동계올림픽이 열리는 평창에서 7000마일(약 1만 1265㎞) 떨어진 곳에 있는 화학자들이 평창동계올림픽을 기념하기 위해서 가장 작은 올림픽 로고를 합성하는 방법을 개발해 화제다.미국 플로리다주립대 화학및생화학과 연구진이 탄소와 수소 원자를 합성해 ‘올림피센’(olympicene)이라는 고리화합물을 쉽게 만드는 방법을 개발하고 화학분야 국제학술지 ‘안게반테 케미’ 최신호(2월 5일자)에 발표했다.탄소원자 19개와 수소원자 12개로 이뤄진 고리형 방향족 분자인 올림피센(C19H12)은 2012년 영국 런던에서 열리는 하계올림픽을 기념하기 위해 영국왕립화학회에서 합성했다. 올림픽을 기념하기 위해 만들었기 때문에 올림픽과 탄소이중결합을 의미하는 접미사 ‘ene’을 붙여 올림피센이라는 이름을 붙였다. 방향족 물질이지만 가운데는 방향족이 아니며 511.754도에서 끓는다. 특히 ‘꿈의 신소재’라고 불리는 그래핀과 비슷한 전기적 특성을 갖고 있어서 정밀 센서, 정보 및 에너지 저장장치, 차세대 태양전지, LED 등 다양한 분야에서 활용가능성이 높은 물질이다. 올림피센은 1960년대에 처음 합성됐지만 유독 물질을 사용하고 복잡한 7단계의 합성 과정을 거쳐야 만들 수 있다. 2012년 영국 화학자들은 기존 합성방법에서 덜 유독한 물질을 사용해 효율을 높이는 방식으로 올림피센을 합성했다.이번 플로리다주립대 연구진은 기존의 7단계 합성법을 다섯 단계나 줄여 2단계 합성법을 만드는데 성공했다. 연구팀은 이번에 개발한 혁신적 합성법에 평창동계올림픽을 기념하기 위해 ‘Ph-올림피센 합성법’이라고 이름을 붙였다. 이고르 알라부긴 플로리다주립대 교수는 “2012년 영국 과학자들처럼 올림픽 기간에 맞춰서 발표하려고 했던 것은 아니다”라며 “평창동계올림픽 기간에 맞춰 올림피센의 새로운 합성법을 발표하게 된 것은 우연의 일치이지만 우리에게는 행운이면서 영광”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

우리가 일상적으로 쓰는 단어 중에는 본래의 뜻과는 전혀 다르게 쓰이는 것들이 있다. 대표적인 것이 ‘솔푸드’다. 솔과 푸드, 영혼과 음식이라는 단어가 붙어서일까. 흔히 솔푸드는 ‘영혼의 음식’ 내지는 ‘깊은 감동을 주는 추억의 음식’이라는 의미로 사용된다. 원래의 솔푸드는 미국 남동부 음식, 그중에서도 주로 노예로 끌려와 농장에서 고된 일을 하던 흑인들이 주로 먹던 음식을 지칭하는 용어다. 그러니까 따지고 보면 ‘당신의 솔푸드는 무엇입니까’란 질문은 ‘당신의 미국 남부 흑인 음식은 무엇입니까’가 되는 셈이다.솔푸드는 대개 튀기거나 한 솥에 많은 재료를 넣고 끓여 만드는 고열량 음식이 대부분이다. 빠르고 간편하게 높은 열량을 섭취해야 하는 노동자의 음식이기 때문이다. 우리에게 친숙한 프라이드치킨도 그중 하나다. 흑인 노동자들의 아픔이 녹아 있는 솔푸드가 어째서 한 개인의 추억 속 음식이라는 뜻으로 변형됐는지는 도통 알 턱이 없지만, 이른바 한국인의 솔푸드 하면 빠지지 않고 언급되는 것이 바로 삼겹살 구이다.매년 황사철이 되면 삼겹살이 먼지를 씻어내는 데 효과가 있느냐 없느냐 등 효능에 관한 각종 기사와 콘텐츠들이 쏟아져 나와 안 그래도 비싼 삼겹살 수요를 더욱 부추긴다. 한편에선 서양에서는 별로 가치가 없어서 버리다시피 하는 값싼 삼겹살을 우리나라가 비싸게 수입해 판다는 이야기와 함께 지방이 많아 몸에도 좋지 않은 부위를 좋아하는 우리 민족을 이해할 수 없다는 자조 섞인 비판의 목소리도 심심찮게 나온다. 여기서 오해하지 말아야 할 부분이 있다. 서양에서 삼겹살은 버리다시피 하는 값싼 부위가 결코 아니라는 것이다.돼지를 두고 ‘노즈 투 테일’(Nose to Tail), 즉 ‘코부터 꼬리까지’란 표현이 있다. 돼지의 모든 부위를 모두 식재료로 활용할 수 있다는 데서 나온 말이다. 이것은 비단 돼지에게만 적용되는 것만은 아니다. 전 세계 어느 곳을 막론하고 도축한 고기를 그냥 버리는 경우는 없다. 껍데기와 피, 내장, 뼈 등 부속물을 이용한 요리는 우리나라뿐 아니라 고기를 먹는 다른 문화권에서도 흔히 볼 수 있다. 이탈리아의 ‘코파 디 테스타’는 영락없는 우리의 돼지머리 편육이고 돼지족으로 만든 소시지 ‘잠포네’는 외관상 족발이다. 이를 본 한국인 열에 아홉은 ‘이탈리아 사람들도 이런 걸 먹네’ 하며 신기해한다. 우리만 먹는 게 아니라 우리도 먹는 것이다. 삼겹살의 모양은 돼지의 품종과 사육방식, 부위에 따라 차이가 있다. 자세히 들여다보면 고기에 지방이 끼어 있다기보다 지방에 고기가 끼어 있는 듯한 모양새다. 그만큼 지방의 비율이 다른 부위에 비해 많다. 이것은 요리에 있어 단점이 아니라 장점이다. ‘주방의 화학자’ 해롤드 맥기는 우리가 인지하는 고기 맛은 지방에 축적된 맛 분자들 때문이라고 설명한다. 살코기가 아니라 지방이 고기 맛을 결정짓는다는 것이다. 기름기 적은 소고기에 돼지기름을 넣고 구우면 그 맛이 소고기보다 돼지고기의 맛에 가까워지는 셈이다. 또 지방이 많을수록 육질이 부드러울 뿐 아니라 고소하고 달콤한 풍미도 선사해 준다. 마블링이 촘촘하게 박혀 있는 소고기가 왜 비싼지 생각해 보면 쉽다. 삼겹살이 다른 부위에 비해 국민적인 사랑을 받는 것도 이 때문이다. 지방이 많기 때문에 맛있는 것이다. 우리야 생삼겹살을 얇게 잘라 불에 구워 먹는 것을 선호하지만 서양에서는 대부분 염장이나 훈제 등 한 차례 가공을 거친 후 소비한다. 대표적인 것이 염장한 삼겹살에 연기를 쐬어 훈제한 베이컨이다. 염장과 훈연은 고기를 장기간 보관하기 위해 고안된 조리법 중 하나다. 둘 다 유해한 미생물의 발생을 억제하면서 동시에 재료에 독특한 풍미를 더한다. 유럽에서 훈제향을 특히 좋아하는 건 유럽 북부 사람들이다. 길고 추운 겨울을 버티려면 염장과 훈연은 선택이 아니라 필수였다. ‘장모님만 빼고 다 훈제한다’는 우스갯소리도 있을 만큼 훈제향을 입힌 음식을 선호한다. 반면 남유럽 사람들은 훈제보다는 향신료를 이용한 염장 육가공품을 선호한다. 이탈리아에선 소금에 절인 삼겹살을 ‘판체타’라 부른다. 얇게 저며서 빵과 함께 그냥 먹기도 하지만 대부분 이탈리아 요리에 감칠맛을 내는 조미료처럼 사용하기도 한다. 지방이 많다는 이유로 다른 요리에 지방을 더하는 데 사용해 풍미를 높이는 역할을 한다. 계란 노른자로 만드는 ‘카르보나라’를 만들 때 사용하는 것도 판체타다. 많은 레시피에서 판체타가 없으면 베이컨을 대신 사용하라고 조언하지만 사실 그 둘은 전혀 다른 재료다. 외국에서 삼겹살이 싸다는 건 이젠 옛말이다. 유럽 정육점에 파는 생삼겹살 가격을 보면 다른 부위에 비해 특별히 저렴하지도 않다. 늘 그렇듯 새로운 소비를 부추기는 건 미디어다. 인기 요리사들에 의해 삼겹살을 이용한 조리법이 방송을 타면서 특정 기간 삼겹살 가격이 급등했다는 유럽발 기사도 심심찮게 보인다. 한식의 세계화를 위해 한국의 식문화를 세계에 소개한다고 한다. 어쩌면 삼겹살 구이 문화는 우리만 알고 있는 편이 여러모로 나을지도 모르겠다.

“창조주여, 제가 부탁했습니까? 진흙에서 저를 빚어 사람으로 만들어 달라고? 제가 애원했습니까? 어둠에서 절 끌어내 달라고?” (‘프랑켄슈타인’ 서문에 실린 존 밀턴 ‘실낙원’의 한 구절) 영국의 소설가 메리 셸리(1797~1851)는 남편 퍼시 셸리와 시인 조지 바이런 경의 대화, 당시 유행하던 괴기소설 등에 자극을 받아 21살이 되던 1818년 괴기소설 ‘프랑켄슈타인-근대의 프로메테우스’를 발표했다.무생물에 생명을 부여할 수 있는 방법을 알아낸 스위스 제네바의 과학자 빅터 프랑켄슈타인 박사는 죽은 사람의 뼈와 장기, 피부 등을 이용해 8피트(244㎝)의 인조인간을 만들어 생명을 불어넣는다. 이렇게 만들어진 괴물은 인간 이상의 힘을 발휘하고 자신과 똑같은 형태의 신부까지 요구했다. 그렇지만 새로운 인종이 나와 인간을 멸망시킬까 봐 두려워했던 프랑켄슈타인 박사는 요구를 거부했다가 죽임을 당한다. 사실 ‘프랑켄슈타인’은 괴물을 창조한 과학자의 이름이었을 뿐 괴물에게는 이름이 없었다. 그렇지만 1931년 미국 유니버설스튜디오에서 처음 영화로 만들어진 이후 수많은 작품에서 괴물의 이름으로 차용됐고 ‘죽음으로부터 환생’이라는 소재는 현대 공포영화에서 다양하게 변형돼 사용되고 있다. 올해는 셸리의 소설 ‘프랑켄슈타인’이 발표된 지 200년이 되는 해다. 셸리는 소설을 쓰면서 영국의 전기화학자 험프리 데이비의 전기분해 기술, 찰스 다윈의 할아버지 에라스무스 다윈의 자연발생실험 등 당대 최고 수준의 과학기술을 활용했지만 사람과 똑같은 형태와 기능을 가진 인조인간을 만든다는 아이디어는 단순한 공상에 불과하다는 평가를 받았다. 그렇지만 생물학이나 생체공학 기술이 발달하면서 ‘프랑켄슈타인’ 몬스터는 점점 현실로 다가오고 있다. 세계적인 과학저널 ‘사이언스’는 이번 주 호의 표지와 커버스토리로 ‘프랑켄슈타인’을 선정해 인조인간을 만드는 데 필요한 기술들이 현재 어느 수준까지 왔는지에 대해 다각도로 분석했다. 셸리가 묘사한 프랑켄슈타인 몬스터를 현실화하기 위해서는 장기이식을 비롯해 생체공학, 기계공학, 유전자 가위기술, 배아복제기술 등이 필요하다. 특히 인간과 비슷한 형태를 만들기 위해서는 장기이식 기술이 핵심이다. 1950년대 신장이식이 성공한 뒤 간, 심장, 췌장, 소장 등 다양한 장기의 이식이 속속 성공하고 있다. 연구자들은 가까운 시일 내에 신경과 모세혈관을 비롯해 인체를 이루는 대부분의 기관을 이식할 수 있을 것으로 보고 있다. 이처럼 다른 사람의 신체기관이 아닌 환자 자신의 세포를 떼어내 원하는 기관으로 분화시켜 이식할 수 있는 실험실 생체장기(오가노이드) 기술도 인조인간을 만드는 데 중요하게 활용될 수 있다. 그렇지만 현재까지 이 부분의 기술은 실제 사람의 장기 크기가 아닌 수 ㎜~1㎝ 수준에 불과해 당장 활용하기는 쉽지 않다. 또 손이나 다리가 절단된 환자나 군대에서 활용하기 위해 만들어진 외골격 로봇 같은 생체공학 기술도 미래의 프랑켄슈타인 몬스터를 만드는 데 핵심 기술이 될 것으로 예상되고 있다. 한편 사이언스는 21세기에 들어서 급격한 과학기술의 발전으로 드러나지 않은 ‘잠재적 프랑켄슈타인 박사들이 많다’고 지적했다. 연구자들은 그런 외골수 과학자들이 만들어 내는 괴물을 ‘실존적 위험’(existential risk)이라고 부르고 있다. 실존적 위험은 인류에게 돌이킬 수 없는 영구적이고 부정적인 결과를 초래할 수 있는 위험을 일컫는 것으로, 이 같은 위험한 연구에는 윤리적이고 인문학적 문제들이 포함돼 있는 만큼 충분한 논의가 필요하다고 사이언스는 지적했다. 네덜란드 바헤닝언 대학교 윤리철학자 헨 벤 데 벨트 교수는 “과학자들이 프랑켄슈타인 몬스터 같은 인조인간을 만드는 것은 두렵기는 하지만 과학 발전을 위해서는 포기해서는 안 될 문제”라며 “만약 18세기에 지금과 같은 연구윤리위원회가 있었더라면 소설 ‘프랑켄슈타인’의 결론은 좀 더 해피엔딩이 됐을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

미국항공우주국(NASA) 출신으로, 미국 유전공학 회사 ‘디 오딘’(The Odin)의 설립자이자 최고경영자(CEO)인 조시아 제이너(36) 박사는 최근 자기 몸에 직접 ‘유전자 편집’ 실험을 시행했다. ‘크리스퍼 캐스9’(CRISPR-Cas9)으로 불리는 유전자 가위 기술을 사용해 왼팔에 있는 근육 성장 억제 단백질의 유전자 기능을 무력화함으로써 자기 자신에게 초인적인 힘을 주려고 시도했던 것이다. 영국 일간 가디언 등 외신은 최근 이런 시도로 화제를 모았던 미국의 생화학자 조시아 제이너 박사의 근황을 전했다. 제이너 박사는 본인에게 생체실험한 뒤 아직 어떤 효과도 보지 못했지만, 동물을 대상으로 한 비슷한 실험에서도 4~6개월은 지나야 효과가 나타났다고 설명했다. 이와 함께 그는 자기 팔의 근육 세포에 있는 DNA에 변형이 있으리라 예상하지만, 이를 확인하는 실험은 진행하지 않을 계획이라고 밝혔다. 왜냐하면 실제로 그의 팔 근육 크기가 변할 가능성에 대해서는 회의적이기 때문이다. 그런데도 제이너 박사는 사람들이 스스로 본인의 유전자를 편집할 수 있도록 도와 ‘슈퍼휴먼’이라는 신인류를 만들어내는 데 앞장서고 싶다고 주장한다. 그는 가디언과의 최신 인터뷰에서 “우리는 항상 우리가 지닌 게놈의 노예였지만, 유전자 편집 기술 덕분에 이제 거의 모든 것을 바꿀 수 있게 됐다. 이는 공상과학(SF)적이고 꾸며낸 이야기처럼 들리지만, 실제로 우리는 1990년대부터 의료적인 이유로 소수의 사람들의 유전자를 변형해 왔다”면서 “난 사람들이 자기 자신을 유전적으로 바꾸는 걸 돕고 싶다”고 밝혔다. 이와 함께 그는 “난 사람들이 타투(문신) 시술소 같은 어떤 장소에 가서 타투를 하는 대신 자기 자신을 근육질로 만들거나 머리카락이나 안구 색상을 바꾸는 어떤 DNA를 선택하는 미래를 상상한다”면서 “DNA는 종이 무엇인지 정의하는데 인간이 이런 유전자 편집 기술 덕분에 새로운 인간으로 변하는 미래는 그리 멀지 않았다고 생각한다”고 말했다. 한편 제이너 박사는 지난 2016년 한 해에만 생체 발광 맥주를 만드는 효모용 키트나 집에서 항생제를 발견할 수 있는 키트 등 200만 달러 상당의 제품을 만들어 팔았다. 그리고 이런 입문용 키트를 가지고 스스로 더욱 발전해 실험하기 원하는 사람들을 위해 무료 지침을 발행하기도 했다. 사진=조시아 제이너 박사 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

‘인간의 본성은 선한 것일까, 아니면 악한 것일까’라는 문제는 맹자의 성선설과 순자의 성악설뿐만 아니라 동서고금의 많은 철학자들의 연구 주제였습니다. 사실 성선설과 성악설을 비롯해 이 문제에 관한 모든 논쟁은 교육의 중요성을 강조하며 마무리 짓는 경우가 많습니다.인간은 본래 착한 성품을 타고 나는데 세파에 찌들어 악한 마음을 갖게 되는 만큼 교육을 통해 본성을 되찾도록 해 줘야 한다는 성선설과 인간의 본성은 악하기 때문에 끊임없는 교육을 통해 악한 마음을 순화시킬 수 있도록 해야 한다는 수준입니다. 그러나 영국의 철학자 존 로크는 ‘빈 서판’론을 통해 인간의 마음은 백지처럼 아무것도 없는 상태이기 때문에 무엇을 쓰느냐에 따라서 달라질 수 있다고 주장하기도 했습니다. 20세기 과학기술이 발달하고 뇌과학 연구가 활발해지면서 인간 본성에 대한 연구에 뇌과학자, 진화생물학자 같은 과학자들이 뛰어들기 시작했습니다. 특히 진화학자이자 심리학자인 스티븐 핑커 미국 하버드대 심리학과 교수는 ‘빈 서판’, ‘우리 본성의 선한 천사’ 등의 책을 통해 인간 본성의 근원을 찾으려고 애쓰고 있습니다. ‘우리 본성의 선한 천사’는 빌 게이츠 마이크로소프트 창업자, 마크 저커버그 페이스북 최고경영자(CEO) 등이 극찬을 한 책이기도 합니다. 서평들을 보면 인간의 마음과 인류 문명을 탁월하게 해석한 명저라고 하지만 막상 책을 본다면 쉽게 책을 구입하거나 읽을 엄두가 나지는 않을 것 같습니다. 1400여 페이지에 달하는 두꺼운 책이기 때문입니다. ●“과학발전→소통 활발→폭력성 감소” 간단히 내용을 살펴보면 많은 사람들이 현재보다 과거가 더 낭만적이었고 20세기가 가장 폭력적인 시대였다는 생각들을 갖고 있지만 수많은 그래프와 표, 인류 역사를 분석한 결과 폭력은 지속적으로 감소해 왔고 우리 본성의 선한 ‘천사’들이 악마를 제압함으로써 평화로운 시대가 왔다는 것을 강조하고 있습니다. 핑커는 거버넌스의 변화와 과학기술의 발전 등으로 커뮤니케이션이 활발해지면서 폭력성이 줄었다고 강조하고 있습니다. 그런데 최근 미국 노트르담대, 애팔래치안주립대, 위스콘신·메디슨대 인류학과 공동연구진이 “인구의 크기가 증가하면서 군대의 크기가 상대적으로 줄어 폭력성이 줄어들게 돼 보이는 것일 뿐 인간 본성에 변화는 없다”는 연구결과를 미국 국립과학원에서 발행하는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘PNAS’ 12월 11일자에 발표했습니다. 이번 연구에는 한국계 연구자인 김남철 위스콘신·메디슨대 인류학과 교수도 참여했습니다. ●“인구증가로 군대 감소… 본성 그대로” 연구의 출발점은 “오늘날 폭력에 희생되는 사람의 비율이 낮다는 주장을 수학적으로 설명할 수 있을까”라는 의문이었습니다. 실제로 연구팀은 기원전 2500년 전부터 오늘날에 이르기까지 295개 사회, 430건의 전투를 정밀 분석했습니다. 연구팀은 전체 인구규모와 군대의 규모 비율, 그리고 군대의 규모와 사상자 수를 비교분석한 것입니다. 그 결과 인구 크기에 증가해 군대는 작아지고 전문화되면서 전투에서 사상자 수도 줄어든다는 말입니다. 연구팀은 100명의 성인으로 구성된 집단에서 4분의1에 해당되는 25명이 전투원으로 활동하는 것은 합리적이지만 1억명의 인구집단을 가진 국가에서 2500만명의 병사들을 갖는다는 것은 효율성은 물론 수송과 보급 같은 병참에서도 문제가 생길 수 있다는 것입니다. 연구팀은 이런 불일치를 ‘비례축소’라는 용어로 설명하고 있습니다. 연구팀은 기술과 거버넌스의 진보 덕분에 인류가 좀더 평화적이고 선한 천사로 변하고 있다는 주장은 사실과 다르다는 결론을 내리게 된 것입니다. 물론 스티븐 핑커 교수는 세계적인 과학저널 ‘사이언스’와의 인터뷰를 통해 이번 연구결과가 ‘인간 본성을 제대로 설명하지 못하고 있다’고 비판하기도 했지요. 핑커 교수의 주장처럼 인간의 폭력성이 점점 줄어드는 것이든지, 이번 연구결과처럼 인구증가에 따라 전쟁과 전쟁 사상자가 줄어드는 것이든지 간에 2018년에는 전쟁이나 아동폭력 같은 안 좋은 소식은 이제 그만 들리는 평화로운 한 해가 됐으면 하는 바람입니다. edmondy@seoul.co.kr

“강연을 끝내며 마지막으로 한마디만 더 하겠습니다. 오늘 우리가 살펴본 양초는 주위 환경과 조화롭게 영향을 주고받으며 자기를 태워 빛을 냅니다. 이 자리에 있는 여러분도 양초처럼 이웃을 위한 밝은 빛이 되고 주위 환경과 잘 어울려 살 수 있는 사람이 되길 바랍니다. 양초의 불꽃 같은 아름다움으로 인류 복지를 위해 모든 노력을 아낌없이 바쳐 주기를 간절히 바랍니다.”1860년 크리스마스를 며칠 앞두고 69세의 노신사가 영국 왕세자와 어린이들 앞에서 ‘양초의 화학사’라는 주제로 ‘크리스마스 과학강연’을 마치며 한 말이다. 노신사는 ‘전자기학의 아버지’로 불리는 영국의 실험물리학자 마이클 패러데이(1791~1867) 영국왕립연구소(RI) 풀러화학석좌교수였다. 패러데이는 산업혁명으로 과학에 대한 관심이 높아진 일반인들에게 최신 연구성과를 쉽게 알려주고자 1800년부터 대중 강연을 시작했다. 성인을 대상으로 시작했지만 아이들과 함께 오는 사람이 늘면서 1825년부터는 ‘아이들에게 과학강연을 선물해 꿈과 희망을 주자’는 취지로 크리스마스 시즌에 맞춰 청소년과 대중을 위한 과학강연을 선보였다. 192년 전통의 ‘크리스마스 과학강연’의 시작이다. 크리스마스 과학강연 첫해인 1825년에는 존 밀링턴 왕립연구소 교수가 동역학, 광학, 전자기학 등을 내용으로 한 자연철학(물리학) 강연을 했다. 크리스마스 강연을 제안한 패러데이는 1827년부터 시작해 1860년 마지막 강연까지 19번이나 강연자로 섰다. 이 중 6번을 양초 한 자루만으로 화학의 기초인 물질의 특성과 상호작용에 대해 설명하는 등 대중 강연에도 탁월한 능력을 보였다. 패러데이는 양초에 처음 불을 붙일 때 생기는 불꽃의 종류와 밝기, 구조를 보여 주고 수소와 산소의 성질, 공기와 연소의 관계, 이산화탄소가 갖는 화학적 특성, 탄소란 무엇인지, 생물체 내에서 호흡과 연소에는 어떤 상호작용을 하는지를 설명했다. 여섯 번의 강연은 1860년 ‘양초의 화학사 강의’라는 책으로 엮여 지금까지도 화학 고전으로 읽히고 있다.1936년 조프리 잉그램 테일러 경의 ‘배’에 관한 강연은 15분짜리 TV프로그램으로 만들어지기도 했는데 최초의 TV 과학프로그램으로 기록됐다. 이후 1966년부터는 영국 공영방송사 BBC가 크리스마스 강연을 바탕으로 ‘이상한 나라의 과학자들’이라는 과학다큐멘터리를 만들기 시작해 매년 강연 내용을 바탕으로 프로그램을 제작하고 있다. 또 20세기 중후반부터는 왕립연구소 연구원들뿐만 아니라 외국의 유명 연구자들도 강연자로 나서고 있다. 대표적인 강사로 아인슈타인의 뒤를 잇는 20세기 최고의 물리학자로 불리는 리처드 파인만 교수, ‘코스모스’로 유명한 천문학자 칼 세이건 박사, ‘이기적인 유전자’로 대표되는 진화학자 리처드 도킨스 영국 옥스퍼드대 석좌교수 등이 있다.올해 크리스마스 강연자로는 음성인식 및 감정, 언어생성, 웃음과 관련한 신경과학을 중점적으로 연구하는 대표적인 인지신경과학자 소피 스콧 런던대(UCL) 교수가 나섰다. 스콧 교수는 지난 16일 ‘생명의 언어’(The Language of Life)라는 제목으로 강연했으며 이 강연은 오는 27~28일 영국 BBC4에서 3부작으로 방영될 예정이다. 스콧 교수는 인간과 동물이 소리를 이용해 어떻게 소통하는지, 소리는 어떻게 만들어지고 들을 수 있는지를 설명하고 소리를 내지 않는 몸짓이나 표정 등 비음성적 소통 방법에 대해서도 다양한 사례를 들며 강연을 했다. 소통 과정에서 나타나는 뇌의 인지과정을 보여 주면서 흔히 ‘텔레파시’라는 방법으로 사람들이 뇌를 통해 직접 의사소통을 할 가능성은 있을까에 대해서도 알기 쉽게 설명했다. 이은경 전북대 과학학과 교수는 “왕립연구소의 크리스마스 강연은 최근 수많은 과학관과 과학센터에서 이뤄지는 강연, 전시, 공연, 체험 등 다양한 형식의 과학프로그램 원조”라며 “일반인들이 과학에 좀더 관심을 두고 가깝게 느끼게 하려면 크리스마스 강연처럼 각 분야 전문가들이 사람들의 여러 관심사를 과학과 연결한 새롭고 흥미로운 프로그램이 필요하다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지방 분해를 촉진하는 에너지 음료를 과학자들이 개발해냈다. 미군이 전장에서 초인적인 능력을 발휘하게 할 목적으로 고안된 이 보충 음료는 심신의 수행 능력 또한 높인다. 영국 일간 데일리메일은 10일(현지시간) 영국 옥스퍼드대학 연구진이 10년 동안 총 6000만 달러가 투입된 과학 연구를 기반으로 위와 같은 음료를 개발했다고 전했다. 연구진은 탄수화물을 줄이지 않고도 ‘케톤증 효과’를 볼 수 있는 합성 화합물 케톤 에스터를 개발했다. 케톤증은 인체가 탄수화물이 부족할 때 체내 지방을 근육과 두뇌의 에너지로 분해해 사용할 때 나타나는 것으로 지방 연소 효과가 강화돼 체중 감량이 상대적으로 빨라진다. 즉 케톤 에스터를 섭취하면 탄수화물을 줄이지 않고 지방 분해를 촉진하고 더 나아가 심신에 필요한 에너지를 극대화할 수 있다는 것이다. 이제 이 음료는 ‘케토 인 어 보틀’(keto in a bottle)이라는 이름으로 미국 샌프란시스코에 본사를 둔 신생업체 ‘휴먼’이 생산한다. 휴먼의 공동설립자이자 최고경영자(CEO)인 제프 우는 “케톤 에스터는 탄수화물, 지방, 단백질에 이어 네 번째 다량 영양소로 분류될 수 있다”면서도 “그렇지만 탄수화물, 지방, 단백질과 다른 방식으로 신체에 에너지를 보충할 수 있다”고 설명했다. 특히 이 음료는 심신에 더 나은 수행 능력을 제공해도 카페인 등의 각성제처럼 신체에 자극을 주지 않는다. 65㎖ 케톤 음료 1병에는 바나나 큰것 1개와 비슷한 120칼로리(㎉)의 열량이 들어있지만, 탄수화물, 지방, 단백질은 조금도 들어있지 않다. 이에 대해 연구를 이끈 키에란 클라크 옥스퍼드대 생리화학 교수는 피자 1조각 같이 탄수화물이 많은 음식과 함께 케톤 음료를 마시면 지금까지 본 적 없는 성능 향상을 얻을 수 있다고 설명했다. 미국 방위고등연구계획국(DARPA)은 10여 년 전 미군의 능력을 향상하기 위한 음식을 고안하기 위해 과학자들을 수소문했다. 그때 영국 옥스퍼드대학과 미국 국립보건원의 연구자들이 나섰고, 옥스퍼드의 생체 화학자들이 DARPA가 투자한 1000만 달러로 케톤 에스터를 발명해낸 것이다. 이들 연구자는 운동선수들을 대상으로 수많은 임상시험을 통해 음료의 효과를 입증했다. 2016년 세계적 학술지 셀의 자매지 ‘셀 메타볼리즘’에 발표된 이 연구에서 클라크 교수팀은 초기 케톤 음료를 올림픽 출전 경험자들이 포함된 세계 최고 수준의 실력을 갖춘 자전거 선수들에게 제공했다. 연구진은 참가자들을 대상으로 30분 동안 자전거를 타도록 했는데 이때 케톤 음료를 마신 선수들을 탄수화물이나 지방이 많은 음료를 마신 선수들과 비교 분석했다. 그 결과, 케톤 음료를 마신 선수들은 탄수화물이나 지방 음료를 마신 이들보다 평균 400m를 더 달릴 수 있는 것으로 나타났다. 현재 이 음료는 미국 식품의약품국(FDA)이 검토하고 있으며 FDA의 승인이 떨어지면 우선 운동선수들에게 제품을 판매할 계획이라고 휴먼 측은 밝혔다. 사진=HVMN 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

치즈는 서양에서 가장 오래된 발효식품 중 하나다. 고대 그리스 시인 호메로스의 서사시 ‘오디세이’에는 ‘미(美)의 여신 아프로디테가 제우스의 딸 헬레나에게 치즈와 와인과 달콤한 꿀을 먹여 기른 덕분에 헬레나가 최고의 아름다움과 지성을 갖게 됐다’는 구절이 나오기도 한다. 치즈가 인간의 건강한 성장에 필수적인 칼슘과 단백질, 비타민, 지방을 두루 갖췄다는 점을 고려하면 역사와 신화, 진실과 상상을 넘나든 위대한 시인의 찬양이 결코 허풍만은 아닐 것이다.치즈란 우유 등 포유동물의 젖을 응고시켜 만든 발효 유제품이다. 원유에 젖산균 또는 기타 응유 효소를 첨가해 단백질을 응고시킨 다음, 유청(응고물을 제외한 수용액)을 제거하고 숙성·발효하는 과정을 거친다. 영어 ‘치즈’(cheese)의 어원은 라틴어 ‘카세우스’(caseus)에서 유래했다. 한편 프랑스와 이탈리아에서는 치즈를 각각 ‘프로마주’(fromage), ‘포르마지오’(formaggio)라고 부르는데, 이는 고대 그리스에서 치즈를 만들 때 유청을 제거하는 데 사용했던 통을 지칭하던 라틴어 ‘포르모스’(formos)에서 비롯된 것이다. 치즈의 기원은 정확히 알려져 있지는 않지만, 기원전 3000년쯤 지금의 그리스 크레타섬 일대에서 발달했던 미노아 문명의 점토판에 치즈와 관련된 것으로 추정되는 기록이 남아 있다. 또 기원전 6000년쯤 메소포타미아 문명에도 치즈와 비슷한 식품을 섭취한 흔적이 발견된다. 본격적인 근대식 치즈 제조가 이뤄진 것은 19세기에 들어서면서다. 1850년대 이전까지는 살균하지 않은 원유로 치즈를 만들었지만, ‘미생물학의 아버지’라고 불리는 프랑스의 화학자 파스퇴르가 저온살균법을 개발한 이후 안정적인 치즈 생산이 가능해지면서 지역마다 고유한 치즈 특산품들이 자리잡게 됐다. 국내에 치즈가 처음 소개된 것은 일제 때인 1920년대 들어서다. 주한 외국인과 부유층을 위주로 해외에서 치즈를 소량 수입해 즐겼다. 우리나라에서 최초로 치즈의 직접 제조가 시작된 것은 1967년 무렵이다. 전북 임실성당의 주임신부로 부임한 벨기에 출신 디디에 세스테베스(한국명 지정환) 신부가 농촌지역 선교활동의 일환으로 가난한 농가에 먹거리를 제공하기 위해 본국에서 치즈 제조기술을 들여온 데서 출발했다. 처음에는 산양을 농민들에게 나눠줘 산양유로 치즈를 생산했으나, 젖소가 보급되면서 우유로 치즈를 제조하게 됐다. 현재 전 세계에서 즐기는 치즈의 종류는 2000개 이상으로 알려져 있다. 치즈는 크게 ‘자연 치즈’와 ‘가공 치즈’로 분류된다. 자연 치즈는 원유 또는 유가공품을 응고시켜 제조한 기본적인 형태의 치즈다. 가공 치즈는 자연 치즈에 다른 식품 또는 식품첨가물 등을 추가한 뒤 유화시켜 만든 치즈를 의미한다. 최초의 가공 치즈는 1911년 스위스에서 등장했다. 당시 제조업자들은 에멘탈 치즈의 보관 기간을 늘려 열대지방에 수출하기 위해 치즈에 유화제를 첨가해 열처리한 뒤 다시 냉각시켜 반고형 상태의 가공 치즈를 개발해냈다. 미국에서는 1916년 식품회사 크래프트가 유럽의 가공 치즈와는 별개로 체다 치즈를 증기 또는 뜨거운 물을 사용해 유화시킨 뒤 통조림캔에 넣어 밀봉하는 방법으로 특허를 취득했다의 초기의 가공 치즈는 통조림이나 은박지에 싸인 형태로 출시돼 필요할 때마다 적당한 크기로 잘라 먹었다. 그러나 이런 방법은 소형 포장에 적합하지 않고 내부의 곰팡이 생성 유무를 파악하기가 힘든 데다, 가공 치즈에서 나오는 산성물질 때문에 은박지가 변질돼 수축포장이 불가능하다는 단점이 있었다. 이를 보완하기 위해 등장한 것이 오늘날 흔히 볼 수 있는 얇은 종이와 같은 형태의 슬라이스 치즈다. 변질을 막기 위해 수분과 공기의 투과도가 낮고 수축률이 좋은 포장재를 사용했다. 특히 식빵이 보편화되면서 함께 먹기 편한 슬라이스 치즈는 더욱 빠르게 확산됐다. 치즈는 원산지에 따라서도 종류가 나뉜다. 18세기 프랑스 노르망디 지방의 카망베르 마을에서 만들어진 카망베르 치즈, 프랑스 파리 근교의 브리 지방이 원산지인 브리 치즈, 네덜란드 고다 지역에서 탄생한 고다 치즈 등이 대표적이다. 이 밖에도 치즈는 제조 방식에 따라 구분되기도 한다. 리코타 치즈는 ‘두 번 데운다’는 이름의 뜻에서 알 수 있듯이 우유를 데우고, 이 과정에서 모인 유청을 한 번 더 데워 만든다. 이렇게 열을 가한 유청이 작은 덩어리를 이룬 것이 리코타 치즈가 되며, 새콤한 맛이 나는 것이 특징이다. 또 블루 치즈는 독특한 향을 가미하기 위해 제조 과정에서 푸른곰팡이의 일종인 ‘페니실륨로케포르피’를 이용해 이런 이름이 붙었다. 치즈는 단백질, 지방, 칼슘, 비타민A·B 등이 풍부하게 함유돼 있다. 특히 소고기에 비해 단백질은 약 1.5배, 칼슘은 약 200배 많아 ‘흰 고기’라고 불리기도 한다. 치즈의 단백질은 필수 아미노산의 함량이 다른 식품보다 높기 때문에 양질의 단백질 공급원으로 불린다. 낙농진흥회에 따르면 우리나라 국민 1인당 치즈 소비량은 2010년 1.8㎏에서 지난해 2.8㎏으로 56% 증가했다. 특히 식생활이 서구화되고 치즈 소비연령이 낮아진 데다 다양한 종류의 치즈가 국내에 소개되는 등 시장 환경이 변화하면서 자연 치즈의 소비량이 1.3㎏에서 2.1㎏로 62%나 뛰었다. 이에 따라 그동안 가공 치즈 생산에 비중을 두던 국내 치즈업체들도 자연 치즈 시장으로의 진출을 본격화하고 있는 추세다. 주로 요리에 넣는 식재료로 활용되던 것에서 최근에는 큐브형, 막대형 등 다양한 제형으로 출시돼 독립된 간식으로 즐기는 ‘스낵 치즈’ 시장이 새롭게 형성된 것도 특징이다. 캠핑, 여행 등 여가시간에 외부로 나들이를 가는 문화가 보편화되면서 이 같은 시장은 더욱 커지고 있다.대표적인 국내 치즈 생산업체인 서울우유협동조합은 최근 우유로 만든 프리미엄 자연 치즈 ‘목장나들이’ 2종(구워구워·스트링)을 선보였다. 일단 공기에 노출되면 신선한 보관이 어려운 자연 치즈의 특성을 고려해 국내 최소 중량인 80g으로 출시했다. 앞서 서울우유협동조합은 1976년 1월 ‘서울 자연치즈’ 생산을 시작으로 1977년 8월 블록 형태의 가공 치즈를 선보인 데 이어 1988년 얇게 잘라 낱개 포장한 ‘서울우유 체다슬라이스 치즈’를 내놓는 등 다양한 상품으로 국내 치즈 시장을 견인해왔다. 특히 서울우유 체다슬라이스 치즈는 한국인의 입맛에 맞게 기존의 체다 치즈보다 짠맛을 낮춰 큰 인기를 끌었다. 서울우유협동조합 관계자는 “시대에 따라 소비되는 치즈의 형태도 변화하고 있는데, 최근에는 원재료의 신선한 맛을 살린 자연 치즈가 인기를 끄는 추세”라고 말했다.매일유업은 전북 고창군 상하면 공장에서 생산되는 치즈 전문 브랜드 ‘상하치즈’를 통해 다양한 치즈 상품을 선보이고 있다. 상하치즈의 자연 치즈 5종(까망베르 치즈, 브리 치즈, 후레쉬 모짜렐라, 스트링 치즈, 리코타 치즈)은 엄선한 국내 축산 농가에서 짠 원유를 사용하며, 보존료를 전혀 첨가하지 않아 안심하고 먹을 수 있다는 것이 특징이다.남양유업은 연령에 따라 성인용과 어린이용 치즈를 구분해 출시했다. 지난 3월 선보인 성인용 치즈 ‘드빈치 365일 자연방목 치즈’ 3종(체다, 모짜렐라, 고칼슘)은 호주의 청정한 자연에서 방목하며 목초를 먹고 자란 젖소의 우유로 만들어 오메가3와 오메가6의 비율이 1대4로, 이상적인 오메가 지방산 비율을 갖췄다는 설명이다. 또 유기농 아이 치즈는 6~18개월 아기를 위한 ‘유기농 시작부터 아기치즈 1단계’와 19~36개월 아기를 위한 ‘유기농 튼튼탄탄 아기치즈 2단계’, 4세 이상을 위한 ‘유기농 쑥쑥클때 어린이치즈 3단계’로 구성돼 있다. 김희리 기자 hitit@seoul.co.kr 그래픽 이다현기자 okong@seoul.co.kr

산소 존재·질량보존 법칙 발견 뛰어난 재능과 수완으로 어떤 일이든 승승장구하는 사람을 일컬어 ‘미다스의 손’을 가졌다고 하는 경우가 많습니다. 미다스는 그리스 신화에 나오는 프리기아의 왕입니다. 욕심 많은 미다스 왕은 우연한 기회에 술의 신 디오니소스에게 소원을 말할 기회를 얻었습니다. 그래서 ‘뭐든지 황금으로 만드는 능력을 갖고 싶다’는 소원을 이야기합니다. 결국 손만 닿으면 황금으로 변하다 보니 사랑하는 딸까지 황금 덩어리로 변하는 어처구니없는 사태가 벌어집니다.물질에 대한 거침없는 욕망을 표현한 미다스 신화는 실제로 여러 가지 시도로 나타납니다. 대표적인 것이 바로 연금술입니다. 연금술은 고대 이집트에서 시작돼 아라비아를 거쳐 중세 유럽으로 전해진 기술로 구리나 납, 주석 같은 싸구려 금속으로 금, 은 같은 귀금속을 만들거나 영원한 젊음을 주는 영약을 만드는 것을 목표로 하고 있습니다. 연금술은 화학 발전에 상당한 도움을 줬던 것도 사실이지만 ‘과학’이라는 체계를 갖추기는 많이 부족했습니다. 연금술 수준의 화학을 근대 과학으로 자리잡을 수 있도록 만든 것은 18세기에 살았던 불세출의 화학자 앙투안 라부아지에(1743~1794) 덕분입니다. 특히 라부아지에가 1772년 11월 1일 프랑스 과학아카데미에 보고한 ‘연소’ 논문은 화학이 연금술과는 차별화된 ‘과학’이라는 사실을 선언한 독립선언문이라고 할 수 있을 것입니다. 이날 과학아카데미에 보고된 논문은 메모 형태로 본인의 연구 우선권을 주장하기 위한 초록 수준이었습니다. 이듬해인 1773년 2월 그는 완성된 논문을 발표하면서 “이번 실험은 물리학과 화학에서 혁명을 가져올 것”이라고 밝혔습니다. 지금도 아이들은 성냥이나 종이에 불이 붙고 꺼지는 것을 보면 신기해합니다. 그러면서 “불은 왜 붙어”라는 질문을 던집니다. 인류가 처음 불을 사용하기 시작하면서부터 갖게 된 이 질문에 답하기 위해서 18세기 중반까지 모든 물질에는 ‘플로지스톤’이라는 입자가 있기 때문이라는 설명을 했습니다. 연소과정에서 플로지스톤이 소모되고 물질 속에 있는 플로지스톤이 모두 소모되면 비로소 연소과정이 끝난다는 것입니다. 그럴듯하지 않나요. 플로지스톤이 타서 없어지는 것을 연소과정이라고 한다면 물질이 타고 난 뒤 무게는 가벼워져야 하는데 금속 같은 경우는 더 무거워집니다. 플로지스톤설로는 도저히 설명할 수 없는 현상이었습니다. 그래서 라부아지에는 밀폐된 유리 용기 속에서 금속을 태운 뒤 정량 측정을 함으로써 연소라는 현상이 공기 중의 산소와 결합하는 과정이라는 연소설을 확립했습니다. 이 실험을 통해 산소의 존재를 발견하고 화학 반응 전후에 질량이 보존된다는 질량보존 법칙도 발견해 냈습니다. 이런 사실에서도 볼 수 있듯이 라부아지에는 그때까지 이것저것 마구잡이로 섞어 보고 돼도 그만 안돼도 그만이었던 연금술을 체계적인 실험과 증명, 해석을 통해 이론을 세우는 ‘화학’이란 새로운 형태의 학문으로 완성해 냈습니다. 그를 ‘근대 화학의 아버지’라고 부르는 것도 그런 점 때문입니다. 또 하나 재미있는 사실은 라부아지에의 업적이 지금까지 남을 수 있었던 것은 다름 아닌 아내인 마리안 라부아지에 덕분이라는 점입니다. 여성의 사회적 활동이 제한됐던 당시 분위기와 달리 마리안은 남편의 실험 준비는 물론 실험 내용과 과정을 그림으로 남기는 등 연구활동에 적극적으로 참여했다고 합니다. 프랑스 혁명 직후 라부아지에는 앙시앙 레짐(구체제)의 세금공무원이었다는 이유로 고발돼 부인과 함께 단두대의 이슬로 사라졌습니다. 만약 그가 프랑스 혁명 이후에도 살아남아 연구를 계속했더라면 화학은 얼마나 더 발전해 있을까 문득 궁금해집니다. edmondy@seoul.co.kr

지미 카터 전 미국 대통령이 북핵 위기 해결을 위해 북한을 방문, 김정은 노동당 위원장과 면담을 희망하고 있는 것으로 알려졌다.아직 북한 측 입장은 확인되지 않았고, 도널드 트럼프 미국 대통령도 카터 전 대통령의 방북에 대해 부정적 입장을 밝힌 것으로 전해져 성사 가능성은 불투명하다. 북한 전문가이자 평화학자인 박한식(78) 조지아대 명예교수는 9일 연합뉴스를 통해 지난달 28일 조지아주의 카터 전 대통령 자택에서 그와 회동한 사실을 전하며 이와 같은 사실을 밝혔다. 박 교수는 “카터 전 대통령이 빌 클린턴 행정부 시절인 1994년 전격 방북해 극적 반전을 끌어냈던 것처럼 생전에 다시 한 번 엄중한 상황을 풀기 위한 역할을 하고 싶어한다”고 말했다. 그는 “의사전달의 공신력을 높이기 위해 카터 전 대통령이 신문 기고를 통해 현 상황에 대한 입장을 밝히는 게 어떻겠느냐는 의견을 서로 나눴고, 이에 실제 기고한 글과 함께 그의 방북 의사가 북한 측에도 전달된 상태”라며 “북측으로부터 아직 답을 듣지는 못했다. 그쪽에서도 깊이 고민하지 않겠는가”라고 말했다. 이와 관련 카터 전 대통령은 지난 3일 자 워싱턴포스트(WP)에 실린 기고에서 한반도 내 ‘제2의 전쟁’ 가능성을 경고하면서 “군사적 공격이나 좀 더 강력한 경제제재 등은 위기를 끝낼 즉각적인 길이 되지 못한다”며 평화협상을 위한 대북 고위급 대표단 파견을 미국 정부에 공개 제안했다. 박 교수는 “카터 전 대통령이 트럼프 대통령에게도 두어 차례 방북 의사를 전달했으나, 트럼프 대통령이 ‘(대북문제는 현직인) 내가 해야 할 일이다. 전직 대통령이 관여할 영역이 아니다. 알아서 하겠다(Leave me alone)’라고 했다더라”고 전했다. 그는 “공식 특사 자격으로 간다면 무게는 더 실릴 수 있겠지만, 카터 전 대통령이 꼭 특사 자격을 바라는 것은 아니다”라며 “북측의 반응 등 상황을 좀 봐야 한다. 만일 북한 쪽에서 공식 초청장을 보낸다면 트럼프 대통령과 다시 이야기해볼 텐데, 트럼프 대통령이 계속 반대할 경우 어떻게 할지는 그때 생각해볼 것”이라고 말했다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

김정은 북한 노동당 위원장의 이복형 김정남을 살해한 혐의를 받는 인도네시아 여성의 옷에서도 화학무기인 VX 신경작용제의 부산물이 검출된 것으로 나타났다.말레이시아 샤알람 고등법원은 5일 김정남 살해 혐의로 기소된 인도네시아인 시티 아이샤(25)와 베트남 국적자 도안 티 흐엉(29)에 대한 4일 차 공판을 진행했다. AP통신은 말레이시아 정부의 화학자 라자 수브라마니암가 이날 공판에서 아이샤가 범행 당시 입고 있던 티셔츠에서 VX 신경작용제의 부산물인 산성 성분이 검출됐다고 증언했다고 보도했다. 라자는 VX 신경작용제가 물과 반응하면 분해되면서 검출 가능한 부산물을 남긴다며 손에 묻은 VX 신경작용제는 씻어 완전히 제거할 수 있다고 설명했다. 앞서 재판부에 제출된 김정남 부검 보고서와 증거에 따르면 김정남의 얼굴뿐 아니라 눈과 혈액, 소변, 의류, 가방 등에서 VX 신경작용제와 그 부산물 등이 검출됐다. 김정남 시신 부검 의사인 모하마드 샤 마흐무드는 “사인은 급성 VX 신경작용제 중독”이라고 증언했다. 아이샤와 흐엉은 지난 2월 13일 오전 말레이시아 쿠알라룸푸르 국제공항에서 김정남의 얼굴에 VX 신경작용제를 발라 살해한 뒤 화장실에서 손을 씻어낸 것으로 당시 경찰 수사에서 드러났다. 그러나 이들은 리얼리티 TV쇼 촬영을 위한 몰래카메라라는 북한인 용의자들의 말에 속아 범행을 저질렀다며 억울함을 호소하고 있다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

뼈 탄소연대 정밀 측정 결과 생존시기 8000년이나 차이 나 몇 년 전 ‘꽃보다 누나’라는 제목의 케이블 TV 연예프로그램 덕분에 크로아티아가 한국인에게 인기 여행지가 됐습니다. 동화 속 나라를 그대로 옮겨놓은 듯한 풍광은 TV 화면만으로도 충분히 빠져들만 했습니다.크로아티아는 관광객뿐만 아니라 고인류학자와 진화학자들에게도 중요한 장소입니다. 다름 아닌 크로아티아 북부에 위치한 빈디야 동굴 때문입니다. 빈디야 동굴은 네안데르탈인과 현생 인류가 서로 함께 살면서 사랑을 나누기도 하고 경쟁했던 곳으로 알려져 있었기 때문입니다. 그런데 영국 옥스퍼드대와 맨체스터대, 크로아티아 자그레브대와 과학학술원, 미국 와이오밍대, 독일 막스플랑크 진화인류학연구소 공동연구진은 미국 국립과학원에서 발간하는 국제학술지 ‘PNAS’ 5일자에 네안데르탈인과 현생인류가 빈디야 동굴에서 데이트(?)를 즐긴 것은 사실이 아니라는 연구 결과를 발표했습니다. 지금까지 빈디야 동굴은 약 3만 2000년 전 네안데르탈인과 초기 현생인류가 사랑을 나눴던 장소로 여겨져 왔습니다. 그런데 동굴에서 발견된 네안데르탈인들의 뼈를 좀더 정밀한 탄소연대측정법으로 측정한 결과 그들은 빈디야 동굴에서 4만년 전에 살았던 것으로 나타났습니다. 현생인류가 크로아티아 지역에 등장한 것은 3만 2000년 전이니까 시기적으로 8000년이나 차이가 난다는 것입니다.1990년대 말 방사성탄소인 C14의 잔류량을 측정하는 탄소연대측정법으로 빈디야 동굴에서 발견된 네안데르탈인의 두개골과 허벅다리 조각 등 뼈들의 연대를 측정한 결과 2만 9000~3만 4000년에 살았던 것으로 나왔다고 합니다. 이 시기는 초기 현생인류가 유럽으로 이주하던 때와 비슷했기 때문에 ‘네안데르탈인과 현생인류가 서로 만나 경쟁하고 짝짓기까지 했을 것’이라는 이야기가 나왔던 것입니다. 이번에는 뼈에서 추출한 콜라겐 혼합물 내에 있는 ‘하이드록시플로린’이라는 물질을 이용한 정밀 탄소연대측정법을 활용했던 것입니다. 티보 드비에스 옥스퍼드대 교수는 “인간의 유전자 분석에 따르면 현생인류와 네안데르탈인이 유전자를 공유했다는 것은 확실한 만큼 두 종의 인류가 짝짓기를 한 것은 사실”이라면서 “그러나 사랑을 나눈 장소가 지금까지 알려진 빈디야 동굴은 아니라는 것”이라고 설명했습니다. 이번 연구 논문을 보면서 문득 ‘과학이란 무엇인가’라는 것에 대해 생각하게 됐습니다. 보통 사람들은 과학을 절대적 진리라고 생각하지만 과학적 이론은 많은 연구자들의 끊임없는 실험과 연구를 통해 도전받습니다. 이런 도전과 응전의 과정에서 실험이나 관찰 사실을 더 잘 설명해 주는 가설이 살아남아 이론이라는 자리를 차지하게 되는 것입니다. 그렇지만 창조과학이나 백신반대론 같은 사이비 과학들은 정답에 과학을 꿰맞추는 식입니다. 객관적인 실험과 관찰이 핵심인 과학에서는 도저히 상상할 수 없는 상황입니다. 이런 상황인데도 창조과학자들은 창조과학은 명백한 과학이라고 주장합니다. 중소벤처기업부 장관 후보자나 청와대 주장처럼 창조과학은 종교의 영역이 아니라는 것이지요. 20세기와 21세기는 그야말로 합리성과 객관성을 근거로 한 과학의 시대라고 합니다. 그런데 요즘 들어 유독 반과학적인 사이비 과학들이 눈에 띄는 이유는 뭘까요. edmondy@seoul.co.kr

선거 날 투표 결과를 기다리는 두근거림은 아무것도 아닐 정도로 학위 논문 발표는 엄청난 긴장감을 유발한다. 특히 심사위원들의 쏟아지는 질문은 대부분 논문의 가설, 실험 방법, 결과 등에 대한 것이지만 매우 기초적인 내용을 포함하기도 한다. “물의 분자구조를 칠판에 그려 보겠나?” 등이 그것이다.이 질문은 화가의 자질을 알아보기 위한 질문이 아니라 산소와 수소 원자가 어떤 방식으로 결합하는지를 묻는 것이고 물의 성질을 이해하는 데 매우 중요하다. 답은 ‘-’(음) 전하를 띤 전자를 공유하는 방식으로 하나의 산소와 두 개의 수소가 결합해 물 분자를 이룬다는 것이다. 이 결합에서 전자가 산소 쪽으로 쏠리면서 물 분자의 산소 쪽은 ‘-’, 따라서 물 분자의 수소 쪽은 상대적으로 ‘+’를 띠게 된다. 그 결과 산소와 결합한 두 수소 원자가 한쪽으로 몰려 있는 형태의 분자가 생긴다. 야구공 한쪽에 두 개의 포도 알이 붙어 있는 그림을 떠올려 보면 물의 특성을 더 쉽게 이해할 수 있다.그럼 물 분자 사이에서 일어나는 일을 살펴보자. 양성(+)을 띠는 포도 알 각각은 야구공의 음성(-)인 특정 부위와 서로 당기는 결합력이 생기게 된다. 물 분자들 사이에 결합이 생기는 것이다. 이 결합이 물 분자의 기본적인 성질이다. 30m 가까이 되는 미루나무 꼭대기까지 물은 올라간다. 심지어 100m 높이의 미국삼나무 끝까지도 올라간다. 식물은 뿌리를 통해서 물을 흡수하므로 높은 곳까지 물이 이동하는 것은 신기하기만 하다. 식물의 높은 곳에서 증산을 통해 식물체 내의 물이 공기 중으로 날아가면 모자란 물을 보충하기 위해 식물의 낮은 곳으로부터 물을 끌어당긴다. 이때 물 분자끼리의 결합 덕분에 식물의 물관에는 뿌리로부터 물기둥이 형성된다. 또 물 분자끼리의 결합은 표면장력을 만들어 소금쟁이나 예수도마뱀 등의 동물이 물에 빠지지 않고 연못의 수면에서 움직일 수 있게 한다. 안이하게 물의 성질을 무시하면 다칠 수도 있다. 라면을 끓일 때 급한 마음에 물에 손가락을 넣어보고 괜찮아서 냄비를 만지면 데기 십상이다. 금속과 달리 물을 끓게 만들기 위해서는 물 분자끼리의 결합을 끊어야 하기 때문에 많은 에너지가 필요하다. 동일한 양의 열에 노출되더라도 물의 온도 변화는 작은 편이란 말이다. 무더운 여름날 바닷가 근처의 기온이 크게 오르지 않는 이유도 이 때문이다. 마찬가지로 우리 몸의 70% 전후를 차지하는 물 덕분에 체온을 일정하게 유지할 수 있다. 알코올이 우리 몸을 구성하고 있다면 체온은 오르락내리락 제멋대로일 것이다. 혹한의 겨울철에 해안가나 호숫가로부터 얼음이 언다는 것은 잘 알려진 사실이다. 또 얼음은 물의 표면에 만들어지는데 그 이유는 고체인 얼음의 물 분자 밀도가 액체 상태의 물보다 작기 때문이다. 이렇게 바다, 호수, 강 표면에 얼음이 만들어져 얼음 아래는 비교적 덜 추운 조건이 되면서 수중 생물들이 생존하는 데 더 유리하게 된다. 물은 여러 종류의 물질들을 잘 녹이기도 한다. 물은 우리 몸에 있는 10만 가지 이상의 단백질 중 상당 부분은 물론 DNA나 RNA 등 우리의 생존과 유전에 필수적인 분자들을 담고 있다. 또 세포막의 전기를 유지하고 많은 효소의 활성에 관여하는 다양한 이온과 여러 종류의 분자들도 녹일 수 있다. 그래서 화학자들은 생명현상을 유발하는 화학반응이 대부분 물속에서 일어난다고 해서 ‘젖은 화학’이라고 부르기도 한다. 이처럼 물은 모든 생물의 생존에 필수적인 존재다. 이런 물이 우리의 일상에서는 제대로 대접을 받지 못하는 것 같다. 뭔가 모자라 보인다는 의미로 ‘물로 본다’는 말을 쓰는 것만 봐도 그렇다. 이제는 발상을 바꾸어야 할 것 같다. 우리가 무심하게 지나가는 중에도 물은 옆에서 중요한 역할을 묵묵히 수행하고 있다. 혹시 내 옆을 지켜주다 조용히 멀어진 이가 있다면 고마운 물처럼 다시 한번 그 소중함을 되새겨 보자.

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

우연의 설계/마크 뷰캐넌 외 지음/마이클 브룩스 엮음/김성훈 옮김/반니/312쪽/1만 6000원세계에 별의별 협회가 다 있다. 1918년에 창립된 세계가위바위보협회는 전 세계 가위바위보 애호가들을 모아 챔피언 리그를 열며 가위바위보 놀이 문화를 발전, 계승하고 있다. 가위바위보의 승부는 우연의 결과로 나타나는 것 같지만 그레이엄 워커는 행운이 아니라 기술이라고 주장한다. 이들이 제시하는 한 가지 요령은 첫 게임에서 바위를 내지 않는 것이다. 대부분의 사람들이 상대가 바위를 낼 것으로 생각하기 때문이다. 실제 일본의 수학자 요시자와 미쓰오가 연구한 결과 첫 게임에서 바위를 내는 사람이 35%로 가장 높았다. 보는 33%, 가위는 31%였다. 영국의 과학주간지 ‘뉴사이언티스트’와 23명의 학자들이 모여 새로 펴낸 ‘우연의 설계’는 일상생활 속 우연의 사건들을 과학적 통찰로 풀어낸다. 이 책을 엮은 마이클 브룩스는 가위바위보처럼 무작위로 일어나는 일들을 전략적으로 활용하는 데 능숙하지 못하다면 그저 우연에 몸을 맡기라고 조언한다. 우리가 살고 있는 지구 역시 어지럽게 날아다니던 바윗덩어리 가운데 하나가 우연히 달라붙고 그 옆에 달이 생기면서 사람이 살 수 있는 조건이 형성된 것이기 때문이다. 저자들은 다양한 사례를 제시하며 인류의 역사를 바꿔놓은 수많은 과학적 발견이 우연에서 비롯됐다고 전한다. 미국의 레이시온사가 최초로 전자레인지를 발명하게 된 것도 레이시온의 공학자 퍼시 스펜서가 1945년 레이더 장비를 가지고 연구를 하다 주머니에 넣어두었던 초코바가 레이더에 의해 녹아내린 것을 발견하면서다. 알렉산더 플레밍이 페니실린을 발견한 것도, 화학자 샤쉬스칸트 파드니스가 감미료 수크랄로스를 발견한 것도 계획대로만 진행됐다면 나올 수 없었던 것들이다. 기술이 발전할수록 우리의 생활은 예측 불가능한 것들을 거부한다. 실시간 위치 추적 시스템인 GSP와 인공지능(AI)이 깔린 세상에서는 운에 의지해야 할 필요가 없어졌다. 빠른 길을 놔두고 먼 길을 돌아가는 사람은 거의 없을 것이다. 하지만 뜻하지 않은 행운은 날마다 반복되는 효율적인 일상에서 살짝 벗어나 약간의 모험을 감행하는 순간 만날 수 있다고 저자들은 말한다. 때로는 우연히 잘못 들어선 길에서 운명의 상대를 만나는 것처럼. 신융아 기자 yashin@seoul.co.kr

우리가 우유를 가지고 할 수 있는 것들은 많습니다. 시리얼을 먹을 때 사용하고 발효시켜 요구르트나 치즈를 만들기도 합니다. 그런데 이 우유를 정제하면 활용도는 더 많아집니다.우유에 수산화나트륨으로 알칼리 처리를 하고 80~90도의 열을 가하면 우유 단백질만 녹아 나옵니다. 바로 카세인이라는 물질입니다. 카세인은 물에 잘 녹지 않기 때문에 수용성을 높이기 위해 나트륨을 결합시킨 것이 ‘카세인나트륨’입니다. 기억나실지 모르겠지만 몇 년 전 커피믹스 속 첨가물로 인체 유해성 논란을 불러일으킨 바로 그 물질입니다. 카세인나트륨은 정제된 우유 단백질인 카세인에 화학적 처리를 한 화학물질이지만 인체에 무해합니다. 어쨌든 카세인은 커피믹스 크리머뿐만 아니라 식품첨가물, 의약품, 공업용 접착제, 페인트, 플라스틱 원료 등으로 다양하게 쓰이고 있습니다. 미국의 대표적인 과학잡지 ‘사이언티픽 아메리칸’ 최신호에 카세인과 관련한 재미있는 기사가 실렸습니다. 카세인의 발견이 바로 ‘고양이’ 덕분이었다는 것입니다. 독일 화학자 아돌프 슈피텔러는 우유를 정제해 고형물질로 만드는 방법을 연구하고 있었지만 해법을 찾지 못했다고 합니다. 그런데 어느 날 슈피텔러가 키우던 고양이가 실험실을 뛰어다니다가 포름알데히드 병을 넘어뜨렸습니다. 슈피텔러는 포름알데히드가 섞인 우유를 버리려다가 우유가 액체와 고체로 분리된 것을 봤습니다. 여기서 힌트를 얻은 슈피텔러의 연구는 빠르게 진행돼 결국 카세인 대량생산 방법을 착안해 내 1899년 특허를 출원하고 공장도 세웠답니다. 꿈을 꾸다가 벤젠고리 구조를 생각해 낸 독일 화학자 프리드리히 케쿨레(1829~1896)나 페니실린 원료인 푸른곰팡이 항균 작용을 발견한 영국 세균학자 알렉산더 플레밍(1881~1955)의 사례와 비슷하지 않나요. 과학사를 훑어보면 과학적 발견은 과학자의 노력과 함께 우연이 점철돼 있는 것 같습니다. 슈피텔러의 고양이가 아니었다면 지금의 커피믹스는 구경할 수도 없지 않았을까 싶습니다. 어쨌든 카세인이 세상에 등장한 초기에는 ‘가장 아름다운 플라스틱’이라는 찬사를 받으며 단추, 버클, 장신구, 펜, 작은 그릇 등을 만드는 데 사용됐습니다. 특히 다리미의 고열을 견디는 데 카세인 단백질만 한 것이 없었기 때문에 단추의 원료로 많이 사용됐습니다. 카세인은 종이나 카드용 접착제, 코팅제로 사용되고 미술이나 사진 분야에서도 독특한 효과를 내기 위해 쓰이고 있습니다. 그렇지만 가장 많이 사용되는 곳은 식품, 제약 분야입니다. 지금은 커피 크리머나 캡슐형 알약의 충전제로 쓰이고 식품의 단백질 함량을 높이는 데도 쓰입니다. 카세인뿐만 아니라 우리가 먹는 음식에는 다양한 형태의 식품첨가물들이 들어갑니다. 일반인들의 식품첨가물에 대한 공포는 잘못된 정보에서 비롯되는 경우가 많습니다. 식품첨가물에 대한 막연한 불안감을 해소하고 안심하고 음식을 먹을 수 있도록 정확한 정보를 신속하게 제공하는 것이 전문가와 정부의 할 일 아닐까 싶습니다. edmondy@seoul.co.kr

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

“인체를 구성하는 모든 원소들의 값은 얼마일까.” 10만원대 초반이라는 말을 들은 적이 있다. 우리 몸의 대부분을 구성하는 산소, 탄소, 수소, 질소를 포함한 25가지 원소들의 양을 기준으로 매긴 값이라고 한다. 그렇지만 이 값은 선뜻 마음에 다가오지 않는다. 식물은 질소가 부족하면 성장이 저하되는 ‘결핍 현상’이 나타난다. 그 이유는 재료인 질소가 부족해서 생물을 구성하는 주요 분자인 DNA와 RNA 같은 핵산이나 단백질이 충분히 만들어지지 않기 때문이다. 대기 중에 질소가 풍부한데 왜 부족한 상황이 발생할까. 대기 중의 질소는 분자 형태로 존재하기 때문에 식물이 흡수할 수 없다. 독일의 화학자 프리츠 하버와 카를 보슈가 ‘하버?보슈 공정’을 통해 고온과 고압의 조건에서 질소 분자를 분해해 식물이 사용할 수 있는 암모니아 비료를 만들지 못했다면 지금처럼 많은 양의 농산물 생산이 불가능했을 것이다. 과학자들의 추정에 따르면 질소 비료가 없었다면 지금 인류의 3분의1, 25억명 정도는 생존이 불가능할 수도 있었다고 한다.요오드(I)는 적은 양이라도 우리 몸에 꼭 필요한 원소다. 갑상선에서 혈압, 심장 박동, 근육 탄력, 소화, 생식 등의 기능을 유지하는 데 관여하는 타이록신과 삼요오드티로닌 등 호르몬을 합성하는 데 핵심 재료가 요오드이기 때문이다. 요오드가 부족하면 혈액 내에 이 호르몬들의 농도가 낮아지고 시상하부는 이를 감지해 뇌하수체 후엽에 명령을 내린다. 뇌하수체는 계속 갑상선자극호르몬을 분비하게 되는데 그 결과 갑상선이 비대해져 목이 붓고 몸의 여러 기능이 정상에서 벗어나는 갑상선종이 생기게 된다. 성인의 경우 평상시에 매일 15~20㎎의 요오드만 섭취해도 갑상선종을 예방할 수 있다. 폭탄먼지벌레는 딱정벌레의 일종이다. 이 벌레를 건드리면 몸에서 뜨거운 액체를 뿜어낸다. 이 벌레는 몸속 두 개의 샘에 과산화수소와 하이드로퀴논을 따로 저장하고 있다가 자극을 받으면 이 액체들을 섞고 효소를 더해 100도의 뜨거운 액체를 만들어 낸다. 자극에 대한 반응이 몸 안에서 화학 반응으로 나타난 것이다. 놀랄 만한 생물 다양성으로 유명한 아마존의 어느 지역에서는 광대한 숲에 한 가지 목본식물만 자라는 기이한 현상을 볼 수 있다. 원주민들은 이곳을 악령들이 관리하는 ‘악마의 정원’이라고 부른다. 그런데 과학자들의 관찰에 따르면 개미들이 자신들의 서식처를 제공하는 이 나무를 보호하기 위해 포름산을 분비해 다른 종류의 식물을 모두 죽이기 때문에 이러한 현상이 빚어진 것이다. 향수병을 열면 우리는 냄새를 맡을 수 있다. 곤충은 이러한 능력이 출중하다. 한 마리의 곤충에서 방출되는 페로몬을 수㎞ 떨어진 곳에 있는 다른 곤충이 인식할 수 있다. 향수병의 향수와는 비교가 안 되는 너무도 낮은 농도임에도 그렇다. 이렇게 냄새를 맡는다는 것은 생물의 몸이 분자의 입체구조를 알아볼 수 있기 때문에 생기는 현상이다. 모르핀과 엔도르핀이 우리 몸에서 비슷한 효과를 나타내거나 우리의 혀가 단맛, 짠맛, 감칠맛, 신맛 등을 인식할 수 있는 것도 마찬가지 이유에서이다, 이처럼 원소들은 생명체가 생명을 유지하는 데 필요한 수없이 많은 유용한 화학분자들을 만드는 재료이다. 그렇기 때문에 “인간을 구성하는 모든 원소들의 값은” 따질 수 없다. 필자가 지도교수로 있는 동아리 소속 한 학생이 일반생물학을 수강해 열심히 공부하더니 A+ 학점을 획득했다. 인문사회계열인 이 학생이 일반생물학 수업에서 얻은 것이 무엇인지 알고 싶어 학기가 끝난 후 물어보았다. 그 학생은 “화학을 공부해야 한다는 생각이 들었어요”라고 답했다. 이 학생은 정말 생물학이 지닌 가장 기본적인 본질 중 하나를 꿰뚫어 보고 있다. 튼튼한 화학의 토대에 생물학이 곧게 설 수 있기 때문이다.

훗날 ‘기억 전쟁’이라 불린 논쟁이 1990년대 중반 미국 학계를 후끈 달군 적이 있다. 인간이 지닌 ‘억눌린 기억’이란 것이 과연 얼마만큼 사실에 부합하느냐가 논란의 핵심이었다. 발단은 1990년 시작된 ‘에일린 프랭클린 사건’이었다.20년 전의 어린 소녀 살인사건 범인으로 에일린 프랭클린이 자기 아버지를 지목하면서 시작된 이 사건은 이후 7년간 반전과 반전을 거듭한 끝에 에일린의 기억이 사실은 조작된 것이라는 결론으로 귀결된다. 에일린은 법정에서 “범행 당시의 충격 때문에 억압돼 있던 기억이 되살아났다”며 살해 장면을 묘사하기도 했으나, 기억은 최면치료사에 의해 조작된 것이었다. 미국의 심리학자 엘리자베스 로프터스는 실제로 에일린 사건이 한창이던 1995년 한 실험을 했다. 24명의 피실험자에게 가족들에게서 들은 어린 시절 에피소드를 들려주고는 기억이 나느냐고 물었다. 에피소드는 3개의 진실과 1개의 거짓으로 구성했다. 거짓 얘기는 쇼핑몰에서 길을 잃었다가 가까스로 부모를 찾은 일이다. 실험 결과 24명 가운데 무려 6명이 가짜 사건을 실제 겪었던 일로 기억했다. 피실험자 일부는 심지어 연구팀이 지어내지도 않은 내용까지 덧붙였다. 한마디로 적지 않은 피실험자들이 연구팀의 암시에 의해 있지도 않은 기억을 지어내고는 사실인 양 인식하고 있던 것이다. 미국과 캐나다 공동연구팀이 머릿속에 저장된 다양한 기억 가운데 원하는 기억을 선택적으로 지우는 방법을 찾아냈다고 지난 22일 발간된 생물학 분야 국제학술지 ‘커런트 바이올로지’가 전했다. 바다달팽이에게 전기자극과 화학자극을 통해 좋은 기억과 나쁜 기억을 동시에 갖게 한 다음 특정 단백질 분자를 이용해 나쁜 기억을 없애는 실험에 성공했다는 것이다. 연구팀은 이번 연구가 사람에게도 적용될 경우 강박증이나 불안증, 외상 후 스트레스 장애(PTSD) 등의 원인이 되는 나쁜 기억을 선택적으로 제거할 수 있을 것이라고 밝혔다. 헤어진 연인에 대한 아픈 기억을 지우는 수술을 받은 두 남녀의 필연 같은 우연적 재회와 사랑을 그린 영화 ‘이터널 선샤인’(2004년)의 모티프가 된 ‘생각 수술’이 생각보다 빨리 우리 곁으로 다가서는 듯하다. ‘기억이라는 감옥에 갇힌 비극적 죄수’로 불릴 만큼 쓰라린 과거의 기억으로 고통받는 이들을 생각하면 언뜻 낭보일 듯도 싶다. 하지만 SF영화 ‘오블리비언’(2013년)이 고발하듯 기억의 조작 또는 선택적 기억은 자아 상실의 치명적 변주일 수도 있다. 지금의 나를 기억하지 못하는 내일의 나…. 끔찍하다.

이산화탄소는 최근 지구 온난화의 가장 중요한 원인으로 지목되면서 지탄의 대상이 되고 있지만, 사실 지구 기후를 유지하는 데 매우 중요한 기체입니다. 수증기, 이산화탄소, 메탄 같은 온실가스가 없다면 지구의 온도는 크게 낮아져서 얼음 행성이 되고 말 것입니다. 하지만 최근 그 농도가 400ppm 정도로 빠르게 상승해서 문제가 되는 것이죠. 기후 과학자들이 그 위험성을 계속해서 경고하는 동안 화학자들은 이 문제를 해결하기 위한 여러 가지 대안을 연구하고 있습니다. 근본적인 해결책은 역시 화석 연료 의존도를 줄이는 것인데, 문제는 석유, 석탄, 천연가스가 연료로만 사용되는 게 아니라는 데 있습니다. 우리가 일상에서 사용하는 수많은 물건이 석유화학 공정으로 제조됩니다. 우리 주변에 존재하는 플라스틱은 그 대표적인 물질이라고 할 수 있습니다. 쉽게 제조할 수 있으면서 가볍고 튼튼한 플라스틱의 발명은 화학의 가장 큰 공로로 불리지만, 동시에 썩지 않는 플라스틱 폐기물은 현대 사회의 가장 큰 골칫거리가 되고 있습니다. 금속 소재와는 달리 플라스틱은 녹여서 쉽게 재활용하기도 어렵고 바다와 토양에 버려지는 경우 썩지 않고 장기간 보존되면서 주변 환경을 오염시키기 때문입니다. 따라서 친환경적이고 탄소 중립적인 대체 소재 개발이 절실하게 요구되고 있습니다. 영국 배스대학의 지속 가능한 화학 기술 센터(CSCT, Center for Sustainable Chemical Technologies)의 연구팀은 이산화탄소와 설탕(sugar)을 이용해서 다양한 폴리머(polymer) 소재를 만드는 연구를 진행했습니다. 이들이 개발한 새로운 공정은 매우 흔한 소재인 설탕과 이산화탄소를 사용해서 원료비가 저렴할 뿐 아니라 현재 널리 사용되는 소재인 폴리카보네이트(polycarbonate)와 유사한 특징을 가지고 있습니다. 폴리카보네이트는 투명하게 제작할 수 있어 음료수 용기나 DVD, 휴대폰 소재나 코팅 등 다양한 용도로 사용됩니다. 하지만 이들이 개발한 폴리머는 폴리카보네이트 소재를 뛰어넘는 몇 가지 특징이 있습니다. 우선 제조 공정에서 포스겐(Phosgene) 같은 독성 물질을 사용하지 않아서 제조 공정이 안전하며 BPA 같은 환경 호르몬을 만들지 않기 때문에 사용과정도 안전합니다. 특히 이 폴리머는 DNA의 구성물질인 티미딘(thymidine)과 유사해 생체적합성이 높다고 합니다. 따라서 의료용으로 응용이 가능하다는 것이 연구팀의 주장입니다. 물론 안전성 부분은 더 검증이 필요하지만, 실제로 그렇다면 폴리카보네이트 소재보다 훨씬 쓸모가 많을 수도 있습니다. 하지만 가장 중요한 부분은 이 폴리머가 토양에 있는 박테리아에 의해 분해가 가능하다는 점입니다. 따라서 기존의 플라스틱 폐기물보다 더 안전할 뿐 아니라 처리하는 방법도 더 간단합니다. 동시에 적절한 효소로 처리할 수 있다면 다시 이산화탄소와 당분으로 분해해서 원료를 재활용할 수도 있습니다. 현재도 썩는 플라스틱은 나와 있지만, 연구팀의 주장대로라면 새로운 폴리머 소재는 기존의 플라스틱을 넘어서는 가능성이 있으면서 동시에 제조 공정에 석유가 필요 없다는 장점이 있습니다. 오히려 제조 공정에서 원료로 이산화탄소가 들어가므로 이산화탄소를 줄이는 효과도 기대할 수 있습니다. 다만 원료가 저렴하다고 해도 공정이 저렴하고 대량생산에 적합하지 않으면 상업화는 불가능합니다. 동시에 이미 나와 있는 플라스틱 소재와 경쟁할 만한 성능과 내구성도 갖춰야 합니다. 앞으로 이 부분에 대한 연구가 필요할 것으로 보입니다. 석유화학은 지금의 산업 문명을 가능하게 만든 현대의 연금술이지만, 환경과 인체에 해로운 여러 가지 물질을 만들어 지탄의 대상이 되기도 했습니다. 하지만 그렇다고 우리가 문명의 이기를 버리고 산업혁명 이전으로 돌아갈 수도 없는 노릇입니다. 그래서 안전하고 친환경적이며 자원 고갈 걱정이 없는 새로운 화학 물질을 만드는 일이 지금 우리에게 필요합니다. 앞으로 화학자들이 해야 할 일이 그만큼 많다는 이야기일 것입니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com