ‘어벤져스-인피니티 워’에는 마블 코믹스에 등장하는 슈퍼히어로들이 모두 등장하는데 ‘가디언즈 오브 더 갤럭시’ 팀도 이야기의 중요한 한 축을 담당한다고 합니다. 사실 많은 사람들이 일촉즉발의 위기 상황에 나타나 지구와 인류를 구하는 슈퍼히어로는 만화나 영화 같은 상상 속에나 있는 존재들로 알고 있습니다. 그렇지만 최근 미국의 우주개발을 담당하는 항공우주국(나사)에서 실제로 ‘가디언 오브 더 갤럭시’를 뽑는다는 구인광고를 내 화제가 되고 있습니다. 물론 나사의 농담도 아니고 SF영화 대본이나 만화 시나리오도 아닌 실제 미국 정부의 웹사이트에 올라온 구인광고입니다. 영화의 주인공들처럼 우주 전체나 ‘우리 은하’를 보호하는 정도는 아니지만 외계의 위협으로부터 지구를 보호하는 임무를 가진 ‘행성 보호관’(planetary protection officer)입니다. 나사가 찾고 있는 행성 보호관의 임기는 3년에 연봉은 최대 18만 7000달러(약 2억 1078만원)이며 업무상 출장이 잦고 보안 등급은 ‘비밀’(secret)이라고 합니다. 행성 보호관의 자격 요건으로는 반드시 미국 시민권자이거나 국민이어야 하며 물리학, 수학, 공학 분야 학위가 있어야 한다고도 합니다. 장난처럼 보이지만 행성 보호관은 1967년 1월 국제우주조약이 체결되면서 처음 만들어진 직책입니다. 국제우주조약은 우주 천체의 탐사와 이용활동에 관한 기본원칙을 정한 것으로 1967년 16개국이 서명해 발효된 국제법이지요. 현재 전 세계 125개국이 서명해 가입된 상태입니다. ●우주탐사 때 오염 방지정책 수립 맡아 행성 보호관의 임무는 ‘인간이나 로봇이 우주 탐사를 하러 나가거나 돌아올 때 유기물 및 생물학적 오염을 피할 수 있도록 하는 정책을 수립’하는 것이라고 하네요. 사실 지구의 미생물이나 유기물질은 우주탐사 과정에서 의도적으로나 의도하지 않게 다른 행성으로 운반될 수 있습니다. 이 때문에 행성 보호관은 나사뿐만 아니라 전 세계 우주 관련 모든 비행임무를 감독하는 것입니다. 물론 지구인이 우주를 오염시키는 것뿐만 아니라 외계인이 지구에 왔을 때도 행성 보호관의 감독하에 놓이게 됩니다. 실제 이 구인광고는 지난달 13일에 공개됐지만 지난 3일 나사가 운영하는 트위터에 게시된 이후 폭발적인 관심을 끌게 됐다고 합니다. 이 구인광고를 본 전 세계 누리꾼들은 갖가지 패러디 구인광고를 소셜네트워크서비스(SNS)에 올려 공유하면서 웃음을 주고 있다네요. 현재 나사의 행성 보호관은 2014년 임기를 시작한 캐서린 콘리 박사입니다. 콘리 박사는 “16~17세기 대항해시대에 구대륙 사람들이 신대륙으로 건너오면서 각종 질병을 퍼트려 신대륙의 원주민과 생태계를 파괴했던 것에서 볼 수 있듯이 인간이 다른 행성을 오염시키지 않고 탐사함으로써 현지 모습 그대로 유지하도록 하는 것이 우주탐사에서 가장 중요한 포인트”라고 강조했습니다. 인공지능(AI)의 등장으로 미래 일자리가 지금보다 더 줄어들 것이라는 우려가 커지고 있는 마당에 행성 보호관 구인광고를 보니 ‘이제는 직장을 찾아서 우주로까지 눈을 돌려야 하나’란 생각이 들어 씁쓸해지기도 합니다. edmondy@seoul.co.kr

# 고양이 한 마리가 철로 만들어진 상자 안에 갇혀 있다. 상자 안에는 고양이와 함께 방사성물질이 들어 있는 가이거 계수기, 계수기와 연결된 망치, 독가스가 들어 있는 유리병이 있다. 방사성물질의 원소 한 개가 한 시간 안에 붕괴할 확률은 50%다. 방사성 원소가 한 개라도 붕괴할 경우 망치는 떨어져 유리병을 깨뜨리게 되고 독가스가 방출되면서 고양이는 죽는다. 그렇다면 이제 한 시간 뒤 상자 속 고양이는 죽어 있을까, 살아 있을까. 정답은 ‘상자를 열어 확인하기 전까지 고양이는 죽어 있는 상태와 살아 있는 상태가 섞여 있다’이다. 일반적인 사고로는 도저히 이해가 되지 않는 이 사고실험은 여전히 대학의 물리학과, 화학과 학생들을 ‘멘붕’에 빠뜨리고 있는 양자역학의 ‘슈뢰딩거 고양이’의 역설이다. 세계적인 물리학자인 스티븐 호킹마저도 ‘누군가 슈뢰딩거의 고양이 이야기를 한다면 난 조용히 총을 꺼낼 것’이라고 할 정도다.●안다는 것은 무엇?… 인식론 철학 선구 양자역학의 확률론적 해석에 대해 가장 잘 표현한 이 사고실험을 만들어 낸 사람이 바로 오스트리아 물리학자 에르빈 슈뢰딩거(1887~1961)다. 오는 12일은 슈뢰딩거가 태어난 지 130년이 되는 날로 과학계에서는 그의 업적을 되돌아보는 활동이 활발하다. 20세기 물리학 업적의 양대 산맥은 상대성이론과 양자역학이다. 이 중 상대성이론은 아인슈타인이라는 천재 한 명이 만들어 낸 것이지만 양자역학은 여러 과학자의 다양한 업적이 모여 만들어진 것이다. 원자와 관련된 거의 모든 것을 설명할 수 있는 탁월한 이론인 양자역학은 이론체계로 만들어지는 과정에서 ‘우리가 안다는 것은 무엇인가’라는 문제를 제기해 인식론이라는 철학적 발전을 이끌어 내기도 했다. 슈뢰딩거는 1926년 양자역학에서 가장 중요한 수학식인 ‘슈뢰딩거 방정식’(파동방정식)을 발표함으로써 양자역학의 체계를 완성했다는 평가를 받고 있다. 1933년 노벨상 위원회는 슈뢰딩거가 만든 파동방정식이 양자역학의 핵심적인 업적이라는 사실을 인정해 그를 노벨물리학상 수상자로 선정했다. 실제로 슈뢰딩거 방정식은 원자, 핵, 고체물리 분야에서 널리 사용되고 있다. 원자현미경의 작동 원리인 ‘터널링 현상’을 풀 때는 물론 원자력 발전이나 핵폭탄처럼 원자핵 붕괴로 에너지를 얻는 모든 분야에서는 슈뢰딩거 방정식을 빼고는 생각할 수 없다는 것이다. 이 때문에 “고전역학(뉴턴역학)에 운동방정식이 있다면 양자역학에는 슈뢰딩거 방정식이 있다”는 평가를 받고 있다. 물리학뿐만 아니라 생물학 분야에도 관심이 많았던 슈뢰딩거는 제2차 세계대전 중 독일 나치를 피해 아일랜드 더블린에서 거주하는 동안 ‘생명이란 무엇인가?’라는 책을 냈다. 생명체의 유전정보를 가지고 있는 복잡한 분자에 대한 그의 생각을 풀어낸 것으로 유전자(DNA) 발견과 분자생물학의 탄생에 기여했다고 알려져 있다. 실제로 DNA 분자구조를 밝혀내 노벨생리의학상을 받은 제임스 왓슨과 프란시스 크릭이 이 책 때문에 DNA 연구를 시작했다고 회고록에 밝히기도 했다.●스마트폰 등 우리 생활과 밀접한 관계 슈뢰딩거가 완성한 양자역학은 우리 삶과 어떤 관계가 있을까. 남순건 경희대 물리학과 교수는 “반도체가 없는 세상을 생각해 보면 양자역학이 실제로 우리 생활과 얼마나 밀접한 관계를 갖고 있는가를 알 수 있다”며 “양자역학이 없었다면 반도체, 컴퓨터는 물론 스마트폰이 존재할 수 없고 레이저, 엘리베이터 출입문 개폐장치, 최근 활발히 연구되는 양자컴퓨터는 그저 SF소설에서나 보게 됐을 것”이라고 설명했다. 양자역학은 20세기 초반 과학기술의 혁명으로 시작돼 물리학의 핵심 기둥이 됐지만 지금도 계속 진화하고 있다. 양자역학을 통해 반도체나 초전도체의 기본 메커니즘이 밝혀졌고 나노기술, 양자계산 등 새로운 방향으로 발전해 나가고 있다. 이론적으로도 양자역학과 특수 상대성이론을 결합한 양자장론(quantum field theory, QFT)은 물론 양자전기역학 등 새로운 이론이 계속 만들어지고 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

#고양이 한 마리가 철로 만들어진 상자 안에 갇혀 있다. 상자 안에는 고양이와 함께 방사성물질이 들어 있는 가이거 계수기, 계수기와 연결된 망치, 독가스가 들어 있는 유리병이 있다. 방사성물질의 원소 한 개가 한 시간 안에 붕괴할 확률은 50%다. 방사성 원소가 한 개라도 붕괴할 경우 망치는 떨어져 유리병을 깨뜨리게 되고 독가스가 방출되면서 고양이는 죽는다. 그렇다면 이제 한 시간 뒤 상자 속 고양이는 죽어 있을까, 살아 있을까. 정답은 ‘상자를 열어 확인하기 전까지 고양이는 죽어 있는 상태와 살아 있는 상태가 섞여 있다’이다. 일반적인 사고로는 도저히 이해가 되지 않는 이 사고실험은 여전히 대학의 물리학과, 화학과 학생들을 ‘멘붕’에 빠뜨리고 있는 양자역학의 ‘슈뢰딩거 고양이’의 역설이다. 세계적인 물리학자인 스티븐 호킹마저도 ‘누군가 슈뢰딩거의 고양이 이야기를 한다면 난 조용히 총을 꺼낼 것’이라고 할 정도다.양자역학의 확률론적 해석에 대해 가장 잘 표현한 이 사고실험을 만들어 낸 사람이 바로 오스트리아 물리학자 에르빈 슈뢰딩거(1887~1961)다. 오는 12일은 슈뢰딩거가 태어난 지 130년이 되는 날로 과학계에서는 그의 업적을 되돌아보는 활동이 활발하다. 20세기 물리학 업적의 양대 산맥은 상대성이론과 양자역학이다. 이 중 상대성이론은 아인슈타인이라는 천재 한 명이 만들어 낸 것이지만 양자역학은 여러 과학자의 다양한 업적이 모여 만들어진 것이다. 원자와 관련된 거의 모든 것을 설명할 수 있는 탁월한 이론인 양자역학은 이론체계로 만들어지는 과정에서 ‘우리가 안다는 것은 무엇인가‘라는 문제를 제기해 인식론이라는 철학적 발전을 이끌어 내기도 했다. 슈뢰딩거는 1926년 양자역학에서 가장 중요한 수학식인 ‘슈뢰딩거 방정식’(파동방정식)을 발표함으로써 양자역학의 체계를 완성했다는 평가를 받고 있다. 1933년 노벨상 위원회는 슈뢰딩거가 만든 파동방정식이 양자역학의 핵심적인 업적이라는 사실을 인정해 그를 노벨물리학상 수상자로 선정했다.실제로 슈뢰딩거 방정식은 원자, 핵, 고체물리 분야에서 널리 사용되고 있다. 원자현미경의 작동 원리인 ‘터널링 현상’을 풀 때는 물론 원자력 발전이나 핵폭탄처럼 원자핵 붕괴로 에너지를 얻는 모든 분야에서는 슈뢰딩거 방정식을 빼고는 생각할 수 없다는 것이다. 이 때문에 “고전역학(뉴턴역학)에 운동방정식이 있다면 양자역학에는 슈뢰딩거 방정식이 있다”는 평가를 받고 있다. 물리학뿐만 아니라 생물학 분야에도 관심이 많았던 슈뢰딩거는 제2차 세계대전 중 독일 나치를 피해 아일랜드 더블린에서 거주하는 동안 ‘생명이란 무엇인가?’라는 책을 냈다. 생명체의 유전정보를 가지고 있는 복잡한 분자에 대한 그의 생각을 풀어낸 것으로 유전자(DNA) 발견과 분자생물학의 탄생에 기여했다고 알려져 있다. 실제로 DNA 분자구조를 밝혀내 노벨생리의학상을 받은 제임스 왓슨과 프란시스 크릭이 이 책 때문에 DNA 연구를 시작했다고 회고록에 밝히기도 했다. 슈뢰딩거가 완성한 양자역학은 우리 삶과 어떤 관계가 있을까. 남순건 경희대 물리학과 교수는 “반도체가 없는 세상을 생각해 보면 양자역학이 실제로 우리 생활과 얼마나 밀접한 관계를 갖고 있는가를 알 수 있다”며 “양자역학이 없었다면 반도체, 컴퓨터는 물론 스마트폰이 존재할 수 없고 레이저, 엘리베이터 출입문 개폐장치, 최근 활발히 연구되는 양자컴퓨터는 그저 SF소설에서나 보게 됐을 것”이라고 설명했다. 양자역학은 20세기 초반 과학기술의 혁명으로 시작돼 물리학의 핵심 기둥이 됐지만 지금도 계속 진화하고 있다. 양자역학을 통해 반도체나 초전도체의 기본 메커니즘이 밝혀졌고 나노기술, 양자계산 등 새로운 방향으로 발전해 나가고 있다. 이론적으로도 양자역학과 특수 상대성이론을 결합한 양자장론(quantum field theory, QFT)은 물론 양자전기역학 등 새로운 이론이 계속 만들어지고 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

눈만 깜빡이면 조명이나 TV 등을 켜거나 끄는 공상과학(SF) 영화에서나 나올 법한 일이 현실이 될지도 모르겠다. 중국에서 과학자들이 윙크로 작동하는 소형 센서를 개발해 화제가 되고 있다. 이 센서의 개발에 참여한 중국 충칭대 물리학원 실험실의 공학자 푸시엔지에는 “센서는 동전 정도의 크기(지름 19㎜)로 안경에 장착해 사용할 수 있다. 크기는 변경할 수 있지만 크기에 따라 신호의 강약도 변한다”면서 “앞으로는 더 작게 개량할 것”이라고 밝혔다. 또한 “그동안 생체 전기를 사용한 장치는 있었다. 하지만 눈의 위아래에 센서를 붙여야만 하고 외관은 물론 착용감도 좋지 않았다”면서 “이번 발명은 기존 기술의 약 750배로, 안경테에 설치만 하면 돼 편리하고 비용도 적다”고 설명했다. 이번 프로젝트 연구의 책임자인 후첸궈 충칭대 교수는 “이는 마찰전기를 이용한 나노발전기술(TENG·Triboelectric Nanogenerator)을 사용한 미세 운동 센서다. 즉, 인간의 감각 기관으로 기계를 제어하는 것이 실현된 것”이라면서 “예를 들어, 윙크했을 때의 관자놀이 주변 피부의 미세 움직임 등을 감지할 수 있다”고 설명했다. 이어 “감도도 높고, 내구성과 안정성도 우수하다”고 덧붙였다. 또한 이 센서는 무의식중에 한 윙크를 구별할 수 있어 오작동할 염려도 없다고 한다. 이 밖에도 이 센서는 가상의 키보드를 사용해 문자를 입력할 수 있다. 센서 감도가 높아 안정적이고 높은 정확성을 갖고 있다는 것이다. 이에 대해 후 교수는 “이번 기술은 인류의 세 번째 손이 될지도 모른다”면서 “신체적 장애를 가진 사람들에게도 도움이 될 수 있다”고 말했다. 이번 연구 성과는 국제 학술지 ‘사이언스 어드밴스’(Science Advances) 최신호에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

2008년 개봉한 제시카 알바 주연의 스릴러 영화 ‘어웨이크’는 심장이식 수술 중 의식이 깨어나는 각성현상을 다룬 작품이다. 전신마취 환자는 의식이 없고 통증을 느끼지 못할 뿐만 아니라 수술 과정을 기억 못해야 하는데 ‘수술 중 각성’은 의식이 깨어있는 상태에서 수술을 받게 되는 현상이다. 미국에서는 연간 2000만건의 수술 중 4만명 정도가 수술 중 각성을 경험한다고 보고됐다. 수술 중 각성은 수술 과정을 생생하게 기억하게 만들어 수술 뒤 불안, 공포, 의료진에 대한 거부감 같은 외상후 스트레스 장애(PTSD)를 유발시킨다. 그렇지만 정확한 발생 원인과 메커니즘이 밝혀지지 않았다.포스텍 물리학과 김승환, 정우성 교수와 서울아산병원 마취통증의학과 노규정 교수 공동연구팀은 다채널 뇌파의 상호작용 분석을 통해 마취 과정에서 의식을 잃거나 회복하는 과정을 정량적으로 측정할 수 있는 기술을 개발했다. 연구팀은 96명의 실험대상자에게 마취제를 이용한 임상실험을 한 결과 마취 후 환자의 뇌파가 물리학의 엔트로피(무질서도) 지표에 따라 변한다는 사실을 확인했다. 뇌파가 엔트로피 지표에 영향을 미친다는 사실을 확인한 연구팀은 마취에서 회복되는 과정에서 의식의 깊이와 수준을 측정할 수 있는 ‘마취 심도 진단기법’을 개발했다. 연구팀은 국내 바이오벤처 기업과 함께 상용화를 위한 진단장비를 제작 중에 있다. 제작이 끝나면 실제 수술현장에서 바로 활용할 수 있을 것으로 기대되고 있다. 김승환 교수는 “이번 연구를 통해 의식과 무의식 간 경계와 깊이를 정확하게 구분할 수 있게 돼 마취로 인한 의료사고를 미연에 방지할 수 있을 뿐만 아니라 뇌의 신비에 한 발 더 다가서게 됐다”고 설명했다. 연구는 뇌과학 분야 국제학술지 ‘휴먼 브레인 맵핑’ 9월호에 실릴 예정이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

●페르미 방식 단위 면적당 사람 수에 전체 면적을 곱하는 방식으로 전체 인원을 추산하는 어림셈 기법. 1938년 노벨물리학상을 받은 엔리코 페르미 미국 시카고대 교수의 이름에서 따왔다.

좋은 과학자가 가져야 하는 소양은 어떤 것일까.과학을 좋아하고 남보다 앞선 생각을 하며 창의적 아이디어가 샘솟아 시간 가는 줄 모르고 실험이나 계산을 하는 사람을 떠올릴 것이다. 과학적 아이디어로 사업을 해서 많은 돈을 벌면 금상첨화라고도 생각할 것이다. 아이가 과학에 소양이 있다고 하면 위와 같은 사람이 되게 하려고 부모들은 물심양면으로 과학에 몰입하게 만들어 주고 싶어 한다. ‘과학에서 리더십’을 말하면 ‘과학자에게 그런 것이 필요할까’라고 되묻는 사람이 많다. 연구만 열심히 하면 되지 다른 사람들과의 관계인 리더십이 중요하느냐는 것이다. 그러나 21세기를 살아가는 과학자들에게 리더십은 점점 더 필요한 덕목이 되고 있다. 첫째 집단 연구에 의한 과학 실험이 많아지고 있다. 2015년 힉스입자 관련 논문은 저자 수가 무려 5154명에 달했다. 저자 이름만 나열한 분량이 전체 33쪽의 논문 중 24쪽에 이른다. 생물학에서도 초파리 유전자 논문 하나에 1014명의 저자가 등장하기도 했다. 이런 거대 집단 연구에는 반드시 리더가 필요하다.필자가 지난주 참가한 국제우주선학회에서는 여러 실험 그룹에서 발표했는데 대부분이 수백명의 연구자가 참여하는 실험이다. 한 연구에 참여하는 국가도 5~10개국이 대부분이다. 이런 실험들에서는 각자 맡은 역할을 충실히 하는 것도 중요하나 실험에 대한 비전을 제시하고 미래를 내다보는 계획을 하는 리더 학자들이 있어야 한다. 과학 리더십은 어떻게 나타나는 것일까. 많은 연구자가 과학자로서의 소양은 잘 갖추고 있다. 그러나 리더십에는 몇 가지 덕목이 더 필요하다. 리더는 보다 긴 안목에서 더 중요한 것을 볼 수 있어야 한다. 여러 분야의 사람들과 충분한 소통을 통해 큰 비전을 공통의 관심사로 도출할 능력이 있어야 한다. 또 개인적 호기심에 기반을 둔 과학 연구가 사회에 어떤 영향을 줄 수 있을 것인지 성찰해야 한다. 과학에서 중요한 업적이 사회적 변화를 이끌어 내기 위해서는 반드시 후속 세대로 연결돼야 하는 만큼 멘토링 능력도 필요하다. 이를 위해서는 자신의 업적을 넘어서서 보다 창의적인 일을 할 수 있도록 후속 세대에 대한 배려와 존중하는 마음이 무엇보다 중요하다. 한국의 과학 리더들은 어떻게 길러지고 있을까. 약 35년 전 과학고가 처음 만들어진 뒤 현재 20여개 영재고와 과학고에서 좋은 시설과 훌륭한 교사진이 우수한 학생들을 교육하고 있다. 문제는 선행학습에 의해 선발된 학생들이 협업보다는 경쟁을 하는 환경, 자신의 호기심에 기반한 도전보다는 잘 짜여진 탐구 활동에 의해 각각 교육받고 있다는 것이다. 답이 나올 수 있는 것들만 경험하는 것이다. 또 교수들의 양적 연구실적을 강조하는 우리나라 대학의 현실에서는 리더십을 발휘할 후속 세대에 대한 멘토링보다는 말 잘 듣고 시키는 일 열심히 하는 조직의 부품이 양산되고 있다. 리더십을 가진 과학자는 글을 잘 쓰고 말도 잘해야 하며 인문학적 소양도 두루 가질 수 있는 눈과 독서력을 가져야 한다. 미국에서 유명한 브롱크스과학고는 1938년 개교해 지금까지 8명의 노벨상 수상자를 배출했다. 개교 34년이던 1972년 졸업생 중 첫 노벨상 수상자인 리언 쿠퍼가 나왔다. 좀더 자세히 들여다보면 6명이 개인 연구가 중요한 이론물리학으로 노벨상을 받았다. 1960~70년대 인기를 끌었던 이론물리학에 최고의 인재들이 몰릴 때 발군의 실력을 발휘한 것이다. 그런데 이 학교 출신 중 7명이나 퓰리처상을 받았다는 것도 우리에게 시사하는 바가 크다. 교육계와 과학계 차원에서 과학에서 리더십을 발휘할 인재를 어떻게 만들고 있는지 우리의 모습에 대한 철저한 반성이 필요하고 국가 차원에서도 앞으로 100년 동안 과학계를 이끌 리더를 어떤 식으로 배출할 것인가 고민해야 할 때다.

과학자의 생각법/로버트 루트번스타인 지음/권오현 옮김/을유문화사/776쪽/3만 2000원모두가 세상의 중심이 지구라고 했음에도 지구가 태양을 중심으로 돈다는 것을 발견한 코페르니쿠스, 천문학과 물리학의 기초를 닦은 갈릴레이 갈릴레오, 떨어지는 사과를 보며 만유인력의 법칙을 알아낸 아이작 뉴턴, 아무도 보지 못했던 상대성원리를 찾아낸 아인슈타인…. 인류문명의 진보를 이끈 과학자들은 어떻게 그런 위대한 발견에 이르게 됐을까? 발견을 잘하는 방법이 있을까? ‘과학자의 생각법’은 이런 궁금증에 해답의 실마리를 제공해 준다. ‘생각의 탄생: 다빈치에서 파인먼까지 창조성을 빛낸 사람들의 13가지 생각도구’의 저자 로버트 루트번스타인 미국 미시간주립대 교수가 과학적 사고 과정에 주목해 쓴 책이다. 저자는 가상의 인물들이 등장하는 픽션의 형식을 취하면서 과학자들이 ‘무엇을’ 하는가뿐 아니라 ‘어떻게’ 하는지를 보기 위해 과학자들의 머릿속으로 들어간다.책은 생물학자와 역사학자, 화학자, 과학사학자 등 가상의 인물 여섯 명이 ‘발견하기 프로젝트’라는 모임에서 6일 동안 다양한 주제로 토론을 벌이면서 저명 과학자들이 발견을 이룬 과정을 들여다본다. 이들의 대화 속에는 미생물을 발견한 루이 파스퇴르와 페니실린을 발견한 알렉산더 플레밍, 표백에 염소를 활용하는 방법을 발견한 화학자 클로드 베르톨레, 첫 번째 노벨화학상 수상자로 삼투압 원리를 발견했던 야코부스 반트 호프 등 과학자들의 삶과 발견법, 생각법이 등장한다. 가상의 인물들은 실제 과학자들이 남긴 노트와 편지, 개인사 등을 분석하고 과학사적으로 밝혀진 과학자들의 실험을 재구성해 가면서 발견의 과정, 과학자들의 특성, 연구 방식 등에 대해 뜨거운 논쟁을 벌인다. 논쟁을 따라가다 보면 과학자들이 문제를 인식하고 돌파구를 찾는 과정을 볼 수 있다. 과학자들은 직관적인 생각법을 즐겨 활용한다. 위대한 연구자 중 많은 이들은 동시에 여러 문제를 다루는 다양한 분야에 종사했다. 흔히 좁은 분야를 파고들어야 성과를 낼 수 있다고 생각하지만 오히려 과학에 공헌했던 과학자들은 서너 가지 문제를 동시에 연구했고 연구 중에 발생한 문제를 탐구해 끊임없이 연구의 초점을 바꾸면서 다양성을 취했다. 5∼10년마다 연구 분야를 바꾸기도 했다. 과학은 늘 진지한 활동으로 묘사되지만 위대한 발견을 이룬 과학자들은 연구를 놀이처럼 했다. 그들이 소중하게 여겼던 것은 발견의 즐거움이었다. 페니실린을 발견한 공으로 1945년 노벨상을 받은 플레밍은 게임하듯 연구했다고 수상 직후 소감에서 밝혔다. “저는 미생물을 갖고 놀았습니다. 물론 놀이에는 많은 규칙이 있습니다. 지식이 쌓이면 규칙을 깨는 일이 즐거울뿐더러 생각하지 못한 사실을 발견할 수도 있습니다.” 위대한 발견은 여러 가지 실험을 하는 중에 우연히 얻어지는 경우가 많았다. 뢴트겐의 X선 발견이나 플레밍의 페니실린 발견도 우연에서 비롯됐다. 물론 그들이 억세게 운이 좋아서 우연히 과학적 성과를 얻은 것은 아니다. 핵심은 ‘우연’이 나타나도록 구축하는 방법론이다. 씨앗 역할을 하는 기초생각을 발전시켜 실험을 반복하는 가운데 우연이 나타나게 되는 것이다. 탁월한 과학자들은 어렸을 때부터 폭넓은 지적 호기심을 드러냈고 또 미술, 음악, 무용, 소설, 희곡, 시 창작, 그 밖에 여러 창조적 분야에 적극적으로 참여하는 경향이 있다. 연구하는 학문 분야의 지식 습득에만 몰두하기보다는 미술이나 연극, 문학 등을 통해 다양한 분야를 통합하고 재창조하는 법을 배우고 자신만의 방식으로 세계를 이해할 줄 아는 정신을 갖춘 사람들에게서 최상의 과학과 기술이 나올 수 있다는 것이다. 흔히 연구가 발전할수록 복잡하고 값비싼 장비가 필요하다고 생각하지만, 혁신적인 실험은 거의 언제나 단순한 실험이었다. 다윈, 파스퇴르, 라이트, 플레밍, 아인슈타인 같은 위대한 과학자들은 어느 시대, 어느 장소에 있든 자기만의 실험실을 만들어 연구했을 것이다. 중요한 것은 생각을 고안하는 능력과 과학에 필요한 기술이다. 책은 1989년 처음 출간됐지만 여전히 유효하며 오히려 지금 더 필요하다고 저자는 말한다. 그는 한국어판 서문에서 “가장 우수하고도 실용적인 발명품은 거의 언제나 기술적 목표나 응용법을 염두에 두어서가 아니라 그저 자연이 어떻게 작동하는지 알고 싶은 기초 연구의 순수성에서 생겨났다”면서 “기초원리는 필요가 만드는 연구가 아니라 호기심이 이끄는 연구로 발견되며 이것이 훨씬 강력하다”고 강조했다. 함혜리 선임기자 lotus@seoul.co.kr

여름방학을 앞두고 전국의 학생들이 치러야 할 시험기간은 언제나 스트레스를 동반하기 마련이다. 그러나 한 약삭 빠른 학생은 자신의 물리학 시험에서 해답을 기억하기 위해 기발한 해결책을 내놓았다. 25일(현지시간) 영국 데일리메일은 최근 레딧에 공개된 아주 작은 크기의 ‘컨닝 쪽지’를 공개했다. 이 사진을 올린 해당 여성은 작은 종이 조각에 물리학 공식들을 써서 손톱 끝 아래 쪽에 붙였다. 긴 손톱 아래 감춰진 컨닝 쪽지는 자세히 보지 않으면 육안으로 식별할 수 없을 정도다. ‘블루드 리퍼’라는 아이디를 가진 이 여성은 중고등학교 혹은 대학교에서 공부하는 학생인지 자신의 신분은 밝히지 않았지만 이를 올리자마자 인터넷 공간에서 격렬한 반발에 부딪혔다. 대부분의 사람들이 ‘한심함’이라는 꼬리표를 붙이며, 시험공부를 하지 않은 점을 질타했다. 일부 물리학 애호가들은 ‘단순한 방정식도 기억해내지 못한다’고 지적했고 한 유저는 ‘그러한 조그만 컨닝 쪽지를 정성들여 붙인 시간과 노력을 투자해 베낀 자료를 공부할 수도 있었다’며 비난했다. 물론 그녀의 임기응변에 박수를 보낸 몇몇 사람 또한 있었다. 사진=레딧 안정은 기자 netineri@seoul.co.kr

본격적인 휴가철을 맞아 산과 물이 좋은 장소로 텐트와 각종 장비를 가지고 캠핑을 떠나는 사람도 많다. 캠핑 전문가들에 따르면 고수와 초보자의 차이는 텐트를 고정시킬 때 묶는 ‘매듭’을 보면 된다고 한다. 매듭은 실이나 끈을 사용해 매고 죄면서 여러 가지 모양을 만드는 것인데 잘 만들어진 매듭을 보면 미적인 아름다움뿐만 아니라 질서와 균형을 느낄 수 있다. 그런데 물리학자와 수학자들도 매듭에 대해 관심을 갖고 주요 연구 대상으로 삼고 있다는 점은 잘 알려져 있지 않다.매듭을 과학적 연구 대상으로 삼기 시작한 사람은 19세기 초 독일의 천재 수학자 카를 가우스다. 그렇지만 현대적 ‘매듭이론’ 연구는 ‘분자의 화학적 성질은 이를 구성하는 원자들이 어떻게 꼬여서 매듭을 이루고 있는가에 달려 있다’는 켈빈의 ‘보텍스 이론’을 토대로 하고 있다. 매듭이론은 지난 30년간 과학기술 선진국을 중심으로 눈부시게 발전해 왔으며 매듭을 연구하는 수학자 중에서 ‘수학의 노벨상’이라고 부르는 필즈상 수상자도 다수 나왔다. 일상생활에서 볼 수 있는 매듭은 긴 줄을 꼬아 묶은 것을 말하지만 수학에서 이야기하는 매듭은 줄의 양 끝이 붙어 있는 원형 형태다. 원형의 ‘0(영)매듭’이 비틀리고 꼬이면서 다양한 형태의 매듭을 만드는 것이다. 과학에서는 하나의 매듭을 끊지 않고 매끄럽게 움직여 다른 형태의 매듭으로 바꿀 수 있으면 같은 종류의 매듭이라고 분류한다. 어린아이들이 즐겨 하는 실뜨기는 계속 다른 모양으로 바뀌지만 손을 빼내 풀면 결국 영매듭이 되기 때문에 수학적으로는 같은 매듭으로 분류된다. 수학자들은 다양한 종류의 매듭을 보면서 이것들이 같은 것인지를 찾아내는 연구를 한다.수학자들이 매듭을 분류하는 기준은 ‘교차점’의 개수다. 교차점이 3개인 ‘세 잎 매듭’은 두 종류가 있는데 이 둘은 서로 거울에 비춘 모양을 하고 있지만 자르고 붙이는 과정을 거치지 않고는 다른 세 잎 매듭으로 바꿀 수 없기 때문에 서로 다른 종류의 매듭으로 분류한다. 19세기 말 영국 수학자 테이트와 리틀은 교차점 수가 10개 이하인 매듭들을 분류해 냈지만 교차점 수가 증가하면 할수록 매듭 종류는 늘어나고 계산도 복잡해진다. 최근 컴퓨팅 기술의 발달로 교차점이 16개 이하인 매듭은 170만 1936가지로 분류된다는 사실이 밝혀지기도 했다. 금세기 최고의 물리학자로 꼽히면서 필즈상까지 받은 미국 고등과학연구소의 에드워드 위튼 교수는 양자장론(quantum field theory)과 매듭이론을 효과적으로 결합시켜 우주를 이해하는 데 이용한다. 수학과 물리학 외에 생물학에서도 매듭이론은 중요하다. DNA처럼 분자량이 큰 물질들의 행태를 설명하는 데 도움을 주기 때문이다. DNA는 전체적으로 원 모양을 이루는데 자체 장력 때문에 원형을 유지하지 못하고 꼬여서 뭉치면서 이중나선 형태로 보인다. DNA를 복제할 때는 이중나선이 분리돼 한 가닥이 돼야 한다. DNA 복제 시 필요한 부분을 정확히 한 가닥으로 풀어 주고 복제가 끝나면 다시 이어 이중나선을 만들어 줘야 하는데 이런 역할을 하는 것이 효소다. 매듭이론은 효소가 어떻게 DNA의 특정 지점을 끊었다가 이어 주는지에 대한 해답을 주는 것이다. 선진국에 비해 늦기는 했지만 국내 연구자들도 매듭 연구 분야에 뛰어들어 가시적 성과를 내고 있다. 기초과학연구원(IBS) 기하학 수리물리연구단의 김선화, 안병희, 배영진 연구위원은 기존의 방법으로는 구별이 어려웠던 ‘르장드르 특이 매듭’을 구별할 수 있는 방법을 개발하는 데 성공해 주목받고 있다. 이번 연구 결과는 미개척 분야에 대한 성과를 인정받아 조만간 사교기하학 분야 국제학술지 ‘저널 오브 심플렉틱 지오메트리’에 실릴 예정이다. 배영진 IBS 연구위원은 “수학적 대상에 대한 이해는 어떤 조건들을 만족하는 것들을 분류하는 데서 시작하는데 매듭의 분류는 공간을 이해하고 분류하는 데 중요한 단서를 제공한다”고 설명했다. 배 연구위원은 “이번 연구를 통해 르장드르 특이 매듭을 분류하는 데 새로운 연산 구조를 발견함으로써 장기적으로 매듭이론과 초끈이론의 발전을 가져다줄 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

한국이 국제물리올림피아드 대회에서 지난해에 이어 연속 1위를 차지했다. 미래창조과학부와 한국과학창의재단은 지난 16일부터 24일까지 9일간 인도네이사 욕야카르타에서 열린 ‘제48회 국제물리올림피아드’(IPhO)에서 대표단 학생 5명 모두 금메달을 따 종합 1위의 성적을 거뒀다고 24일 밝혔다. 이무희 건국대 물리학과 교수를 단장으로 한 한국 대표단에는 서울과학고 3학년인 권순현, 김종민, 신수민, 최석원 학생과 경기과학고 2학년인 태상욱 학생이 참가했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

신고리 5·6호기 공론화위원회 위원장에 김지형(59) 전 대법관이 선정됐다.김 위원장은 2005∼2011년 대법관을 지냈고, 퇴임 후 삼성전자 반도체질환 조정위원장과 구의역 사고 진상규명위원회 위원장을 역임했다. 김 위원장은 대법관 시절 김영란 전 대법관 등과 함께 ‘독수리 오형제’로 불리며 사회적 약자 편에 선 판결을 많이 남겼다는 평가를 받고 있다. 노동법과 산업재해 분야에 조예가 깊은 것으로 알려져 있다. 독수리 오형제는 이들과 함께 진보 성향을 보인 전수안·박시환·김홍훈 전 대법관을 일컫는다. 홍남기 국무조정실장은 24일 오후 3시 30분 정부서울청사에서 브리핑을 열어 공론화위원회 위원장과 위원 8명의 명단을 발표했다. 공론화 위원은 인문사회·과학기술·조사통계·갈등관리 등 4개 분야에서 각각 2명씩 선정됐다. 원전 이해관계자나 에너지 전문가는 후보에서부터 제외했다. 인문사회 분야에서는 김정인(39·여) 수원대 법행정학과 조교수와 류방란(58·여) 한국교육개발연구원 부원장이, 과학기술 분야에서는 유태경(38) 경희대 화학공학과 부교수와 이성재(38) 고등과학원 교수가 위원으로 선정됐다. 이성재 교수가 물리학자이긴 하지만 입자물 ‘끈이론’ 등 이론물리학 분야를 전공했다. 조사통계 분야에서는 김영원(58) 숙명여대 통계학과 교수와 이윤석(48) 서울시립대 도시사회학과 교수가, 갈등관리 분야에서는 김원동(58) 강원대 사회학과 교수와 이희진(48·여) 한국갈등해결센터 사무총장이 선정됐다. 앞서 국무조정실은 위원의 남녀 비율을 균형 있게 배치하고, 미래세대를 대표하는 20∼30대를 포함하겠다고 밝힌 바 있다. 이날 발표된 명단에는 8명의 위원 가운데 3명이 여성이다. 20대는 없으며, 30대 후반 3명이 포함됐다. 공론화위 위원장과 위원들은 이날 오후 4시 이낙연 국무총리에게 위촉장을 받자마자 첫 회의를 열어 석 달간의 활동을 시작한다. 공론화위는 5·6호기 건설에 관한 공론화 작업의 설계·관리를 맡으며 공론화위가 선정한 시민배심원단이 공사를 영구 중단할지, 아니면 재개할지 10월 중순까지 결정하게 된다. 이날부터 90일째 되는 날은 10월 21일 토요일이다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

정보통신기술(ICT) 기반의 4차 산업혁명은 디지털, 생명과학, 물리학의 경계가 무너지고 다양한 분야에 걸쳐 접목이 일어나는 ‘초연결’(Hyperconnectivity)과 ‘초지능’(Superintelligence)이 특징이다. 이전 세대의 산업혁명과는 비교할 수 없는 빠른 속도로, 수많은 분야에서 구조적인 변화가 동시다발적으로 발생해 곧 전체 시스템이 완전히 바뀌게 될 것이다. 각국 정부와 기업들은 4차 산업혁명 시대를 기회로 삼아 미래성장의 주역이 되기 위해 발빠르게 움직이고 있다. 4차 산업혁명의 대표 기술인 인공지능(AI), 사물인터넷(IoT), 빅데이터 등 기술 혁신도 빠르게 진행되고 있다. 그러나 혁신은 새 기술만으로 가능한 것이 아니다. 신기술이 기존 시스템에 적용되고 다른 기술과 통합될 때 비로소 효과를 발휘하기 때문에 혁신의 성공은 기술 자체보다 도입과 활용 능력에 좌우된다. 예를 들어 엘리베이터 제조사가 엘리베이터에 스마트 센서를 탑재해 성능을 모니터링하고 상태를 점검한다고 하면, 이는 혁신이라기보다는 사물인터넷 기술을 통한 성능 개선이다. 센서를 통해 생성되고 축적되는 데이터를 활용해 지속적으로 성능을 개선하고, 데이터 분석을 통한 안전 대책과 에너지 수요 예측까지 이뤄내야 진짜 혁신이다. 얼마 전 오라클을 통해 빅데이터 시스템을 구축한 한 고객사는 어떤 날씨에 어떤 제품이 많이 팔렸는지를 분석하고 이를 토대로 미래 수요를 예측해 비즈니스 전반에 활용하고 있다. 빅데이터 분석 결과를 마케팅 도구에 접목해 온?오프라인 마케팅과 개별 마케팅에 활용하고 고객의 소리 역시 데이터화해 분석하고 있다. 끊임없이 변화하는 대외 환경과 소비자 요구에 보다 민첩하고 전략적으로 대응할 수 있게 된 것이다. 혁신기술을 도입하려면 지금까지는 자원이 풍부해 투자에 따른 위험 부담을 감수할 수 있어야 했다. 그러나 4차 산업혁명 시대에는 디지털 변환을 통해 대기업처럼 인프라를 갖추지 못한 작은 기업들도 혁신적인 신기술을 쉽게 도입해 활용할 수 있다. 바로 클라우드를 통해서다. 어마어마한 초기 비용 및 시간을 투입하지 않고도 IT 인프라 시스템을 구축할 수 있고 IoT, AI, 챗봇, 빅데이터 분석과 같은 4차 산업혁명 시대의 주요 혁신 기술을 클라우드상에선 간단하게 활용할 수 있다. 한 회사는 경쟁력 있는 기술로 아시아?태평양 지역까지 비즈니스를 확장해 나가고 있었고, 새로 설립하는 해외 지사의 인프라를 구축해야 하는 상황이었다. 기존에는 해외 지사에 전문가를 보내고, 서버와 장비를 구매하고, 프로젝트팀을 만드는 등 상당한 자원과 시간을 들여야 했다. 그러나 클라우드를 통해 서버 1대 값도 안 되는 비용으로 해외지사 인프라를 구축했고 프로젝트 완료 시간도 일주일로 단축했다. 적은 비용으로 누구나 혁신기술을 활용할 수 있는 시대가 온 것이다. 이제 중소기업도 4차 산업혁명 시대에선 얼마든지 성장을 이끄는 주역이 될 수 있게 됐다. 따라서 4차 산업혁명 시대의 경쟁력은 유망한 기술 자체보다는 이런 신기술들을 접목해서 새로운 가치를 만들어 낼 수 있는 능력, 즉 ‘관점의 혁신’에 있다. 관점의 혁신이란 다르게 보면 1, 2차 산업혁명 시대에 부지런히 추격해 경제성장을 이루어낸 기존의 제도와 관행, 문화를 얼마나 기민하고 유연하게 바꿀 수 있는가의 문제다. “문제없이 잘 돌아가면 손댈 필요가 없다”고 생각한다면 새 산업혁명의 주역이 될 수 없다. 물론 스스로 혁신을 만들어내는 능력은 여전히 중요하다. 그러나 이미 가용한 수많은 혁신기술을 활용해 새 경험과 가치를 이끌어내는 관점의 혁신이 4차 산업혁명 시대의 진짜 경쟁력이다.

검은 장막을 걷고 들어가는 순간 신세계가 펼쳐진다. 어두운 실내에 은은한 빛을 발하는 거대한 아홉 개의 구(球)가 부유하듯 전시장에 놓여 있다. 마치 우주의 행성들 같다. 맞은편 벽면 검정 스크린에는 시시각각 다르게 변하는 선들이 그려지고 이상한 소리도 들린다. 그 앞엔 의외의 오브제가 조명을 받고 있다. 거미줄에 매달려 집을 짓고 있는 거미다. 스피커에선 규칙적으로 터져 나오는 저주파의 음과 함께 미세한 먼지 입자들이 공중으로 튕겨 나간다.어두운 공간을 걷다 보면 마치 행성들 사이를 산책하는 착각에 빠진다. 2317㎡에 달하는 광주 국립아시아문화전당 복합 1관 공간을 우주의 일부분처럼 바꿔놓은 이 작품은 세계가 주목하는 현대미술가이자 건축가인 토마스 사라세노(44)의 신작 ‘행성 그 사이의 우리’다. 아르헨티나에서 건축을 공부한 사라세노는 독일 프랑크푸르트의 슈테델슐레에서 현대예술을 수학한 후 예술, 건축, 자연과학을 자유롭게 넘나들며 작업하고 있다. 환경과 기후문제에 대해 고민하며 우주항공엔지니어, 생물학자, 물리학자들과 긴밀한 협업을 통해 ‘실현 가능한 유토피아’를 위한 예술적 연구를 지속하고 있다. 그는 천체물리학, 대기 열역학, 그리고 거미집 구조를 연구하는 예술가로 유명하다.아홉 개의 구, 거미, 우주먼지, 저주파 음향으로 구성된 이 작품은 인간과 비인간의 교감, 생물과 비생물의 소통이 전 우주에서 이뤄진다는 사유에서 출발한다. 거대한 스크린 앞에 설치된 카메라가 먼지입자의 속도와 크기를 포착해 특수 알고리즘을 통해 음파로 변환시키고, 그 음파가 거미에게 전달되면 거미는 그에 반응하며 거미줄을 만든다. 고감도의 마이크가 거미가 만들어내는 미세한 진동을 감지하고 공간에 있는 먼지입자를 진동시켜 공간에 흩어지게 한다. 작품 설치를 위해 광주를 찾은 사라세노는 “전시장에 들어가면 인간과 다른 종의 언어를 듣게 되고 평소 경험하지 못했던 배경과 풍경, 소리를 접하게 된다”면서 “거미와 먼지라는 일상적이고 사소한 존재를 각각의 행성 요소로 인식하게 하면서 얼마나 우리가 인간과 다른 종의 언어를 이해하고 상호작용하면서 대화할 수 있는지에 대한 의문을 던져본 것”이라고 설명했다. 그는 “미래의 우리 인류는 비인류와 함께 살아야 하며 그에 대한 고민을 해야 한다”며 “‘에어로센’ 프로젝트를 가시화한 이번 작품은 미래 세계에 대한 나름의 해답이며 비전”이라고 덧붙였다. ‘에어로센’은 화석연료에 의존하지 않고 태양광에 의해 가열된 구 내외부의 온도 차로 부력을 얻어 자유롭게 이동하는 미래의 주거방식이다. 10년째 거미를 연구하고 있다는 그는 “거미줄이 만들어진 아름다운 모습에 이끌렸고 점차 거미라는 종에 관심을 갖고 연구하게 됐다”면서 “거미줄이 생성되는 과정, 다양한 종의 거미들이 살아가는 방식을 발견해 나가면서 학제적 연구와 작품으로 확장하고 있다”고 말했다. 전시는 내년 3월 25일까지. 글 사진 광주 함혜리 선임기자 lotus@seoul.co.kr

지난해 스위스에서 열린 다보스포럼의 주제였던 4차 산업혁명은 국내외에서 핫이슈가 되며 새로운 산업 먹거리로 떠오르고 있다. 다보스포럼의 창시자 클라우드 슈밥 회장은 세계경제포럼에서 4차 산업혁명을 주도할 10대 선도 기술을 언급했다. 10대 선도 기술은 무엇이며 국내외 시장 동향과 우리 정부와 기업들은 어떤 대응 전략을 갖고 있는지 알아본다.생물학 분야 선도 기술-유전공학·합성생물학·바이오프린팅 생물학 분야의 선도 기술은 크게 유전공학, 합성생물학, 바이오프린팅으로 살펴볼 수 있다. 이 중 유전공학과 합성생물학은 미래 의료 분야에서 중요한 역할을 할 수 있는 핵심 생명공학기술이다. 생명공학 분야는 이후 사물인터넷(IoT), 빅데이터, 인공지능 등 다양한 분야와 융합될 수 있다. 바이오프린팅 분야는 3D 프린팅 기술과 연관이 깊은데, 사람의 뼈나 근육 등 생체 조직을 3D 프린터로 만들어 내는 기술이다. 국내에서는 모 기업이 자체 개발한 바이오콜라겐을 이용한 바이오프린팅 소재 활용 임상시험을 진행하고 있고, 대학 연구진이 3D 프린팅 인공장기나 인공뼈를 개발하는 중이다. 물리학 분야 선도 기술- 무인운송수단(자율주행 자동차·드론)·3D 프린팅·첨단 로봇공학·신소재 시장조사기관 가트너의 조사에 따르면 2017년 전 세계의 드론 시장 규모는 전년보다 약 34% 증가한 60억 달러를 돌파할 전망이며, 2020년까지는 약 112억 달러 규모로 성장할 것이라고 예측했다. 국내 드론 시장은 다소 열악한 상황이지만 최근 국토부와 KT가 드론 교통 관리 체계를 개발 중이고 드론 개발 전문 기업들이 드론 원천기술 개발에 박차를 가하고 있다. 자율주행 자동차는 국내에서 2010년 현대자동차가 첫 자율주행차를 선보인 것을 시작으로 지난 1월 미국 라스베이거스에서 열린 ‘CES 2017’에서 4단계 기술 수준의 아이오닉 자율주행 자동차 운행 성공을 보여 주었다. 현대차뿐만 아니라 네이버랩스, 서울대 지능형자동차IT센터에서 자율주행 자동차를 만들고 시범 운행에 성공하며 글로벌 자동차 기업들을 빠르게 따라가고 있다. 3D 프린팅 기술은 디지털 도면 정보를 프린터에 입력해 종이뿐만 아니라 플라스틱, 금속, 석재 등 다양한 소재를 입체적 형태로 구현해 내는 기술이다. 국내 인프라는 해외에 비해 다소 미치지 못하는 수준이지만 3D 프린팅 산업 성장을 위해 각 지자체와 대학에서 노력하고 있다. 첨단 로봇공학은 인간의 노동력을 대체할 수 있다는 점에서 주목받고 있다. 특히 산업 분야에서는 로봇을 이용하면 생산의 효율성이 증가한다는 기대를 받고 있다. 국내는 아직 로봇 산업이 미미한 수준이지만 한화테크윈이 산업용 로봇 사업에 진출하며 주목을 받고 있고 대학들도 관련 학과를 개설해 적극적으로 대응에 나서고 있다. 신소재 공학은 기존의 원료를 조합해 새로운 제조기술로 기존에 없던 새로운 성능 및 용도를 가진 소재를 만드는 것이다. 신소재 분야에서는 ‘그래핀’이라는 신소재가 주목받고 있다. 국내의 한 그래핀 기업은 투자의 귀재 짐 로저스에게 투자를 받고 문재인 대통령의 방미 기간에 경제인단으로 참여하며 미국 시장 진출의 발판을 마련하고 있다. 디지털 분야 선도 기술-사물인터넷·블록체인·공유경제 디지털 분야의 IoT는 우리 생활에 가장 밀접하게 다가올 수 있는 분야다. 모든 사물을 인터넷으로 연결해 실시간으로 정보를 주고받는 IoT는 삼성전자와 LG전자 같은 전자제품 기업뿐만 아니라 이동통신사까지 관심을 보이고 있다. 삼성전자는 2013년부터 ‘스마트홈’이라는 개념을 적용해 IoT 시장을 개척 중이며 2020년까지 모든 삼성 제품을 IoT로 연결하는 것이 목표다. LG전자는 오픈 플랫폼, 오픈 커넥티비티, 오픈 파트너십 등을 통해 미국의 아마존, 유럽의 IoT 플랫폼 연합 퀴비콘 등과 파트너십을 맺으며 IoT 시장을 개척하고 있다. 이동통신사 SKT는 로라망을 통해 IoT 서비스 확대에 집중하고 있고, KT는 올레TV와 헬스 부문 IoT 서비스 연동, LG유플러스는 한국전력과 협력해 홈 IoT 사업을 진행 중이다. 블록체인은 인터넷상의 공공 거래 장부라고도 불리는데 가상 화폐 거래 시 발생할 수 있는 해킹을 막아 주어 앞으로 금융업계의 큰 변화를 예고하고 있다. 공유경제는 제품을 여럿이 공유해 쓰는 협업 소비 경제를 말한다. 가장 대표적으로 자신의 집을 숙박으로 공유하는 에어비앤비와 모바일 애플리케이션을 통해 차량 운전기사와 승객을 연결해 주는 ‘우버’가 있다. 국내에서는 카셰어링 애플리케이션인 ‘그린카’가 활성화돼 있고 한화건설과 다날쏘시오가 기업형임대주택 통합주거서비스 MOU를 체결해 시장 공략에 나서고 있다. 박성태 대학발전연구소장 sungt57@seoul.co.kr

최근 미국 국방부 방위고등연구계획국(DARPA)은 자신의 판단을 설명할 수 있는 인공지능을 만드는 연구를 시작했다. 여기에는 인공지능 분야에서 가장 뛰어난 능력을 보여주는 딥러닝 기술이 가진 문제인 ‘왜 그런 결과가 나왔는지를 누구도 알 수 없다’는 배경이 있다. 병원이나 법원에서 인공지능이 한 사람의 병명을 진단하거나 가석방 여부를 결정하게 되었을 때 인공지능이 그 이유를 제시할 수 있어야 사람들이 이를 더 잘 받아들이게 될 것이라는 뜻이다.우선 떠오르는 생각은, 그렇다면 인간은 설명을 잘하는가이다. 이 질문에 대한 답은 간단하다. 설명을 잘하는 사람이 있고, 그렇지 않은 사람이 있다. 어떤 문제에 대해서는 설명을 잘하는 이가 있고, 여러 가지 일에 대해 모두 설명을 잘하는 이도 있을 것이다. 적어도 좋은 설명과 나쁜 설명이 있으며 인간이 이를 판단할 수 있다는 것은 분명하다. 따라서 인간에게 설명을 평가하게 한다면 인공지능이 설명을 잘하게 만드는 것도 가능하리라 생각된다.그러나 이런 배경과는 별개로 보다 근본적인 질문을 생각해 보자. 바로 ‘설명이란 무엇인가’라는 것이다. 이는 설명이 너무나 일반적인 개념이라는 점에서 추상적인 질문일 수밖에 없다. 일상에서 설명은 어디에나 존재한다. 글과 대화의 상당 부분이 설명이며 어쩌면 모든 의사소통은 설명의 성격을 어느 정도는 가진다. 설명의 특징을 파악하기 위해 조금 범위를 좁혀 생각해 보면 설명과 이해 사이의 깊은 연관관계가 발견된다. 설명과 이해는 마치 동전의 앞뒷면과 같다. 이해가 있어야 설명이 가능하며 이해한 만큼만 설명할 수 있다. 그 설명을 통해 다른 사람은 다시 이해에 이른다. 인류의 지식이 축적된 과정을 이런 식으로 표현할 수도 있을 것이다. 흥미로운 사실은 설명을 하는 사람 역시 자신이 설명을 만들어내는 과정에서 더 깊은 이해에 이르기도 한다는 것이다. 가르치는 일을 업으로 삼은 이들이 점점 더 그 문제에 깊은 이해를 가지게 되는 이유일 것이다. 설명에 관해 떠오르는 이야기 중 가장 대표적인 것은 아인슈타인의 “할머니에게 설명할 수 없다면 너는 제대로 이해한 것이 아니다”라는 말이다. 앞서 이야기한 것처럼 이해한 만큼 설명할 수 있다는 점에서 어느 정도 일리 있는 말이라 할 수 있다. 그러나 할머니에게 하는 설명은 할머니가 가지고 있는 지식의 양에 따라 달라져야 한다는 점에서, 그리고 두 지식의 거리가 극단적으로 먼 경우 이 일이 극히 어려운 일이 될 수밖에 없다는 점에서 문제가 있다. 이를 잘 드러낸 이야기가 아인슈타인만큼 유명하지는 않지만 20세기 후반 가장 뛰어난 물리학자 중 한 명으로 꼽히는 파인만의 말이다. 그는 “내가 그 내용을 아무에게나 이해시킬 수 있다면, 어떻게 그걸로 노벨상을 받았겠는가”라고 했다 한다. 아인슈타인의 말만큼 고개를 끄덕거리게 되는 말이다. 단지 아인슈타인은 할머니에게 설명을 요구했을 뿐 이해시키기를 요구하지는 않았다는 점에서 빠져나갈 구멍은 있다. 그리고 한 가지 더. 아인슈타인의 말은 오늘날 나왔다면 다른 측면에서 문제의 소지가 있다. 여기서 할머니가 쓰인 맥락 때문이다. 10여년 전 한 첨단기술을 다루는 잡지에서 아두이노라는 초소형 컴퓨터를 홍보하며 뉴스레터의 제목으로 “심지어 당신의 엄마도 프로그래밍을 할 수 있습니다”라는 말을 쓴 적이 있다. 정확히 4시간 뒤 편집장의 사과문이 메일함에 도착했다. 그 사과문에는 다음과 같은 말이 쓰여 있었다. “나 역시 한 가정의 어머니로서, 이런 변명의 여지가 없는, 무책임하고 성차별적인 제목은 다시는 쓰여서는 안 된다고 생각합니다. 앞으로 저런 무의미하고 공격적인 제목이 다시는 여러분의 이메일함에 보이지 않도록 오늘부터 우리는 제목을 검수하는 추가적인 단계를 만들 것입니다.” 적어도 그 잡지는 자신들의 입장과 지향하는 바를 잘 설명하는 데 성공했다.

헌법을 쓰는 시간(김진한 지음, 메디치미디어 펴냄) 헌법재판소에서 12년간 헌법연구관으로 일한 저자가 시민들이 꼭 알아야 할 헌법의 원칙을 제시하고 알기 쉽게 설명한다. 416쪽. 1만 8000원. 호모 사피엔스와 과학적 사고의 역사(레오나르드 믈로디노프 지음, 조현욱 옮김, 까치 펴냄) 인류 최초의 도구 발명부터 양자물리학 이론에 이르기까지 과학 발전의 바탕이 된 지적 호기심의 역사를 좇는다. 440쪽. 2만원. 예언(김진명 지음, 새움 펴냄) 1983년 대한항공(KAL) 007기 피격사건으로 여동생을 잃은 주인공이 뉴욕, 베를린, 평양 등을 종횡무진하는 가운데 예상치 못한 사건을 겪는 이야기를 그린다. 376쪽. 1만 4800원. 애거사 크리스티 완전 공략(시모쓰키 아오이 지음, 김은모 옮김, 한겨레출판 펴냄) 수십년간 추리소설 평론가로 활동한 저자가 ‘추리 소설의 여왕’ 애거사 크리스티의 작품 99권을 분석했다. 564쪽. 1만 8000원. 서울, 뉴욕, 킬리만자로 그리고 서울(현경·김수진 지음, 샨티 펴냄) 60대 페미니스트 신학자 현경과 30대 여성 김수진이 4년에 걸쳐 평화, 여성성, 옷, 먹을거리 등 다양한 주제에 관해 나눈 대화를 정리했다. 286쪽. 1만 6000원. 미안하지만 미친 건 아니에요(미미시스터즈 지음, 달 펴냄) 2008년 밴드 ‘장기하와 얼굴들’에서 안무와 코러스를 맡아 눈길을 끌었던 2인조 여성 그룹 미미시스터즈가 음악 하며 먹고사는 이야기를 담았다. 316쪽. 1만 4800원.

윤이상이라는 이름이 역사 앞에 다시 호명되고 있다. 경남 통영 출신의 세계적인 작곡가, 그가 이슈로 떠오른 것은 문재인 대통령의 부인 김정숙 여사가 최근 독일 베를린에 있는 그의 묘소를 찾아 통영에서 가져온 동백나무를 심은 것이 계기가 됐다. 윤이상은 잘 알려져 있다시피 시대와 불화했다. 그는 왜 끝내 고향 땅을 밟지 못하고 디아스포라의 삶을 살 수밖에 없었는가. 그 신산한 삶의 한복판에 1967년 동백림(동베를린) 사건이 있다. 한국에서 독일과 프랑스로 건너간 194명의 유학생·교민 등이 동베를린의 북한 대사관과 평양을 드나들며 간첩 교육을 받고 대남 적화 활동을 했다는 것이다. 윤이상, 재불 화가 이응로, 물리학자 정규명, 시인 천상병 등이 포함됐다. 당시 박정희 정권은 윤이상에게 무기징역을 선고했지만 국제사회의 비난 여론이 들끓자 2년 만에 석방했다. 윤이상은 1971년 독일 국적을 취득했고 이후 입국이 금지돼 1995년 베를린에서 세상을 떠났다. 동백림 사건은 반세기 전의 일이다. 하지만 윤이상을 둘러싼 이념 논란은 지금도 여전하다. 무엇보다 정치권이 문화의 탈정치화를 선도하지는 못할망정 정치 예속화를 부추기고 있으니 딱한 노릇이다. 바른정당 주호영 원내대표는 대통령 부인이 참석한 독일에서의 윤이상 추모 행사에 대해 “국민 정서와 매우 동떨어진 행사였다”며 “아직 윤이상에 대한 평가가 정립되지 않은 상황에서 대한민국을 향한 반국가적인 행동을 했는데도 마치 사면하는 듯한 행동을 한 데 대해 비판한다”고 했다. 그 말에도 일면의 진실은 있을 터이다. 그러나 그런 경직된 자세에서 역사와 문화에 대한 통찰이나 시대에 대한 고민을 읽어 내기는 어렵다. 윤이상에 대한 평가가 확립돼 있지 않은 것은 사실이다. 그렇기에 더욱더 논의의 계기를 마련하고 국민적 판단을 구할 필요가 있다. 이미 역사가 된 윤이상을 언제까지 괄호 안에 넣어 둘 것인가. 개인을 넘어 민족의 불행이다. 국민 정서 운운하며 정치적으로 접근할 일이 아니다. 지역, 계층, 세대, 이념 어느 것 하나로부터도 자유롭지 못한 게 정치인이다. 2006년 1월 참여정부는 동백림 사건에 대해 “박정희 정권이 정치적 목적을 위해 대규모 간첩 사건으로 사건의 외연과 범죄 내용을 확대·과장했다”고 발표했다. 권력자의 명령일하에 사람의 목숨이 왔다 갔다 할 정도로 공포정치가 기승을 부리던 반민주의 시대, 납치와 고문이 난무하던 지독한 야만의 시대가 낳은 비극이 동백림 사건이다. 그 진실의 일단이 밝혀지기까지 39년이 걸렸다. 그리고 또 10여년이 흘렀다. 윤이상은 복권되었는가. 윤이상에 대한 재평가는 이루어질 듯하면서도 이루어지지 않고 있다. 그에게는 여전히 ‘국가반역자’라는 딱지가 붙어 있다. 그런데 이명박 전 대통령은 서울시장 시절 윤이상평화재단에 발기인으로 이름을 올렸다. 박근혜 정부는 문화계 블랙리스트에 윤이상평화재단을 올려 기념사업조차 제대로 못 하게 만들었다. 윤이상과 친분이 있던 백남준은 “예술로 두각을 나타내는 것 자체가 애국”이라고 말한 적이 있다. 그러고 보면 남과 북 ‘경계인’의 삶을 산 윤이상은 남에도 북에도 예술적으로 애국을 한 셈이다. 국민은 혼란스럽다. 역사의 정리가 필요하다. 예술가와 그의 세계에 대한 진정한 사면은 국민의 몫이다. 정치적 성격이 다분한 ‘윤이상 문제’는 사실 ‘영부인 어젠다’가 아니라 언필칭 합리적 보수를 내세우는 바른정당 같은 데서 나서서 풀어야 할 과제다. 극우가 아닌 참다운 보수를 지향한다면 보수의 가치를 실현하고 진보도 아우를 수 있는 일로 이보다 더 맞춤한 것이 어디 있겠는가. 윤이상에 대한 역사적 자리 매김이 확고하지 못하다 보니 중앙정부도 지방정부도 민간도 어정쩡한 상태에서 그를 기려 온 측면이 없지 않다. 윤이상의 브랜드 가치를 고려하면 ‘윤이상 산업’으로까지 발전할 수도 있다. 세상은 변했다. 서푼도 안 되는 이데올로기의 허상을 부여안고 보수니 진보니 친북이니 종북이니 하며 공연한 허세를 부리는 것은 어리석은 일이다. 무엇이 중한가. 이제라도 윤이상을 정위치에 올려놓아야 한다. 정명(正名)을 찾아 주어야 한다.

세계적인 과학저널 ‘네이처’는 2012년 6월 5일자에 “한국이 창조론자의 요구에 항복했다”고 대서특필했다.한국 기독교 단체인 ‘교과서진화론개정추진회’(교진추)가 진화론의 대표적 근거인 시조새와 말의 진화 같은 부분을 고등학교 과학 교과서에서 삭제하라는 청원서를 제출했다. 이에 과학자들이 진화론과 관련한 가이드라인을 발표하고 교육과학기술부도 이를 수용함으로써 일단락됐다. 5년이 지난 지난주 유영민 미래창조과학부 장관 후보자가 ‘진화론’에 대한 국회의원의 질문에 “진화론에 대해서는 여러 가지 의견이 있기 때문에 장관 후보자로서 그 부분을 밝히기 적절하지 않다”고 답변했다가 뒤늦게 말을 바꾸는 해프닝이 있었다. 유 장관은 “종교적 신념을 묻는 질문으로 착각했다”며 진화에 나섰다.창조론이나 지적설계론, 창조과학 모두 한 뿌리로 이들은 과학의 발전 과정에서 나타나는 내부 논쟁을 ‘아전인수’식으로 자기들의 주장을 관철하는 데 이용하고 있다는 것이 과학자들의 지적이다. 진화학자들은 “진화론에서 진행되는 다양한 논쟁은 진화론을 전제로 하고 이를 강화하는 차원에서 이뤄지고 있다”며 “진화론 내부에서 논의되는 것들을 마치 진화론에 문제가 있다는 식으로 해석해 공격하는 것은 과학이 뭔지를 모르는 것”이라고 지적했다. 과학의 시대에 사이비 과학이나 가짜 과학이 불신을 조장하며 공격하는 것은 보기 드문 일이 아니다.미국은 대통령이 앞장서서 과학에 대한 불신을 조장하고 있다. 도널드 트럼프 미 대통령은 잘못된 연구로 판명나 철회된 논문을 바탕으로 백신이 아이들의 정신건강에 심각한 영향을 미칠 수 있다는 주장을 믿고 있다. 실제로 백신안전위원장에 백신 회의론자를 앉히는 등 백신 반대운동에 앞장서는 분위기다. 여기에 지구온난화 역시 미국의 산업적 기반을 무너뜨리기 위한 중국의 음모이며 과학자들의 일방적 주장일 뿐이라며 얼마 전에는 파리기후변화협약에서 탈퇴하기도 했다. 미국 로욜라대 물리학과 그레고리 데리 교수는 과학과 사이비 과학, 비과학은 증거와 개연성 여부, 변화의 방식에서 차이를 보인다고 설명했다. 과학은 새로운 관찰과 해석을 토대로 세계와 과거에 대한 지식을 끊임없이 개선하고 다듬는다는 점에서 누적과 진보의 성격을 가진다. 즉 실험과 확증, 반증을 통한 지식의 누적을 통해 변해 간다. 그렇지만 사이비 과학은 변화의 동력이 개인이나 특정 단체의 정치적, 이념적, 종교적 이유 때문에 급작스럽게 나타난다. 과거를 토대로 지식의 축적을 허용하는 목표를 갖고 있지 않기 때문에 다른 패러다임과는 공존할 수 없으며 해당 분야 내부에서 논쟁도 거의 찾아보기 어렵다는 것이다. 과학잡지 ‘스켑틱’의 편집자인 마이클 셔머 박사도 “사이비 과학이 판을 치는 이유는 바로 지금이 과학의 시대이기 때문”이라며 “사이비 과학자들은 자기들의 주장이 최소한 과학의 겉모습이라도 띠어야 한다는 것을 알고 있기 때문에 과학이 아닌 영역의 것에도 과학이라는 단어를 사용해 사람들을 혼란에 빠뜨리고 있다”고 지적했다. 한편 과학의 최종 결과물만 중요하게 생각하고 지식 생산과정을 무시하는 사회에서는 반과학, 사이비 과학이 유행하기 쉽다는 지적도 있다. 한국의 경우 1970~1980년대 초고속 성장을 하면서 과학기술이 문화로 자리잡은 것이 아니라 단순히 경제발전을 위한 하나의 수단으로 받아들여졌기 때문에 사이비 과학이 유행하기 좋은 환경이 됐다는 것이다. 실제로 한 과학사학자는 “창조과학을 신봉하는 사람들 중에도 과학자가 많은 이유는 이들이 최종적 결과와 합리적 답을 찾는 것에만 익숙하다 보니 진화의 지난한 과정과 우연을 인정하지 못하기 때문”이라고 설명하기도 했다. 이덕환 서강대 화학과 교수(과학커뮤니케이션)도 “현대 과학에서 검증을 위한 치열한 논란과 논쟁은 일상적인 것이며 과학 발전의 원동력”이라면서 “논쟁과 논란을 구실로 현대 과학을 부정하려는 비과학적 주장과 시도들은 결코 과학 발전에 도움이 되지 않으며 바람직하지 않다”고 지적했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

우주 저 멀리에서 두 블랙홀이 병합할 때 생긴 시공간의 파문이 30억 광년을 날아와 지난 1월 4일 미국 대륙에 있는 두 대의 ‘라이고’ 중력파 검출기에 검출됐다. 세 번째로 검출된 이번 중력파는 태양 질량의 32배인 블랙홀과 19배인 블랙홀이 합쳐지면서 태양 질량의 49배인 블랙홀이 생겼고, 그 과정에서 태양 질량의 2배에 해당하는 에너지가 파동을 만들어 우주로 방출된 것이다. 처음 두 블랙홀은 서로 중력으로 묶여 공전하고 있었다. 공전할 때마다 계속 중력파를 내면서 에너지와 각운동량을 잃어서 더욱 다가가게 된다. 가까이 다가갈수록 공전 주기는 짧아지므로 두 블랙홀은 더 가까워지고 점점 강하고 높은 진동수의 중력파가 만들어진다. 이 시기의 중력파는 호수에 돌을 던졌을 때 사방으로 퍼져 가는 물결과 같은 파장으로 나타난다. 두 블랙홀이 병합해 하나의 블랙홀이 만들어진 직후에는 블랙홀이 출렁거리기 때문에 특유의 파문이 나타난다. 이 출렁거림은 1000분의1초 동안만 나타난다. 그 직후에는 블랙홀이 조용해진다. 그런데 블랙홀은 자전도 한다. 두 블랙홀의 자전축 방향이 다르면 ‘맥놀이 현상’이 일어나게 되고 자전축이 정렬돼 있다면 맥놀이 현상은 나타나지 않는다. 맥놀이는 원래 소리와 부딪혀 되돌아오는 소리가 마주치면서 진폭이 커졌다 작아졌다 하는 현상이다. 이번에 검출된 세 번째 중력파의 파형은 두 블랙홀이 서로 다가가던 때 방출된 시공간의 파문이 오랫동안 관측됐다. 분석 결과 두 블랙홀은 공전축에 대해서 자전축이 수직 방향으로 정렬하지 않고 있었음을 알 수 있었다. 천문학자들은 만일 두 블랙홀이 처음에 쌍성으로 묶여 있었던 별들이었다면 별들의 진화 단계에서 서로 강하게 영향을 미쳐서 각각의 자전축이 공전면에 수직으로 정렬할 것으로 예측하고 있었고 만일 자유롭게 날아다니던 두 블랙홀이 포획되어 블랙홀 쌍성이 됐다면 자전축이 정렬할 까닭이 없다고 예측하고 있었다. 그러므로 블랙홀 자전축이 정렬되어 있지 않았다는 사실로부터 블랙홀 쌍성이 어떻게 만들어졌는지를 추론해 볼 수 있었다. 지난 6월 25~30일 세종시 인근 한 대학에서는 중력파 여름학교가 열렸다. 80명의 학생과 20명의 중력파 천문학자들이 모여서 상대성 이론, 중력파 천체물리학, 유체역학, 인공지능 등에 관해 집중적으로 공부했다. 여름학교가 진행되는 동안에도 전 세계의 과학자들은 우주와 생명, 자연의 비밀을 밝혀내고 있다. 우리나라도 이제 그런 수준에 올라가야 할 때다. 조선 세종 시대의 천문학 발전을 보면 단 한 세대라는 짧은 시간에도 그런 위대한 역사를 만들어 낼 수 있다. 문제는 행동이고, 그 행동은 우리의 의식을 개혁해야 나올 것이다.