2023년 노벨 화학상은 양자점(퀀텀닷) 발견과 발전을 이끈 과학자들에게 돌아갔다. 스웨덴 왕립과학아카데미 노벨 위원회는 4일(현지 시간) 올해 노벨 화학상 수상자로 프랑스계 미국 과학자 모운지 바웬디(62) 미국 매사추세츠공과대(MIT) 교수, 루이스 브루스(80) 컬럼비아대 교수, 러시아계 과학자 알렉세이 에키모프(78) 나노크리스탈스 테크놀로지 박사를 선정했다고 밝혔다. 노벨 위원회는 “이번 수상자들은 나노 과학에서 가장 작은 요소인 양자점을 발견하고 발전시켜 TV를 비롯한 각종 디스플레이와 LED 조명은 물론 의사가 신체에서 종양 조직을 제거할 때도 사용하는 등 활용도를 넓히는 데 이바지했다”라고 수상 업적을 설명했다. 양자점발광다이오드(QLED) TV의 핵심 기술인 양자점은 1980년대 초 미국 벨연구소 연구원이었던 루이스 브루스와 알렉세이 에키모프 박사가 1983년과 1984년에 ‘화학물리학 저널’에 아주 작은 반도체 결정을 발견했다고 발표하면서 알려졌다. 양자점은 수백~수천 개의 원자가 뭉친 덩어리지만 지름이 10㎚(나노미터) 이하로 작아 양자 구속 효과를 비롯해 다양한 양자역학적 특성을 나타내는 물질이다. 이 때문에 양자점은 별도의 광원 없이 전압을 가하기만 하면 스스로 빛을 낼 수 있어 발견 초기부터 디스플레이 재료로 주목받았다. 양자점의 가장 큰 특징은 재료 조성을 바꾸지 않고 결정 크기를 조절하는 것만으로 원하는 색을 얻을 수 있다는 점이다. 양자점의 지름이 작을수록 푸른빛이 나오고 커질수록 붉은빛이 나오는 식이다. 브루스 교수와 에키모프 박사는 콜로이드 상태의 양자점을 발견했는데 1993년 바웬디 교수가 효율적인 습식 합성법을 개발해 다양한 재료를 이용해 양자점에 관한 연구가 이뤄지고 있다. 카드뮴이나 셀레늄 같은 재료로 양자점을 만들었지만 카드뮴 독성 때문에 최근에는 비독성 물질을 이용한 양자점 연구가 활발하다.양자점은 양자 과학에서 가장 활발하게 연구되는 분야다. 디스플레이뿐만 아니라 태양광 발전은 물론 바이오이미징까지 다양하게 응용이 시도되고 있다. 김성지 포스텍 화학과 교수는 “무기 물질인 양자점은 유기 물질에 비해 더 긴 수명을 가질 수 있으며 손쉽게 용액공정이 가능해 생산 비용도 낮다”라면서 “이들의 연구로 만들어진 양자점은 에너지 효율과 내구성이 높아 디스플레이, 태양전지, 프로브 등 다양한 분야의 차세대 소재로 각광받고 있다”라고 설명했다. 한편 화학상 수상자는 애초 오전 11시 45분(현지시간)에 발표될 예정이었지만 스웨덴 왕립과학아카데미의 실수로 2시간 40분 전인 오전 9시 5분에 사전 유출되는 사태가 벌어졌다. 123년 노벨상 역사상 수상자 명단이 사전 유출된 것은 처음이다. 노벨 위원회는 수상자는 유출된 시간에는 아직 수상자가 선정되지 않았다고 해명에 나서면서 수상자가 바뀌거나 발표가 연기될 것이라는 예상도 있었지만 유출된 명단 그대로 발표됐다. 이번 화학상 수상자들은 상금 1100만 스웨덴크로나(13억 6477만원)를 3분의1씩 나눠 받게 된다. 화학상 수상자 발표로 올해 노벨 과학상 수상자는 모두 공개됐다. 노벨 재단은 남은 문학상, 평화상, 경제학상 수상자를 각각 5일, 6일, 9일에 발표한다.

2023년 노벨물리학상은 원자와 분자 내부 전자 세계를 탐구할 수 있는 가장 정밀한 방법을 찾아낸 실험물리학자들에게 돌아갔다. 스웨덴 왕립과학아카데미 노벨위원회는 3일(현지시간) 올해 노벨물리학상 수상자로 피에르 아고스티니(82) 미국 오하이오주립대 교수, 페렌츠 크러우스(61) 독일 막스플랑크 양자광학연구소 및 루트비히 막스밀리안대 교수, 안 륄리에(65) 스웨덴 룬드대 교수를 선정했다고 밝혔다. 노벨위원회는 “이번 수상자들은 원자와 분자 내부의 전자가 이동하거나 에너지를 변화시키는 빠른 과정을 측정하는 데 사용하는 극도로 짧은 빛의 펄스를 생성하는 방법을 개발해 ‘아토초 물리학’을 발전시켰다”고 수상 업적을 설명했다. 아토초는 1초의 10억분의1인 나노초를 다시 10억분의1로 나눈 값으로 펨토초의 1000분의1이다. 전자가 수소 원자를 한 바퀴 도는 데 걸리는 시간은 150아토초다. 기존 펨토초 물리학으로는 화학 변화의 원인 분석과 제어에 한계가 생길 수밖에 없었는데, 이들의 연구 덕분에 이런 한계를 돌파하면서 자연의 초고속 현상을 관측하는 일이 가능해졌다. 정연욱 성균관대 나노과학과 교수는 “사진작가 앙리 카르티에 브레송의 ‘결정적 순간’이라는 작품처럼 이번 수상자들은 분자나 원자 속에서 전자가 움직이는 찰나의 순간을 포착할 수 있는 기술을 만들었다고 볼 수 있다”고 말했다. 아토초 물리학은 일차적으로 화학이나 나노과학의 초정밀 분석 도구에서 물질의 성질이나 양자역학적 현상을 인위적으로 제어하는 도구로 활용할 수 있다. 국내 초고속 광학 분야 석학인 남창희(GIST 물리광과학과 교수) 기초과학연구원(IBS) 초강력 레이저과학연구단장은 “이번 수상자들은 가까운 시일 내에 노벨상을 탈 것으로 모두가 예상했던 이들”이라면서 “이들과 함께 아토 과학의 대가로 불리는 폴 코쿰 캐나다 오타와대 교수가 수상자에서 빠진 것이 의문”이라고 했다. ‘예비 노벨과학상’ 중 하나로 꼽히는 울프상의 지난해 물리학상 수상자로 크러우스 교수, 륄리에 교수와 함께 코쿰 교수가 같은 업적으로 선정됐기 때문이다. 한편 이번에 수상자로 선정된 륄리에 교수는 123년 노벨과학상 역사상 다섯 번째 여성 노벨물리학상 수상자로 이름을 올리게 됐다. 역대 여성 노벨물리학상 수상자는 1903년 마리 퀴리, 1963년 마리아 거트루드 메이어, 2018년 도나 스트리클런드, 2020년 앤드리아 게즈 등 4명이었다. 이번 물리학상 수상자들은 상금 1100만 스웨덴크로나(약 13억 6477만원)를 3분의1씩 나눠 받게 된다. 노벨상 시상식은 알프레드 노벨의 기일인 12월 10일이 낀 ‘노벨 주간’에 스웨덴 스톡홀름(생리의학·물리·화학·문학·경제상)과 노르웨이 오슬로(평화상)에서 열린다.

2023년 노벨 물리학상은 원자와 분자 내부 전자 세계를 탐구할 수 있는 가장 정밀한 방법을 찾아낸 실험 물리학자들에게 돌아갔다. 스웨덴 왕립과학아카데미 노벨 위원회는 3일(현지시간) 올해 노벨 물리학상 수상자로 피에르 아고스티니(82) 미국 오하이오주립대 교수, 페렌츠 클라우츠(61) 독일 막스플랑크 양자광학연구소 및 루드비히 막스밀리안대 교수, 안 릴리에(65) 스웨덴 룬드대 교수를 선정했다고 밝혔다. 노벨 위원회는 “이번 수상자들은 원자와 분자 내부의 전자가 이동하거나 에너지를 변화시키는 빠른 과정을 측정하는 데 사용하는 극도로 짧은 빛의 펄스를 생성하는 방법을 개발해 ‘아토초 물리학’을 발전시켰다”라고 수상 업적을 설명했다. 아토초는 1초의 10억분의1인 나노초를 다시 10억분의1로 나눈 값으로 펨토초의 1000분의1이다. 전자가 수소원자를 한 바퀴 도는 데 걸리는 시간은 150아토초다. 기존 펨토초 물리학으로는 화학 변화의 원인 분석과 제어에 한계가 생길 수밖에 없었는데, 이들의 연구 덕분에 이런 한계를 돌파하면서 자연의 초고속 현상을 관측하는 일이 가능해졌다. 아토초 물리학은 펨토초 물리학의 연장선에 있는 연구지만 한계를 돌파할 수 있다는 장점이 있다.빠른 움직임을 관측하기 위해서는 빠르게 셔터를 누를 수 있는 카메라와 플래시가 필요한 것과 마찬가지다. 이번 수상자들은 아토초마다 펄스가 번쩍이며 움직이는 전자의 순간을 포착할 수 있도록 한 기술을 개발한 것이다. 정연욱 성균관대 나노과학과 교수는 “사진작가 앙리 카르티에 브레송의 ‘결정적 순간’이라는 작품처럼 이번 수상자들은 분자나 원자 속에서 전자가 움직이는 찰나의 순간을 포착할 수 있는 기술을 만들었다고 볼 수 있다”고 설명했다. 아토초 물리학은 일차적으로 화학이나 나노과학의 초정밀 분석 도구에서 물질의 성질이나 양자역학적 현상을 인위적으로 제어하는 도구로 활용할 수 있다. 분자 속 ‘결정적 순간’ 포착 기술 개발아토 물리학 대가 폴 코쿰 제외는 의문 국내 초고속 광학 분야 석학인 남창희 기초과학연구원(IBS) 초강력 레이저과학 연구단 단장(GIST 물리광과학과 교수)은 “이번 수상자들은 가까운 시일 내에 노벨상을 탈 것으로 모두가 예상했던 이들”이라면서 “이들과 함께 아토 과학의 대가로 불리는 폴 코쿰 캐나다 오타와대 교수가 수상자에서 빠진 것이 의문”이라고 설명했다. ‘예비 노벨과학상’ 중 하나로 꼽히는 울프상의 지난해 물리학상 수상자로 페렌츠 클라우츠 교수, 안 릴리에 교수와 함께 폴 코쿰 교수가 같은 업적으로 선정됐기 때문이다. 한편 이번에 수상자로 선정된 안 릴리에 교수는 123년 노벨과학상 역사상 다섯 번째 여성 노벨물리학상 수상자로 이름을 올리게 됐다. 역대 여성 노벨물리학상 수상자는 1903년 마리 퀴리, 1963년 마리아 거트루드 메이어, 2018년 도나 스트리클런드, 2020년 앤드리아 게즈 등 4명이었다. 이번 물리학상 수상자들은 상금 1100만 스웨덴크로나(13억 6477만원)를 3분의1씩 나눠 받게 된다. 노벨 재단은 4일 화학상, 5일 문학상, 6일 평화상, 9일 경제학상 수상자를 발표할 예정이다. 노벨상 시상식은 알프레드 노벨의 기일인 12월 10일이 낀 ‘노벨 주간’에 스웨덴 스톡홀름(생리의학·물리·화학·문학·경제상)과 노르웨이 오슬로(평화상)에서 열린다.

‘세기의 천재’라는 말 외에 적당한 수식어가 딱히 없어 보인다. 1903년 헝가리 부다페스트에서 태어난 존 폰 노이만은 여섯 살에 1000만 단위 곱셈을 암산으로 풀고 여덟 살에 미적분을 터득했다. 열두 살 때는 물리학자 유진 위그너에게 정수론을 가르치기도 했다고 한다. 그를 뛰어난 수학자 정도로 생각하면 오산이다. 그는 대학에서 화학을 공부했고, 물리학자이기도 했다. 10대 때부터 20세기 수학의 여러 난제를 해결했고, 양자역학에 중요한 정리를 발견했다. 책은 노이만의 생애와 업적을 따라간다. 특히 최근 영화 ‘오펜하이머’를 본 이들이라면 관심을 끌 만한 내용이 가득하다. 그는 오펜하이머의 요청으로 핵폭탄을 개발하는 맨해튼 프로젝트에 참여해 당시 과학자들이 어려움을 겪었던 내파형 폭탄 원리를 개발했다. 미국이 일본에 핵폭탄을 떨어뜨리고 무조건 항복을 받아 냈지만 그는 소련과의 냉전을 내다보고 더 압도적인 무기를 만들어야 한다고 주장했다. 어릴 적 헝가리가 공산주의에 핍박받던 경험이 큰 영향을 미쳤다. 오펜하이머와 등을 지게 된 ‘수소폭탄의 아버지’ 에드워드 텔러가 만든 수소폭탄 ‘슈퍼’가 만들어지는 과정에서 획기적인 계산 장치가 절실해졌다. 노이만은 펜실베이니아대 무어스쿨이 진행한 현대식 컴퓨터 제작에 뛰어든다. 게임에 참가한 여러 사람 간의 행동을 예측하고 전략을 모색하는 ‘게임이론’은 경제와 사회를 바라보는 시각을 뒤흔들었다. 말년에는 초고속 컴퓨터의 한계를 넘어 인간 두뇌의 작동 원리를 이해하는 일에 매진해 스스로 생각하고 복제하는 기계인 인공지능(AI)을 설계했다. 노이만을 짚다 보면 20세기 문명사의 전반을 만나게 된다. 중간중간 그림과 도표 등으로 친절하게 설명도 덧댔다. 현대 사회를 규정하는 거의 모든 영역에서 천재의 흔적을 만나는 것은 물론이고 과학적 지식도 덤으로 얻는 재미가 쏠쏠하다.

20세기 초반은 ‘물리학의 시대’였다. 1899년 독일 물리학자 막스 플랑크가 ‘플랑크상수’를 발견하면서 견고했던 고전물리학의 세계를 뒤흔들기 시작했다. 1905년에는 아인슈타인이 특수상대성 이론, 광전효과, 브라운운동 관련 논문 3편을 내놔 세상을 놀라게 했다. 미시세계에서 관찰된 특정 현상을 설명할 수 없는 고전물리학을 대체하는 양자역학이 만들어진 때이기도 하다. 인류의 지식 체계를 완전히 바꿔 버린 현대물리학이 등장해 수많은 과학자가 치열한 논쟁을 벌였던 20세기 초 한반도는 일제강점기라는 암흑의 시대였다. 식민지 조선에서는 아인슈타인이나 상대성이론, 양자역학을 전혀 몰랐을까. 놀랍게도 1921년 아인슈타인이 노벨물리학상을 수상하기 전부터 조선에서는 상대성이론이 화제가 됐고 대중 강연이 신문지상에 연재됐다. 1922년 11월 18일자 ‘동아일보’에는 ‘아인스타인은 누구인가’라는 제목으로 기획기사가 실렸다. “아인스타인 박사가 독일의 대학교수로 받는 월봉은 독일 지폐가 전쟁 전의 시세이면 일화 일만이천 원에 상당하지마는 작금의 시세로는 삼십삼 원 미만이라 한다. 조선인 순사보다도 더욱이 가련치 아니한가.” 책을 읽다 보면 누가 이런 놀라운 과학사의 뒷얘기를 풀어냈는지 궁금해진다. 저자는 베스트셀러 ‘판타레이’를 쓴 민태기 박사다. 한국형 발사체 ‘누리호’ 엔진 개발에 참여했던 공학자로 과학사를 전공하지 않은 비전문가가 사료를 꼼꼼하게 검토해 한국 과학사의 잃어버린 고리를 찾아냈다는 점은 놀랍다. 저자는 이 책을 통해 일제강점기 우리 선조들은 과학에 대해 무지하거나 무기력하지도 않았다는 점을 강조한다. 시대의 아픔과 비극을 과학 공부로 이겨 내려고 했던 조선인에게 ‘과학’은 ‘자립과 자강’이었다. 100년 전 조선에서 과학 관련 기사가 크게 실리고 교양으로 과학을 공부했다는 사실이 흥미진진하지만 과학기술의 시대라면서도 큰 이벤트가 있을 때만 반짝 관심을 갖는 현재 한국 과학계의 현실이 대비돼 씁쓸함이 남는다.

“나는 이제 죽음이요, 세상의 파괴자가 되었다.” 세상을 구하기 위해 세상을 파괴할지도 모르는 선택을 한 과학자는 원자폭탄의 첫 폭발을 지켜보며 이렇게 말한다. 자신에게 다가올 미래는 미처 보지 못한 채. ‘원자폭탄의 아버지’ 줄리어스 로버트 오펜하이머의 생을 그린 ‘오펜하이머’가 15일 개봉한다. ‘다크나이트’(2008), ‘인셉션’(2010), ‘인터스텔라’(2014) 등을 연출한 크리스토퍼 놀란 감독이 제작에 들어가면서부터 일찌감치 화제가 됐던 영화다. 영화는 2006년 퓰리처상을 받은 평전 ‘아메리칸 프로메테우스’에 기반을 둔다. 2000쪽이 넘는 원작에서 2차 세계대전 당시 미국의 원자폭탄 개발을 뜻하는 ‘맨해튼 프로젝트’ 전후 주요 사건을 뽑아 3시간으로 압축했다. 과학자는 물론, 군인, 정치가를 비롯한 수십명이 등장하고 대사 역시 쉬지 않고 이어진다. 사건 순서 역시 꼬아놨기 때문에 영화 보기 전 관련 내용을 어느 정도는 이해해두는 게 좋다. 영화는 오펜하이머의 삶을 원작의 제목처럼 ‘프로메테우스’ 신화에 빗대어 그린다. 신들의 불을 훔쳐 인간에게 가져다준 프로메테우스는 인류에게 새로운 세계를 열어줬지만, 그 죄로 산에서 독수리에 매일 내장을 뜯기는 신세가 된다.오펜하이머는 미국이 나치를 누르고 일본을 굴복시키고, 소련과의 냉전에서 승리할 수 있는 ‘불’인 원자폭탄을 개발한다. 이처럼 미국이 세계 강국으로 일어설 수 있는 기반을 마련했지만, 2차 세계대전 이후 공산주의 척결을 기치로 내건 ‘매카시즘’의 광풍에 휩쓸려 몰락의 길을 걷는다. 영화는 맨해튼 프로젝트 앞과 뒤로 나눠 오펜하이머의 여러 모습을 빼곡하게 담았다. 프로젝트 성공 전까지는 과거 그의 기이한 행적 등을 위주로 그린다. 실제로 오펜하이머는 ‘군복 입은 물리학자’이자, ‘과학 세일즈맨’, 정치인이자 바람둥이, 예술을 좋아하는 호사가로 알려졌다. 1945년 히틀러의 죽음 이후 원자폭탄은 일본 나가사키와 히로시마로 향한다. 영화 후반부는 원자폭탄 개발에 후회하면서도, 바람직한 방향으로 사용되길 바라며 정치적으로 고군분투하는 모습을 주로 그렸다. 예컨대 원자폭탄 투하 이후 트투먼 대통령을 만난 오펜하이머가 “내 손에 피가 묻은 것 같다”고 하자 트루먼 대통령이 “징징거리는 애송이”라고 비하하는 장면 등이 그렇다.오펜하이머 역의 킬리언 머피는 마치 오펜하이머 그 자체가 된 듯하다. 젊었을 적의 방황, 프로젝트 개발 과정에서 뛰어난 행정가로서 면모, 정치적으로 고전하는 모습까지 그야말로 소름 돋는 연기를 펼친다. 그를 위기로 몰아넣는 루이스 스트로스로는 ‘아이언맨’으로도 유명한 로버트 다우니 주니어가 출연했다. 오펜하이머를 프로젝트 책임자로 임명하고 적극적으로 돕는 레슬리 그로브스를 맡은 맷 데이먼은 시원하고 거침없는 군인 역을 훌륭하게 소화한다. 이밖에 오펜하이머의 두 여자 키티와 진을 비롯해 언뜻 등장하는 유명 배우들의 모습을 찾는 재미 역시 쏠쏠하다. 인류의 미래를 논하는 아인슈타인과 양자역학의 아버지 닐스 보어를 비롯한 유명 과학자들의 면모를 보는 것 역시 쏠쏠한 재미다. 컬러와 흑백이 혼합됐는데, 컬러 장면은 오펜하이머의 시선, 흑백은 스트로스의 시선으로 그려낸 장면들이다. 아이맥스 카메라로 촬영한 까닭에 가급적 큰 화면으로 보는 게 좋다. 오펜하이머가 머릿속에 영감이 떠오르면서 주체하지 못하는 모습, 좋아했던 음악과 미술, 문학 등과 결합해 우주의 진리를 깨닫는 장면 등은 아름답고 환상적이다. 원자폭탄을 투하한 뒤 오펜하이머의 연설, 비행기 안에서 상상하는 암울한 미래 등도 압도적이다. 3시간 내내 이어지는 음악과 각종 효과음 역시 긴장감을 이어가게 만든다.다만 기대했던 원자폭탄 폭발 장면이 조금 실망스럽게 느껴질 수 있다. 블록버스터급 장면을 컴퓨터그래픽(CG) 없이 연출하는 것으로 유명한 놀란 감독은 뉴멕시코에 직접 마을에 준하는 세트장을 건설하고, 실제로 폭약을 터뜨려 표현했다. 우리에게 익숙한 ‘버섯구름’과 같은 장면 대신 실제 폭발에 약간의 CG를 더해 느린 장면으로 섬세하게 구현했다. 3시간 동안 한 인간의 삶을 아름답고 강렬하게 묘사한 영화는, 영화가 보여줄 수 있는 극한의 재미를 고스란히 담았다. 영화관을 나온 이후에도 여운이 생생할 정도다. 가히 올해 최고 영화로 꼽기에 손색없다.

“미래로달아나서과거를본다, 과거로달아나서미래를보는가, 미래로달아나는것은과거로달아나는것과동일한것도아니고미래로달아나는것이과거로달아나는것이다.” 천재 시인 이상이 1931년 9월 12일 ‘조선과 건축’에 발표한 시 ‘삼차각설계도: 선에관한각서5’ 중 일부다. 이 시는 당시 첨단 물리학 연구 결과인 상대성이론과 양자역학을 활용한 것으로 알려져 있다. 월간 문예지 ‘문학사상’ 6월호에는 ‘문학 안에 나타난 과학’이라는 제목의 특집으로 과학이 문학 속에서 어떻게 다뤄지고 있는지를 분석한 글 3편이 담겼다. 석영중 고려대 노어노문학과 교수는 ‘도스토옙스키의 문학 그리고 과학’에서 “도스토옙스키는 전통적 리얼리즘 소설을 쓰면서도 당대 과학 트렌드를 반영하는 서사를 구축하고 인문학의 지적 전통 가장 깊은 곳에 과학 의미를 심어 이후 SF 작가들에게 영감의 원천이 됐다”고 강조했다. 특히 ‘카라마조프가의 형제들’이나 ‘지하생활자의 수기’에서 도스토옙스키는 과학적 패러다임을 모델로 인간의 본성과 행동을 재정의하려는 시도를 주인공들의 대화 속에 녹여 비판했다. 석 교수는 “도스토옙스키가 과학만능주의를 기반으로 한 무한 질주가 가져올 부정적 결과를 어느 디스토피아 SF 작가보다 첨예하게 예견했다”고 설명했다.시인이자 이상 연구자인 김상현씨는 ‘1931년, 이상의 시에 나타난 상대성이론과 양자역학’에서 이상을 ‘남다른 시대 감수성과 놀라운 물리학적 사유’를 갖춘 시인으로 보고 1931년 8월 11일 발표한 시 ‘운동’은 상대성이론을 문학에 적용하기 위해 쓴 시라고 해석했다. 7부작 시 ‘삼차각설계도: 선에관한각서’를 보면 지난해 노벨물리학상 수상 업적인 양자얽힘을 이용한 양자 전송 아이디어를 이상이 어렴풋이 상상했음을 알 수 있다고 김씨는 주장했다. 그는 “이상의 천재성은 과학이라는 일종의 시대 정신을 탁월하게 읽어 냈다는 데 있다”고 말했다. 김범준 성균관대 물리학과 교수는 과학과 문학의 공통점을 ‘만약’(if)을 가정할 수 있다는 데서 찾았다. 물리학자의 ‘if’는 같은 자연법칙 아래 크기, 질량, 속도 등의 조건이 달라질 때 세상이 어떻게 변하는지 상상하는 것이다. 과학의 if가 문학으로 구현된 대표 작품은 현재 가장 유명한 SF 작가 테드 창의 단편 ‘네 인생의 이야기’다. 테드 창은 단편에서 미분 형태의 인과율적 시각으로 세상을 바라보는 인간에 견줘 적분의 형태로 과거, 현재, 미래를 구분하지 않는 외계인 헵타포드를 등장시켜 삶의 의미를 되새기게 한다고 김 교수는 지적했다. 문학사상 측은 “과학의 세계는 문학 작품의 소재와 아이디어를 넘어 작품을 더 깊이 바라보게 하고 새로운 해석을 가능하게 하는 실마리를 제공하는 경우가 많다”며 문학과 과학에 더 많은 만남이 필요하다고 강조했다.

“…미래로달아나서과거를본다,과거로달아나서미래를보는가,미래로달아나는것은과거로달아나는것과동일한것도아니고미래로달아나는것이과거로달아나는것이다.…” 천재 시인 이상이 1931년 9월 12일 ‘조선과 건축’에 발표한 시 ‘삼차각설계도:선에관한각서5’ 중 일부이다. 이 시는 당시 첨단 물리학 연구 결과인 상대성이론과 양자역학을 활용한 것으로 알려져 있다. 제목에서 ‘선’은 현대 물리학의 출발점인 광선(빛)을 의미하고 ‘각서’는 광선에 대한 깨달음을 의미한 것이다. 한 때 건축엔지니어로 활동하기도 한 이상의 작품은 문학자들뿐만 아니라 과학자들도 관심을 갖고 연구하는 사례가 많다. 그런데 도스토옙스키의 ‘카라마조프의 형제’에도 당대 과학이 숨어있다고 하면 믿을 수 있을까. 월간 문예지 ‘문학사상’ 6월호에는 ‘문학 안에 나타난 과학’이라는 제목의 특집으로 과학이 문학 속에서 어떻게 다뤄지고 있는지에 대해 분석한 3편의 글이 실렸다.석영중 고려대 노어노문학과 교수는 ‘도스토옙스키의 문학 그리고 과학’이라는 글에서 “문학과 과학의 관계를 논하려면 무엇보다 SF라고 하는 특정 장르를 환기해야 한다”라면서 “도스토옙스키는 전통적 리얼리즘 소설을 쓰면서도 당대 과학 트렌드를 반영하는 서사를 구축하고 인문학의 지적 전통 가장 깊은 곳에 과학 의미를 심어 이후 SF 작가들에게 영감의 원천이 됐다”라고 강조했다. 석 교수는 도스토옙스키의 소설은 인문학적 사유와 과학적 사유가 만나는 접점을 짚어주는 동시에 과학기술의 질주가 가져올 부정적 결과를 그 어느 디스토피아 SF 작가보다 첨예하게 예견했다고 설명했다. 시인이면서 이상 연구자인 김상현 씨는 ‘1931년, 이상의 시에 나타난 상대성이론과 양자역학’에서 이상은 ‘남다른 시대 감수성과 놀라운 물리학적 사유’를 갖춘 시인으로 1931년 8월 11일 발표한 시 ‘운동’은 상대성이론을 단순히 소재로 삼은 것이 아니라 상대성이론을 문학에 적용하기 위해 쓴 시라고 해석했다. 같은 해에 발표된 7부작 시 ‘삼차각설계도:선에관한각서5’ 역시 최신 현대물리학 이론이 적용됐다. 김 시인은 이 시에서는 지난해 노벨물리학상 수상 업적인 양자 얽힘을 이용한 양자 전송에 관한 아이디어를 이상이 어렴풋이 상상했음을 알 수 있다고 주장하기도 했다. 그는 “이상의 천재성은 과학 지상주의의 시대를 그 어떤 작가보다 탁월하게 읽어냈다는데 있다”라면서 “이상의 시를 통해 물리학적 상상력에 관한 연구가 더 많이 전개되길 희망한다”라고 말했다.김범준 성균관대 물리학과 교수는 역사에서는 ‘만약에(if)’를 가정할 수 없지만 과학은 문학에서처럼 ‘if’를 가정할 수 있다는 점에서 공통점이 있다고 지적한다. 물리학자의 사고실험 ‘if’는 물리학의 자연법칙은 같지만 크기, 질량, 속도 같은 조건이 달라질 때 세상이 어떻게 변하는지를 상상하는 것이다. 김 교수는 현재 가장 유명한 SF 작가 테드 창의 ‘당신 인생의 이야기’는 이런 과학에서 if가 문학적으로 구현됐다고 말하고 있다. 사람은 미분 형태의 인과율적 시각으로 세상을 바라보지만 테드 창의 단편 ‘네 인생의 이야기’에는 적분의 형태로 과거, 현재, 미래의 시간이 구분되지 않는 헵타포드 외계인을 등장시켜 삶의 의미를 다시 바라보게 한다고 지적했다. 문학사상 측은 “과학의 세계는 문학 작품의 소재와 아이디어를 넘어 작품을 보다 깊이 바라보게 하고 새로운 해석을 가능하게 하는 실마리를 제공해주는 경우가 많다”라며 문학과 과학의 관계를 설명하면서 좀 더 많은 만남이 필요하다고 암시하고 있다.

흑체복사·상대성이론·양자역학 ‘물리학 전성시대’로 이끈 성과들‘원폭 투하’ 최악의 역사도 만들어시장 요구가 현대과학 발전 동력과학자, 시장의 요구 부추기기도 찰스 디킨스의 소설 ‘두 도시 이야기’는 “최고의 시절이자 최악의 시절, 지혜의 시대이자 어리석음의 시대였다. 믿음의 세기이자 의심의 세기였으며, 빛의 계절이자 어둠의 계절이었다. 희망의 봄이면서 절망의 겨울이었다. 우리 앞에는 무엇이든 있었지만 한편으로 아무것도 없었다”는 문장으로 시작한다. 역사는 어떤 이에게는 찬란했겠지만, 다른 이에게는 절망의 시대로 기억되기도 한다. 과학의 역사에도 이런 양면성이 분명히 있다.‘불확실성의 시대’의 부제가 ‘찬란하고 어두웠던 물리학의 시대 1900~1945’라고 붙은 이유도 그래서일 것이다. 19세기 말 물리학계에서는 ‘물리학의 완성이 눈앞에 다가왔다’는 기대감과 함께 ‘더이상 연구할 것이 없는 한물간 학문’이라는 인식이 공존했다. 그렇지만 20세기 시작과 함께 그런 생각에 균열이 시작됐다. 이제는 연구소 이름으로 더 익숙한 독일의 이론물리학자 막스 플랑크는 1900년 10월 7일 수많은 과학자가 찾아 헤맸던 흑체복사 공식을 만들어 냈다. 사생활에서도 학문적으로도 보수적이었던 플랑크는 자신의 발견이 그토록 지켜 왔던 근대 물리학의 체계를 뒤흔들 것이라고는 상상하지 못했다고 한다. ‘불확실성의 시대’는 플랑크가 흑체복사 이론을 만든 1900년부터 제2차 세계대전을 일으킨 일본의 히로시마와 나가사키에 원폭이 투하되는 1945년까지 현대물리학의 역사와 주요 장면, 인물을 시간순으로 보여 준다. 상대성이론과 양자역학이라는 현대물리학의 두 기둥이 세워지는 과정을 바로 옆에서 보는 듯 생동감 있게 묘사해 읽는 재미를 더한다. 저자는 20세기 초반을 ‘경이로운 시대’로 만든 성과들이 두 차례의 세계대전이라는 복병을 만나면서 인류를 두려움을 떨게 만드는 결과로 이어졌다고 분석했다. 영국 런던대 과학기술학(STS) 교수 존 에이거가 쓴 ‘20세기, 그 너머의 과학사’는 ‘불확실성의 시대’에서 기술한 내용을 포함해 냉전시대 우주개발 경쟁, 사이버네틱스, 인공지능, 생명공학까지 최근 100년을 훌쩍 넘는 시대 전반의 과학사를 살펴보고 있다. 그렇지만 ‘불확실성의 시대’와는 결이 다르다.20세기 과학의 발전은 이전 시대처럼 과학자의 호기심과 의욕이 추동한 것이 아니라 국가와 기업이라는 시장의 필요에 따라 발전해 온 부분이 더 크다고 저자는 말한다. ‘불확실성의 시대’에서는 과학자들이 시대의 흐름에 어쩔 수 없이 이끌려 갔다는 시각이 강하지만, 이 책에서는 그런 면도 있지만 과학자 스스로 국가와 시장의 필요를 부추겨 왔음을 부인하기 어려울 것이라고 꼬집는다. 최근 들어 과학자들의 연구에 일반인들이 참여하고 과학기술정책 형성 과정에도 시민의 참여가 필요하다는 ‘시민과학’에 대한 목소리가 커지고 있다. 과학기술의 여러 과정에 대중이 참여하기 위해서는 과학 성과에 맹목적으로 열광을 보내는 태도보다는 과학기술에 대한 균형 잡힌 시각이 우선돼야 한다. 물론 대중이 과학자들처럼 어려운 과학이론을 일일이 알 필요까지는 없다. 현대 과학기술이 어떤 방식으로 형성돼 왔는지를 이해하는 것만으로 충분하다. 그래서 이 두 책은 과학기술 시대를 살아가는 현대인이라면 반드시 읽어 봐야 한다.

33살 프랑스에서 읽은 책에 매료중심·주변 관계 전복시키는 작업‘사이드스케이프’ 연작으로 정점“진실은 여러 부분 종합해야 보여” 현대 물리학을 구성하는 두 기둥은 양자역학과 상대성이론이다. 그중 양자역학을 완성했다는 평가를 받는 독일 물리학자 하이젠베르크는 ‘부분과 전체’라는 책을 써서 세계를 이해한다는 건 복잡하게 얽힌 부분과 전체의 관계를 깨닫는 것이라고 했다. 1990년대 초 프랑스에서 활동하던 서른세 살의 한국인 작가는 우연히 ‘부분과 전체’를 읽고 ‘이거다’라는 생각이 번개처럼 머릿속에 떠올랐다고 했다. ●회화·설치·미디어아트 등 넘나들어 “국내외를 오가며 세계화와 디아스포라, 중심과 주변에 대해 고민하던 그때 ‘부분과 전체’를 읽고 감명받아 이를 작업에 끌어왔던 거죠. 그렇게 작업하면서 여기까지 왔습니다.” 호반문화재단이 국내 중견·원로 작가들을 지원하기 위해 올해 시작한 ‘호반 미술상’의 제1회 수상자 중 한 명인 홍순명(64) 작가는 작업의 시작을 이렇게 떠올렸다. 홍 작가는 회화, 설치, 판화, 미디어아트 등 매체를 넘나들며 독창적이면서 실험적인 작업을 하는 것으로 유명하다. 그는 “어느 하나에 집중하는 스타일이 아니어서 뭔가가 생각나 바로 해야 한다. 원래 설치 작가였는데 회화를 하려고 하다 보니 새로운 것을 찾게 됐다”고 확장의 이유를 에둘러 설명했다.대표작 ‘사이드스케이프’ 연작은 중심과 주변의 관계를 전복시켜 보편적 미의 기준과 범위, 경계를 흔드는 홍순명 예술 미학의 핵심을 보여 준다. ‘붉은 남쪽 바다’나 ‘여수, 5월 29일, 2012년(Yeosu. May 29. 2012)’ 같은 작품들은 독립적 이미지를 가진 작은 캔버스들을 조합해 하나의 커다란 이미지를 만든다. 그는 국내외 사회·정치적 사건 현장을 담은 사진이나 현장의 사물을 활용해 과거와 현재를 거쳐 미래에도 반복될 수 있는 진실의 불확실성과 부분이 말하는 전체, 전체가 보여 주는 부분에 대해 끝없이 질문한다. 그는 사건의 진실은 눈에 띄지 않는 다른 곳에, 전체를 구성하는 여러 부분을 종합적으로 판단했을 때 볼 수 있는 것이라고 말한다. 홍 작가는 25일 서울 용산구 전쟁기념관에서 열린 기자간담회에서 “사람이 50대가 되면 사회에서 일어난 사건들에 대해 약간의 책임감은 무조건 느껴진다고 생각한다”며 “세월호 사건 이후 팽목항과 가까운 해안가에서 주워 온 쓰레기들로 설치 작품을 만든 것도 그런 이유”라고 설명했다.●새달 14일까지 전쟁기념관서 회고전 빛바랜 흑백 사진 같은 느낌을 주는 ‘흔한 믿음, 익숙한 오해’ 연작은 사회적 변화와 역사적 사건이 가족 간 갈등에 어떤 영향을 미쳤는지를 보여 준다. 아들과 어머니가 서로 다른 지점을 응시하는 듯한 그림은 단순한 세대 간 갈등이 아니라 세계관의 갈등으로 해석할 수 있을 것이다.‘뿔 달린 자화상’이나 ‘내가 너이더냐, 네가 나이더냐’ 같은 작품은 홍 작가가 젊은 시절부터 자신의 예술적 정체성을 드러내기 위해 다양한 시도를 해 왔음을 새삼 느끼게 한다. 홍 작가와 또 다른 수상자인 강운(57) 작가의 회고전은 다음달 14일까지 전쟁기념관 기획전시실에서 진행된다.

노벨상 받은 세기의 물리학자위대한 이론보다 인간미 유명누드화 그리고 마야문자 해독핵 연구하다 금고털이 마스터절절한 첫사랑 이야기도 감동 보통 ‘위대한’이란 수식어가 붙은 과학자들은 대체로 그들의 이름 못지않게 그들이 주창했거나 일궈 낸 학문의 이름으로 기억된다. 상대성이론의 알베르트 아인슈타인, 역학의 아이작 뉴턴, 진화론의 찰스 다윈처럼 말이다. 한데 이름으로 더 잘 기억되는 과학자가 있다. 리처드 파인먼(1918~1988)이 그런 예다. 너무 찬란해 하얗게 타 버린 천재 과학자. 그를 ‘학자’보다 ‘한 인간’으로 더 자주 떠올리는 건 아마 노벨상을 받은 세기적 물리학자라는 것 못지않게 삶의 마지막 순간까지 여유와 농담을 잃지 않으며 사람을 사랑했던 따스한 인간미 때문이지 싶다.‘파인먼 평전’은 상대성이론과 양자역학의 등장, 핵폭탄 제조, 핵보다 더 작은 입자의 발견, 베타 붕괴 등 현대 과학이 거쳐 온 모든 이정표마다 빠짐없이 이름을 새긴 파인먼의 생애를 그린다. 미국 뉴욕의 이민자 가정에서 태어나 매사추세츠공대(MIT), 프린스턴대, 코넬대, 캘리포니아공대(칼텍) 등에서 후학들을 길러 낸 그의 학문과 삶의 이야기들을 연대기 형식으로 버무렸다. 하버드대를 졸업하고 뉴욕타임스 기자 생활을 거친 쟁쟁한 과학 저술가인 저자는 파인먼의 삶과 난해한 그의 이론들을 쉽지만 결코 가볍지 않게 전한다. 노벨물리학상 수상자로 확정됐을 때의 일화가 책의 성격을 설명하는 좋은 예가 될 듯하다. 한 신문사의 사진기자가 파인먼에게 이론에 대해 설명해 달라고 하자 그는 이렇게 말했다고 한다. “기자 양반, 내 이론을 1분 이내로 설명할 수 있다면 노벨상을 받을 가치도 없었을 거요.” 아무리 쉽게 설명해도 학문적 영역에서 그를 이해하기는 어렵다. 거꾸로 그의 인간적 면모를 들여다보며 그가 남긴 공적의 얼개를 복기하는 것이 책을 소화하는 빠른 길일 수 있겠다. 파인먼이 선연한 발자취를 남긴 분야는 양자역학이다. 아인슈타인의 상대성이론과 함께 현대물리학을 지탱하는 두 기둥 중 하나다. 그는 반도체 기술의 기반이 됐다고 평가받는 양자전기역학으로 1965년 동료 두 명과 함께 노벨물리학상을 수상했다. 고전물리학과 현대 양자역학을 모순 없이 통합한 공로를 인정받았다. 입자들 사이의 복잡한 상호작용을 알기 쉽게(물론 전문가 수준에서) 표현한 ‘파인먼 다이어그램(도형)’도 그가 고안한 것이다. ‘나노 기술’이라는 용어도 그가 최초로 썼다. 훗날 현재의 슈퍼컴퓨터를 계산기 수준으로 격하시킨 양자컴퓨터가 본격 상용화된다면 최초 발견자의 자리에 파인먼의 이름이 오를 가능성이 높다.걸출한 학문적 업적에도 불구하고 장삼이사들의 마음을 휘어잡는 건 그의 인생 이야기다. 라디오를 수리하고, 누드화를 그리고, 마야 상형문자를 해독하는 그의 모습에서 괴짜 천재의 면모가 여실히 드러난다. 타악기 봉고를 연주할 때는 ‘거장’ 소리를 들었고, 핵폭탄 연구에 몰두하던 미국의 비밀연구소 로스앨러모스에 근무했던 시절엔 난데없이 금고털이 전문가가 되기도 했다. 무엇보다 저릿한 건 사랑 이야기다. 그는 한때 과학계의 카사노바로 불리며 방탕한 삶을 살았는데, 그 이면엔 고교 시절 첫사랑의 순애보가 묻혀 있다. 시한부의 삶이란 걸 알면서도, 결혼식장에서조차 감염이 우려돼 입에 키스하지 못하는 상황에서도 첫사랑과의 결혼을 강행한 그의 이야기가 영화처럼 그려진다.

구급차를 불러야 하나 하는 생각이 들 정도로 아파 신음하는 소리가 들린다. 주변을 둘러보니 바윗덩이에서 나는 소리다. 미디어 개념미술 작가인 페터 바이벨이 인간의 고통을 형상화하기 위해 실제 바위 속에 소리가 반복 재생되는 녹음기를 넣어 만든 작품 ‘신음하는 돌’이다. 그런가 하면 벽에 노란 바나나 하나가 달랑 덕트테이프로 붙여져 있다. 다른 쪽에서는 누군가가 전시장 바닥을 뚫고 위를 올려다보고 있다. 마우리치오 카텔란의 ‘코미디언’과 ‘무제’라는 작품이다. 최근 파격적이면서 놀라운 내용을 감상할 수 있는 미술 전시회가 잇따라 열리고 있다.국립현대미술관은 세계 최대 규모의 미디어 아트 박물관인 독일 카를스루에 예술미디어센터(ZKM)와 함께 미디어 아티스트 페터 바이벨의 작품을 볼 수 있는 ‘페터 바이벨-인지 행위로서의 예술’ 전시회를 지난 2일부터 서울 종로구 국립현대미술관 서울에서 열고 있다. 이번 전시는 국립현대미술관 서울의 다원공간을 중심으로 구성됐다. 다원공간에 들어서면 바이벨의 1960년대 초기 사진과 영상 작품들을 만날 수 있다. 특히 전시의 핵심은 작가가 1986년부터 1988년까지 만든 ‘다원성의 선율’이다. 작가가 직접 수집한 11개의 영상과 소리로 구성된 이 작품은 산업혁명을 거쳐 데이터 기반의 후기 산업정보혁명까지 지난 200년 동안의 인류사를 시각화한 대형 영상 설치작품이다.‘관찰을 관찰하기: 불확실성’이라는 작품은 3개의 카메라와 모니터가 삼각 대형을 이루고 있다. 관람객이 삼각 대형 한가운데 들어가는 순간 카메라에 비친 모습은 관람객의 뒷모습뿐이다. 아무리 해도 앞모습을 볼 수 없다. ‘관찰자가 자신의 관찰을 직접 관찰할 수 없다’는 메시지를 가진 작품은 사이버네틱스와 양자역학을 주제로 다루는 바이벨 작품으로 인간 지각의 한계를 보여 주기 위한 것이다. 이에 앞서 서울 용산구 리움미술관은 올해 첫 전시로 이탈리아 출신 작가 마우리치오 카텔란의 개인전 ‘WE’(위)를 지난달 31일 시작했다. 이 전시회는 한국에서는 처음 열리는 카텔란의 개인전으로 조각, 설치, 벽화, 사진 등 38점의 작품을 선보인다. 기대감을 갖고 주 전시장에 들어서자마자 관람객들은 ‘헉’ 하는 소리가 절로 튀어나오거나 입을 틀어막을 수밖에 없다. 축 늘어진 말의 사체가 전시장 천장에 매달려 있는 모습을 만나게 되기 때문이다. 1997년 이탈리아 토리노 리볼리성 미술관에 처음 전시돼 관람객들을 경악하게 만든 ‘노베첸토’라는 작품이 한국으로 옮겨 리움미술관 천장에도 매달려 있게 된 것이다.이번에 전시되는 카텔란의 작품들을 보다 보면 관람객들이 이해하기 어려운 추상적인 작품들은 아니지만 파격적인 설정과 장면을 통해 기존 사회적 관행과 질서, 권위, 신념을 단번에 부숴 버리고 있다. 이들 두 전시회의 공통점은 두 사람 모두 정규 미술교육을 받은 정통 미술가가 아니라는 점이다. 바이벨은 1960년대 오스트리아 빈대학에서 의학과 수리논리학을 공부하고 행동주의 예술가들과의 협업을 통해 영상 작업 기술 기반의 미디어아트 작품들을 선보였다. ‘미술계의 악동’으로 불리는 카텔란도 정규 미술 교육을 받지 않고 다양한 직업을 거친 뒤 가구 디자이너로 일하면서 미술을 시작하게 됐다. 그래서 자신도 ‘미술계의 침입자’라고 부르고 있다. 바이벨의 ‘인지 행위로서의 예술’ 전시는 오는 5월 14일, 카텔란의 ‘위’는 오는 7월 16일까지.

매년 10월 초가 되면 전 세계의 눈은 북유럽으로 쏠린다. 노벨상의 계절이기 때문이다. 올해도 지난 3일 노벨 생리의학상을 시작으로 4일 물리학상, 5일 화학상 수상자를 발표했다. 이번 노벨 과학상 수상자들은 독특한 이력을 자랑한다. 생리의학상 수상자인 스반테 페보 독일 막스플랑크 진화인류학연구소 박사는 122년 노벨상 역사상 일곱 번째 부자(父子) 수상자로 이름을 올렸다. 물리학상 수상자 3명은 1990년대부터 붙이고 다녔던 ‘만년 유력 후보’라는 꼬리표를 뗐다. 화학상 수상자인 배리 샤플리스 미국 스크립스연구소 박사는 21년 만에 같은 분야 2관왕을 차지하는 동시에 60대에 시작한 연구로 상을 받는 노익장을 과시했다.또 흥미로운 건 페보 박사와 물리학상 수상자 중 안톤 차일링거 오스트리아 빈대학 교수가 과학 대중서 베스트셀러 작가라는 점이다. 이번 노벨 과학상 수상자 중에는 보기 드물게 교양과학책 작가가 2명이나 포함돼 있어 출판계에선 과학책 전성시대 도래에 대한 기대감이 커지고 있다. 노벨 문학상 수상자가 발표되면 출판계는 발 빠르게 수상자의 작품들을 새로 출간하거나 예전에 나왔다가 절판된 것들을 복간하면서 문학 붐을 예상하는 것처럼 말이다. 페보 박사는 ‘네안데르탈인: 잃어버린 게놈 연구’라는 제목의 책을 2014년에 발간해 ‘2014 아마존 올해의 책’에 선정됐다. 국내에서는 이듬해인 2015년 ‘잃어버린 게놈을 찾아서: 네안데르탈인에서 데니소바인까지’라는 제목으로 부키에서 출간돼 한국출판문화산업진흥원 ‘이달의 책’, 2016년 한국과학창의재단 번역 부문 우수과학도서로 선정되는 등 베스트셀러로 자리잡았다. 출판사는 노벨상 수상 소식에 맞춰 발 빠르게 책 표지에 ‘2022 노벨 생리의학상 수상’ 태그를 붙여 인터넷 서점 등에 노출하기 시작했다. 출간된 지 6년이 지났지만 아직까지 절판되지 않고 계속 판매되는 것은 생물학, 의학 전공 대학생들의 필독도서로 자리잡았기 때문이기도 하다. 경희대 의학전문대학원 생화학분자생물학교실 김성수 교수는 “페보 박사의 책은 전문가들이 읽어도 좋을 만큼 연구 분야에 대해 깊이가 있고 연구자들이 갖춰야 할 자세 등 전문적 내용이 많다”며 “요즘도 의대 신입생이나 수업을 듣는 학생들에게 꼭 읽어 보라고 권장하는 책”이라고 말했다.또 차일링거 교수는 ‘아인슈타인의 베일’이라는 제목의 양자역학 교양서를 2005년에 발간했다. 국내에서는 같은 제목으로 2007년 ‘아인슈타인의 베일: 양자물리학의 새로운 세계’라는 제목으로 승산에서 출판됐다.양자물리학은 대학에서 오랜 기간 물리학을 연구한 이들도 설명을 어려워하는 분야다. 그렇지만 차일링거 교수는 영국 인기 코미디 프로 미스터 빈을 흉내낸 ‘미스터 빔’이라는 별명으로 양자물리학 대중화에도 적극적으로 나섰던 연구자다. 아인슈타인의 베일에서 다루는 내용이 양자역학이라는 특성 때문에 술술 넘기며 읽을 수 있는 정도는 아니지만 양자물리학의 전체적 흐름과 양자를 정보로 바라보는 시선에 대해 알기 쉽고 재미있게 풀어놨다. 2014년 말부터 2018년까지 다양한 과학책이 쏟아져 나와 붐을 이뤘지만 코로나19 확산으로 위로, 위안을 찾는 사람이 늘면서 에세이류나 심리학 관련 책들에 밀리는 분위기가 형성됐다. 이런 상황에서 올해 노벨 과학상 수상자들이 여전히 읽히는 과학책 베스트셀러 작가라는 점과 이들이 과학 대중화를 중요하게 생각한다는 점에서 출판계는 과학책 르네상스가 오기를 바라는 분위기다.

2022년 노벨 물리학상은 양자정보과학을 연구해 양자 컴퓨터의 기반을 마련한 프랑스, 미국, 오스트리아 출신 과학자에게 돌아갔다. 스웨덴 왕립과학아카데미 노벨위원회는 4일(현지시간) 올해 노벨 물리학상 수상자로 알랭 아스페(75) 프랑스 파리 샤클레이대 겸 에콜 폴리테크니크 교수, 존 클라우저(80·미국) J F 클라우저협회 창립자, 안톤 차일링거(77) 오스트리아 빈대학 교수가 선정됐다고 밝혔다. 노벨위원회는 “이번 수상자들은 양자역학의 불완전성을 가정하는 ‘벨 부등식’을 확인할 수 있는 실험을 설계해 양자역학 이론을 재증명하고 양자얽힘을 밝혀냄으로써 양자정보과학을 개척했다”고 평가했다. 상대성 이론을 만든 아인슈타인은 확률론으로 과학을 설명하는 양자역학을 반대한 것으로 유명하다. 양자역학에서 아인슈타인이 가장 반대했던 개념은 두 입자가 시공간을 초월해 얽혀 있다는 개념인 ‘양자얽힘’이었다. 아인슈타인은 포돌스키, 로젠과 함께 물리적 실재에 대한 양자역학적 설명은 불완전하다는 내용의 ‘EPR 논문’을 발표했다.●아스페, 클라우저 실험 정확도 높여 이번에 수상한 세 명의 과학자는 이 EPR 논문에서 지적한 양자역학이 틀리지 않았다는 것을 증명해 냈다. 난해한 양자물리학의 기초에 대한 선구적 개념과 실험을 설계하고, 상상으로만 가능했던 양자컴퓨터를 현실화시킬 수 있음을 보여 줬다. 많은 물리학자들은 이번 노벨 물리학상 수상에 이견을 보이지 않는 이유이기도 하다. 조동현 고려대 물리학과 교수는 “양자역학에서는 양자중첩과 얽힘이라는 독특한 상태가 있는데 이번에 수상한 3명은 광자를 이용해 정보가 교환된다는 것을 실험적으로 증명했다는 점을 노벨위원회에서 인정했다”고 설명했다. 지난해 영국물리학협회(IOP)에서 발간하는 학술지 ‘피직스 월드’는 120년간 노벨 물리학상 수상 패턴을 분석해 수상자 예측 결과를 발표했다. 이때 유력한 후보로 양자얽힘 현상을 실험적으로 검증한 이번 수상자 3명을 정확하게 꼽기도 했다. ●클라우저 ‘벨 부등식’ 실험 설계 클라우저는 1969년 광자의 편광이라는 특성을 이용해 벨 부등식을 실제 실험으로 구현했고, 1972년 측정 결과가 양자역학의 해석에 가깝다는 사실을 밝혔다. 1982년 아스페 교수는 정확도가 다소 떨어졌던 클라우저의 실험을 좀더 정교한 실험으로 설계해 양자역학을 실험적으로 사실상 증명해 냈다.●차일링거, 양자 순간이동 첫 증명 또 차일링거 교수는 빛의 기본입자인 광자를 이용해 다수의 입자가 얽힐 수 있다는 것을 보여 양자 컴퓨터를 향한 진전을 이뤘다. 또 절대 깨지지 않는 양자암호의 기반이 될 수 있는 한 입자의 성질이 다른 입자로 옮겨 가는 양자 순간이동 현상을 최초로 실험적으로 증명하기도 했다. 차일링거는 영국 물리학회에서 수여하는 1회 뉴턴 메달을 수상했고, ‘예비 노벨상’으로 알려진 울프상도 2010년에 받았다. 이번 물리학상 수상자들은 상금 1000만 스웨덴크로나(약 13억 70만원)를 3분의1씩 나눠 받게 된다.

2022년 노벨 물리학상은 양자정보과학을 연구해 양자 컴퓨터의 기반을 마련한 프랑스, 미국, 오스트리아 출신 과학자에게 돌아갔다. 밝혔다. 노벨위원회는 “이번 수상자들은 양자역학의 불완전성을 가정하는 ‘벨 부등식’을 확인할 수 있는 실험을 설계해 양자역학 이론을 재증명하고 양자얽힘을 밝혀냄으로써 양자정보과학을 개척했다”고 평가했다. 상대성 이론을 만든 아인슈타인은 확률론으로 과학을 설명하는 양자역학을 반대한 것으로 유명하다. 양자역학에서 아인슈타인이 가장 반대했던 개념은 두 입자가 시공간을 초월해 얽혀 있다는 개념인 ‘양자얽힘’이었다. 아인슈타인은 포돌스키, 로젠과 함께 물리적 실재에 대한 양자역학적 설명은 불완전하다는 내용의 ‘EPR 논문’을 발표했다. 이번에 수상한 세 명의 과학자는 EPR 논문에서 지적한 양자역학이 틀리지 않았다는 것 증명해냈다. 난해한 양자물리학의 기초에 대한 선구적 개념과 실험을 설계하고, 상상으로만 가능했던 양자컴퓨터를 현실화시킬 수 있음을 보여줬다. 이 때문에 많은 물리학자들은 이번 노벨 물리학상 수상에 이견을 보이지 않고 있다. 조동현 고려대 물리학과 교수는 “양자역학에서는 양자중첩과 얽힘이라는 독특한 상태가 있는데 이번에 수상한 3명은 광자를 이용해 정보를 교환된다는 것을 실험적으로 증명했다는 점을 노벨위원회에서 인정했다”고 설명했다. 지난해 영국물리학협회(IOP)에서 발간하는 학술지 ‘피직스 월드’는 120년간 노벨물리학상 수상 패턴을 분석해 수상자 예측 결과를 발표했다. 이때 유력한 후보로 양자 얽힘 현상을 실험적으로 검증한 이번 수상자 3명을 정확하게 꼽기도 했다.존 클라우저는 1969년 광자의 편광이라는 특성을 이용해 벨 부등식을 실제 실험으로 구현했고, 1972년 측정결과가 양자역학의 해석에 가깝다는 사실을 밝혔다. 1982년 아스페 교수는 정확도가 다소 떨어졌던 클라우저의 실험을 좀 더 정교한 실험으로 설계해 양자역학을 실험적으로 사실상 증명해 냈다. 또 차일링거 교수는 빛의 기본입자인 광자를 이용해 다수의 입자가 얽힐 수 있다는 것을 보여 양자 컴퓨터를 향한 진전을 이뤘다. 또 절대 깨지지 않는 양자암호의 기반이 될 수 있는 한 입자의 성질이 다른 입자로 옮겨가는 양자 순간이동 현상을 최초로 실험적으로 증명하기도 했다. 차일링거는 영국 물리학회에서 수여하는 1회 뉴턴 메달을 수상했고, ‘예비 노벨상’으로 알려진 울프상도 2010년에 받았다. 이번 물리학상 수상자들은 상금 1000만 스웨덴크로나(13억 70만원)를 3분의1씩 나눠 받는다.

국내 연구진이 원자가 빛을 내뿜는 초방사 현상을 이용해 작동하는 양자엔진을 만드는 것에 처음 성공해 주목받고 있다. 서울대, 삼성종합기술원, 성균관대, 포스텍 공동 연구팀이 빛으로 작동하는 양자 엔진을 실제로 구현했다. 이번 연구 결과는 광학 분야 국제학술지 ‘네이처 포토닉스’ 7월 22일자에 실렸다. 초방사(超放射·super-radiance)는 양자역학적으로 질서정연하게 움직이는 밀도 높은 원자들이 집단으로 빛을 강하게 방출하는 현상으로 1954년 미국 물리학자 로버트 디키가 처음으로 예측했다. 일반적인 방사 현상과는 달리 초방사는 각각의 원자에서 방출된 빛들이 보강간섭(합쳐지면서 더 강해지는 현상)을 일으켜 강한 빛을 방출한다. 양자엔진은 양자 중첩상태로 준비된 연료로 동작한다. 고전 열역학 법칙에 따라 작동하는 일반 엔진의 최대 효율(카르노 효율)을 넘어설 수 있다는 것이 이론적으로 밝혀졌다. 이 때문에 최근에는 초방사 현상을 이용해 양자영역에서 동작하는 엔진에 대한 아이디어가 나왔지만 실험적으로 구현된 적은 한 번도 없다. 초방사 양자 엔진은 강하게 방출된 빛의 압력으로 작동한다. 엔진이 정상적으로 동작하기 위해서는 초방사 현상을 켜고 끄는 것이 가능해야 하지만 지금까지는 제어 기술이 없었다. 연구팀은 많은 원자들이 초방사를 일으킬 수 있는 양자 중첩상태로 만든 다음 양자 위상(위치나 형태)을 제어하면 초방사 현상을 빠르게 켜고 끌 수 있다는 점에 착안했다. 이를 위해 연구팀은 10㎚(나노미터) 두께의 실리콘 박막에 가로 280㎚, 세로 190㎚의 나노구멍 1000개를 체스판 패턴으로 만들었다. 이 나노구멍 격자에 초속 800m로 바륨 원자광을 쏘아 초방사를 일으킬 수 있는 양자 중첩 상태로 만들고 두 개의 거울로 구성된 공진기 안에서 빛을 내도록 했다. 거울은 빛의 압력으로 움직이는 엔진의 피스톤 역할을 한다. 연구팀은 레이저를 이용해 원자들의 양자위상을 제어해 원자들이 빛을 강하게 방출하는 초방사 현상을 빠른 속도로 켜고 끌 수 있게 했다. 이 방법으로 빛의 압력에 의해 가열, 팽창, 냉각, 수축에 따라 양자엔진이 작동하는 것을 확인했다. 특히 팽창 과정에서 엔진 온도가 15만도까지 올라가면서 효율이 98%까지 높아지는 것이 관찰됐다. 연구팀은 이번 연구가 실험실에서 수행한 소규모 기초 연구이지만 초방사 양자엔진의 가능성을 실험적으로 보여줌으로써 열역학 법칙을 넘어 고효율로 일하는 고성능 엔진 개발에 도움을 줄 것으로 기대했다. 연구를 이끈 안경원 서울대 물리천문학부 교수는 “이번 연구는 빛으로 작동하는 초방사 양자 엔진을 실험적으로 구현해 낸 첫 번째 사례라는 점”이라며 “초방사 현상 제어 기술을 통해 원자물리, 양자정보처리 분야는 물론 엔진의 효율을 획기적으로 높일 수 있는 길을 제시했다”고 설명했다.

우주망원경 제임스웹이 보내온 우주 저 먼 곳 모습에 가슴이 뛴다. 은하단 ‘SMACS 0723’. 40억년을 날아와 제임스웹에 상(像)을 앉힌 은하의 빛이라니, 1초에 지구를 7바퀴 반 도는 빛이 40억년을 날아가 닿을 거리는 대체 얼마란 말인가. 138억년 전 빅뱅 이후 팽창을 거듭한 우주의 관측가능거리(관측가능 우주)는 930억 광년이고, 그 너머는 무엇인지, 끝이라는 게 있기는 한 것인지도 모를 게 우주라는 사실 앞에선 그저 말문이 막힌다. 양자역학, 미시의 세계는 어떤가. 원자핵 하나, 전자 하나로 구성된 수소만 해도 서울광장에 축구공만 한 원자핵이 있다면 전자는 수원 어디쯤을 떠다니는 먼지 하나이고, 그 사이는 텅 비어 있다니 이건 또 무슨 말인가. 군살 가득한 이 몸뚱이가 실은 텅 빈 공간을 합친 것이라니. 광활한 우주 한 구석, 창백하고 푸른 점 하나에 다닥다닥 붙어 사는 종족들이 원자핵과 전자마냥 서로 떨어지고 갈라지지 못해 안달이다. 먼지에도 내 편이 있고, 네 편이 있을 판이다.

“학원에서 선행학습을 하면 일시적으로 성적을 잘 받을지 모르겠지만 장기적 차원에서는 수학을 어렵고 재미없는 과목이라고 느끼게 만듭니다. 수학포기자(수포자)를 양산하는 거죠.” ‘사교(斜交) 기하학’(Symplectic Geometry) 분야 세계적 석학인 오용근(61) 포스텍 수학과 교수는 한국 수학교육의 문제점을 조목조목 꼬집으면서 부모의 인내와 격려를 주문했다. 기초과학연구원(IBS) 기하학수리물리연구단을 이끄는 오 교수는 호암상 과학부문 물리·수학분야 수상자로 선정돼 31일 상을 받는다. 시상식에 앞서 지난 27일 만난 오 교수는 “초등학교 시절부터 선행학습으로 충분한 이해 없이 문제 푸는 알고리듬만 주입받아 문제 해결 능력을 키우지 못하고 부모의 조바심과 불안감까지 더해지면서 문제가 된다”고 강조했다. 오 교수는 “한국 수학 교과서는 아주 잘 만들어져 있기 때문에 자기 리듬에 맞춰 시간을 두고 문제를 스스로 풀어 보는 연습을 반복하면 고등 사고를 필요로 하는 수학도 쉽게 배울 수 있다”며 “어른들은 수학 성적 때문에 아이들이 자괴감을 느끼지 않도록 격려해 주는 것이 필요하다”고 조언했다. 오 교수는 “수학도 예체능과 같다”고 했다. 음치에게 노래를 못한다고 혼내지 않는 것처럼 수학적 사고력도 타고나는 부분이기 때문에 노력만으로 한계가 있다는 말이다. 수학에 대한 불필요한 스트레스를 줘 수포자를 만들지 말고, 학생들이 갖고 있는 다른 재능을 계발할 수 있도록 돕는 것이 필요하다고 충고했다. 오 교수가 연구하는 사교 기하학은 현대 수학에서 급속히 발전하고 주목받고 있는 분야다. 간단히 말하자면 뉴턴 고전역학과 양자역학을 연결해 주는 가교 역할을 하는 수학이다. 오 교수는 “수학 분야는 모든 시도가 좋은 결과로 이어지지 않을 때가 많고, 좋은 논문을 내놓더라도 공감하는 사람이 많지 않은 게 현실”이라면서 “인식의 지평을 넓혀 가기 위해 외로이 연구에 전념하고 있는 모든 연구자에게 희망이 됐으면 한다”고 호암상 수상 소감을 덧붙였다.

“호기심과 열정, 나 자신에 대한 믿음만으로 남들이 하지 않은 주제에 관심을 갖고 연구를 해왔습니다. 다른 분야들도 그렇지만 수학은 특히 모든 시도가 좋은 결과로 이어지지 않을 때가 많고 좋은 논문을 내놓더라도 공감하는 사람이 많지 않습니다. 이번 수상은 인식의 지평을 조금씩 넓혀가기 위해 외로이 연구에 전념하는 모든 연구자에게 희망이 됐으면 합니다.” 올해 호암상 과학부문 물리·수학분야 수상자로 선정된 오용근(61) 포스텍 수학과 교수는 27일 서울신문과 만나 수상소감에 대해 이렇게 답했다. 기초과학연구원(IBS) 기하학수리물리연구단을 이끌고 있는 오 교수는 ‘사교(斜交) 기하학’(Symplectic Geometry) 분야의 세계적 석학이다. 이번 호암상도 사교기하학과 사교위상수학의 교과서적 연구성과로 한국 수학의 위상을 국제적으로 드높인 점을 높이 평가받아 수상하게 됐다. 20세기 초 양자역학이 등장하면서 뉴턴 고전역학이 풀기 어려운 문제들이 제기됐다. 연구자들은 기하학적 구조를 끌어들여 고전역학을 재구성해 문제 해결을 시도했는데 이렇게 등장한 것이 사교 기하학이다. 쉽게 이야기하자면 고전역학에서 양자역학으로 자연스럽게 넘어갈 수 있도록 가교 역할을 한 것이 사교기하학이다. 현대 수학에서 급속히 발전하고 주목받고 있는 사교기하학 분야에서 오 교수는 그동안 풀리지 않고 있던 여러 가지 중요한 문제들을 해결한 세계적인 수학자로 평가받고 있다. 20년 넘게 외국에서 연구자 생활을 했던 오 교수가 보는 한국 수학연구 수준은 어떨까. 오 교수는 “한국 수학 연구수준은 지난 30년 동안 엄청나게 발전해 현재는 세계적 수준에 근접했다”고 평가했다. 국제수학연맹(IMU)은 회원국들의 수학 수준을 1~5등급으로 나누고 있는데 한국은 지난해 4등급에서 최고 등급인 5등급으로 상향 조정됐다. 현재 80개 회원국 중 5등급으로 분류된 나라는 한국을 포함해 12개국 뿐이다. 2014년에 2등급에서 4등급으로 단번에 2등급이 상향된 것도 수학연맹 사상 처음으로 기록됐다.어려서부터 가장 좋아했던 과목이 ‘수학’이어서 대학에서도 수학을 전공으로 결정하고 평생 수학만 연구해왔던 오 교수에게 ‘수포자’(수학포기자)와 초·중·고교 수학교육에 대한 의견을 물었다. 오 교수는 “학원에서 선행 학습을 하는 것이 일시적으로 성적을 잘 받을 수 있게 해줄지는 모르겠지만 장기적 측면에서는 수학을 어렵고 재미없는 과목이라고 느끼게 만든다”고 단호하게 말했다. 수학으로 인한 불필요한 스트레스가 수포자를 양산한다는 지적이다. 오 교수는 “선행학습으로 충분한 이해 없이 문제 푸는 알고리듬만 주입받아 문제 해결능력을 초등학교 시절 키우지 못하는데다가 부모들의 조바심과 불안감이 수포자를 양산하는 것”이라며 “한국 수학 교과서는 아주 잘 만들어져 있기 때문에 자기의 리듬에 맞춰 차분히 수학의 기초를 쌓고 스스로 생각해 문제를 해결할 수 있는 능력을 개발하는 것 중요하다”며 고 조언했다. “시간을 두고 문제를 스스로 풀어보는 것을 충분히 반복한다면 그 기초 위에 고등 사고를 필요하는 수학도 배울 수 있게 됩니다. 수학도 음악이나 미술, 체육 같은 예체능 분야처럼 노력만으로 모두가 다 잘 할 수 있는 것이 아닙니다. 수학적 사고력을 타고난 사람이 있다는 것을 부모들이 받아들여 합니다. 음치에게 노래를 못한다고 혼내지는 않잖아요. 수학 역시 노력만으로 안 될 수 있습니다. 그걸로 자괴감을 느끼지 않도록 어른들이 격려해주는 것이 필요합니다.”앞으로 계획에 대한 질문에 오 교수는 “그동안 연구해왔던 사교 기하학의 이론을 더욱 확장·발전시켜 열역학이나 양자얽힘 같은 물리학 이론에도 적용하고 싶다”고 말했다. 한편 호암재단은 오 교수를 비롯해 올해 호암상 수상자로 선정된 화학·생명과학, 공학, 의학, 예술 분야 5명과 사회봉사 분야 단체 1곳에게 오는 31일 서울 중구 호암아트홀에서 시상식을 열어 상장과 메달, 상금 3억 원을 수여한다.

도박의 역사(데이비드 G 슈워츠 지음, 홍혜미·김용근·이혁구 옮김, 글항아리 펴냄) 역사학자인 저자가 인류의 욕망을 반영해 온 도박의 역사를 일목요연하게 펼쳐 냈다. 3000년 전 이라크 북부 지역에서 탄생한 주사위부터 21세기 미국 라스베이거스의 메가 카지노까지 살펴본 저자는 도박의 힘은 본질과 보편성에서 나온다고 단언한다. 616쪽. 3만원.빛이 매혹이 될 때(서민아 지음, 인플루엔셜 펴냄) 물리학자의 시각으로 물리학과 미술 발전의 기폭제가 된 빛의 본질에 대해 질문을 던지고 이를 탐구한다. 광학에서 양자역학, 상대성이론에 이르는 물리학 개념들을 모네, 피카소 등 빛을 직관적으로 이해한 화가들의 작품과 함께 다뤄 과학과 예술이 시너지를 만들어 낸 과정을 흥미롭게 풀어낸다. 280쪽. 1만 7500원.기후변화, 이제는 감정적으로 이야기할 때(리베카 헌틀리 지음, 이민희 옮김, 양철북 펴냄) 기후변화의 심각성에도 실제 기후재난에 대해 사람들이 둔감한 이유는 무엇일까. 사회과학자인 저자는 여러 사람을 심층 인터뷰한 결과 기후변화에 정부나 기업의 책임이 더 크다면서 자기 책임을 부정하는 마음이 걸림돌이 된다고 지적한다. 320쪽. 1만 6000원.음식과 치유(폴 피치포드 지음, 이희건 옮김, 이데아 펴냄) 미국 영양학계의 석학인 저자가 현대 영양학을 통해 식이요법, 음식 조합, 체중 감량 등에 성공하는 비법을 설명한다. 인체 시스템의 균형이 무너진 데서 병의 원인을 찾고, 균형의 회복이라는 동양의학적 관점을 바탕으로 가공되지 않은 식물성 식품 위주 식단을 제안한다. 1240쪽. 9만 6000원.스파이 여우(김형진 글, 이갑규 그림, 지구의아침 펴냄) 방송 PD로 일하는 작가의 신작 동화. 인간이 만든 인공지능(AI) 여우가 길 잃은 아기 여우로 위장해 실제 여우 가족들 사이로 침투한 뒤 깨닫게 되는 가족의 가치에 대해 그렸다. 교활하고 영악하다고 알려진 여우에 대한 편견을 떨쳐 내는 이야기는 사랑이 무엇인지 생각하게 한다. 120쪽. 1만 2000원.하버드 스퀘어(안드레 애치먼 지음, 한정아 옮김, 비채 펴냄) ‘콜 미 바이 유어 네임’(2007)으로 유명한 작가의 장편소설. 미국 영주권을 얻지 못해 추방당할 위기에 놓인 택시운전사 칼라지를, 그와 우연히 만나 가까워진 하버드대 대학원생 ‘나’의 시선을 통해 바라보며 이방인과 방랑자의 아픔을 조명했다. 392쪽. 1만 5800원.