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왜 무거운 물체와 가벼운 물체는 동시에 떨어질까?

1971년 아폴로 15호의 달 착륙은 인류 탐사 역사에서 매우 상징적인 순간으로 기억됩니다. 당시 우주비행사 데이비드 스콧은 달 표면에서 망치와 깃털을 동시에 떨어뜨리는 특별한 실험을 진행했습니다. 이 시연은 과거 이탈리아의 과학자 갈릴레오 갈릴레이가 주장했던 자유 낙하 법칙을 입증하기 위한 것이었습니다. 지구에서는 공기 저항으로 인해 가벼운 깃털이 훨씬 늦게 떨어지지만, 진공에 가까운 달 환경에서는 물리 법칙이 어떻게 작용하는지 전 세계에 생생하게 보여주었습니다. 오랜 시간 동안 인류는 아리스토텔레스의 주장처럼 무거운 물체가 더 빨리 떨어진다고 믿어왔습니다. 하지만 갈릴레오 갈릴레이는 무거운 물체와 가벼운 물체를 하나로 묶었을 때 발생하는 논리적 모순을 통해 이 고정관념을 반박했습니다. 이후 아이작 뉴턴은 뉴턴의 운동 제2법칙을 통해 물체의 질량이 클수록 움직임에 저항하려는 관성 또한 커진다는 사실을 정립했습니다. 결국 중력 가속도는 물체의 질량과 상관없이 동일하게 작용하며, 낙하 속도를 결정하는 핵심 요소는 공기 저항의 유무라는 점이 밝혀졌습니다. 실제로 공기가 거의 없는 달 표면에서 진행된 실험 결과, 망치와 깃털은 중력의 영향을 받아 정확히 동시에 바닥에 닿았습니다. 지구보다 약한 달의 중력 때문에 낙하 속도는 다소 느렸지만, 두 물체의 운동 양상은 완벽하게 일치했습니다. 이 역사적인 장면은 수천 년간 이어진 과학적 의구심을 단번에 해소하며 갈릴레오 갈릴레이의 자유 낙하 법칙이 옳았음을 증명했습니다. 자연의 법칙은 이처럼 끊임없는 의심과 실험적 검증을 거치며 인류의 지식 체계를 더욱 견고하게 만들어 가고 있습니다.

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물리학
천문학

왜 양자 물리는 들어도 이해가 안 될까?

화창한 봄날 호숫가에서 피크닉을 즐기는 여인의 보라색 치마 위에는 작은 벌레 한 마리가 있습니다. 이 벌레는 치마를 구성하는 빨간색 실과 파란색 실을 구분하지 못하며, 세상을 단색의 2차원 평면으로만 인식합니다. 자신의 제한된 경험을 우주 전체로 확대 적용하는 오류를 범하고 있는 셈입니다. 우리 인간 역시 이와 크게 다르지 않습니다. 우리는 1km 밖의 사람을 구별하기 어렵고 아주 작은 미시 세계를 육안으로 볼 수 없는 한계 속에 살고 있습니다. 4차원이나 11차원의 존재를 머리로는 알아도 상상하기 힘든 이유는 우리가 경험할 수 있는 범위가 벌레의 호숫가만큼이나 좁기 때문입니다. 인간이 양자 물리를 접할 때 거대한 벽을 느끼는 이유는 미시 세계가 우리의 직관적 이해를 벗어나 있기 때문입니다. 벌레가 3차원 세계를 진정으로 이해하지 못하듯, 인간도 눈에 보이지 않는 원자 차원의 세상을 완벽히 체감할 수는 없습니다. 양자 물리를 연구하는 물리학자들조차 이를 완벽하게 이해한다고 말하기는 어렵지만, 그들은 실험과 관찰을 통해 그 세계의 법칙을 지식으로 정립해 왔습니다. 이는 마치 담장 너머에서 들려오는 소문만으로 담장 안의 규칙을 알아내는 과정과 같습니다. 스스로도 완전히 이해하기 힘든 규칙을 찾아내어 타인에게 설명할 수 있다는 점은 인간 지성이 가진 놀라운 특징 중 하나입니다. 물리학자들은 눈에 보이는 현상에만 머무르지 않고 보라색 평면 속에서 가느다란 빨간색 실과 파란색 실의 존재를 찾아냈습니다. 신이 인간에게 쉽게 허락하지 않은 미시 세계의 법칙을 알아낸 것입니다. 이제 인류는 단순히 원자의 법칙을 이해하는 수준을 넘어, 원자를 직접 조작하는 경지에 이르렀습니다. 슈퍼컴퓨터로도 해결하기 어려운 난제를 풀 수 있는 양자 컴퓨터를 개발하며 새로운 시대를 열고 있습니다. 비록 우리의 감각은 제한적일지라도, 보이지 않는 세계의 질서를 탐구하고 이를 기술로 구현해낸 양자 물리의 발견은 인간 지성이 거둔 가장 위대한 승리라고 할 수 있습니다.

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물리학

[연구뭐하지?] 나만의 질문을 통해 새로운 분야를 개척하는 여정_박제근 교수 | 서울대학교 "양자물질 연구단"

물질의 자기적 성질을 탐구하는 연구는 현대 물리학의 핵심 과제 중 하나입니다. 특히 2010년 이후 세계 최초로 시작된 '2차원 자성체' 연구는 원자들이 평면 위에 배열된 나노미터 두께의 얇은 층에서 나타나는 새로운 물리적 현상을 다룹니다. 반데르발스 자성 물질이라 불리는 이 소재들은 기존 3차원 구조에서는 볼 수 없었던 독특한 상변화와 위상 현상을 보여주며, 연구자들에게 무궁무진한 탐구의 기회를 제공합니다. 원자 수준의 작은 나침반들이 만들어내는 새로운 응용 가능성은 저차원 물리 세계의 매력을 극대화하며 학계의 주목을 받고 있습니다. 연구자로서의 삶에서 가장 중요한 전환점은 남이 던진 질문에 답하는 것을 넘어 '나만의 질문'을 던지기 시작할 때 찾아옵니다. 오랜 시간 우수한 논문을 써왔음에도 불구하고, 근본적인 화두가 외국 연구자로부터 시작되었다는 사실은 때로 학문적 갈증을 유발합니다. 한국적인 정서가 담긴 불상이 인도나 일본의 것과 다르듯, 과학 연구 역시 우리만의 고유한 시각과 질문이 필요합니다. 석굴암의 미학에서 과학적 영감을 얻으려는 시도처럼, 자신만의 방향등을 찾아가는 과정은 연구자가 독립적인 개척자로 거듭나기 위한 필수적인 여정이라 할 수 있습니다. 창의적인 연구는 교수와 학생이 과학자로서 동등하게 질문을 마주하는 수평적인 문화에서 싹틉니다. 지위의 차이를 떠나 누구나 자유롭게 의견을 개진하고, 교수의 생각에 반론을 제기할 수 있는 환경은 연구의 질을 높이는 원동력이 됩니다. 특히 학생들에게 개별 프로젝트를 맡겨 초기 단계부터 끝까지 책임지게 하는 방식은 연구자로서의 독립성을 키워줍니다. 수산시장에서 자신의 좌판을 책임지는 상인처럼, 스스로 연구를 이끌어가는 과정은 다소 느릴지라도 결국 어디서든 제 몫을 다하는 독자적인 연구자를 길러내는 소중한 밑거름이 됩니다. 새로운 분야를 개척하는 연구는 마치 해독할 수 없는 이집트 상형문자로 가득한 '로제타 스톤'을 마주하는 것과 같습니다. 초기 단계에서는 방향을 잡지 못해 당혹스러울 때가 많지만, 끊임없는 실험과 분석을 통해 우리가 이해할 수 있는 언어로 지식을 변환해 나가는 과정이 바로 과학입니다. 아인슈타인이 말했듯 실패가 없다는 것은 새로운 시도를 하지 않았다는 증거이기도 합니다. 실패는 연구의 과정에서 피할 수 없는 일부이며, 이를 대범하게 받아들이는 태도가 필요합니다. 예상치 못한 결과 속에서 답을 찾아가는 인내야말로 과학적 진보를 이끄는 핵심입니다. 2차원 자성체와 같은 첨단 분야의 연구는 단기적인 성과보다는 장기적인 호흡과 끈기가 요구됩니다. 수많은 시행착오와 트러블슈팅 과정을 거쳐야 하기에 연구자는 실패에 무뎌질 수 있는 용기를 가져야 합니다. 비록 성과가 나오기까지의 과정은 고되고 심리적으로 힘들 수 있지만, 오랜 시간 몰입하여 얻어낸 결과물을 세상에 내놓는 순간의 보람은 무엇과도 바꿀 수 없습니다. 돌멩이를 연구한다는 소박한 설명 뒤에는 자연의 신비를 밝히려는 거대한 열망이 숨어 있으며, 이러한 몰입의 즐거움이 모여 결국 우리만의 독창적인 과학 기술을 완성하게 됩니다.

박제근

카오스재단연구뭐하지

물리학

타원의 성질🥏을 알고 있다면!!! 당신의 당구의 신이 될 수 있습니다‼️ㅣ과학원리체험@home 시즌3

우리가 살고 있는 이 거대한 우주는 언제나 인류에게 경외심과 호기심을 동시에 안겨주었습니다. 밤하늘을 수놓은 수많은 별은 단순한 빛의 잔치가 아니라, 수십억 년의 시간을 거슬러 올라가는 역사의 기록이기도 합니다. 과학은 이러한 막연한 경외심을 구체적인 지식으로 바꾸는 과정입니다. 우리는 보이지 않는 힘과 원리를 탐구하며 우주의 기원을 추적해 왔고, 그 과정에서 인간이라는 존재가 우주에서 어떤 위치를 차지하고 있는지 끊임없이 질문을 던져 왔습니다. 현대 과학기술의 발전은 과거에는 상상조차 할 수 없었던 먼 우주의 모습을 우리 눈앞에 생생하게 펼쳐놓았습니다. 초정밀 망원경과 탐사선들은 수만 광년 떨어진 은하의 탄생과 소멸을 관측하며, 우주가 팽창하고 있다는 결정적인 증거들을 수집해 왔습니다. 이러한 관측 데이터는 단순한 수치를 넘어 우주의 구조를 이해하는 핵심적인 열쇠가 됩니다. 빛의 속도로도 닿을 수 없는 먼 곳의 이야기를 지구라는 작은 행성에서 해석해 내는 과정은 인류 지성의 위대한 승리라고 할 수 있습니다. 하지만 우리가 관측할 수 있는 가시적 물질은 우주 전체의 극히 일부분에 불과하다는 사실이 밝혀지면서 새로운 국면을 맞이했습니다. 우주의 대부분을 차지하고 있는 암흑 물질과 암흑 에너지는 여전히 베일에 싸여 있으며, 이는 현대 물리학이 해결해야 할 가장 큰 숙제 중 하나로 남아 있습니다. 보이지 않는 존재가 우주의 팽창과 구조 형성에 결정적인 역할을 한다는 가설은 우리의 상상력을 자극합니다. 이러한 미지의 영역을 탐구하는 과정은 과학이 가진 본연의 매력이자 끊임없는 도전 과제입니다. 과학적 사고방식은 단순히 지식을 습득하는 것을 넘어, 세상을 객관적으로 바라보는 틀을 제공합니다. 가설을 세우고 실험과 관측을 통해 이를 검증하는 과정은 편견과 오류를 줄여 나가는 가장 합리적인 방법입니다. 우주의 신비를 풀어 나가는 과정에서도 이러한 엄밀한 방법론은 빛을 발합니다. 증명되지 않은 막연한 추측보다는 근거 있는 데이터를 바탕으로 진실에 다가가는 태도야말로 인류가 문명을 발전시켜 온 원동력입니다. 과학은 정답을 찾는 과정인 동시에 질문을 멈추지 않는 태도 그 자체입니다. 앞으로의 우주 탐사는 지금까지의 성과를 뛰어넘는 새로운 발견의 연속이 될 것입니다. 화성 이주 계획이나 외계 생명체의 흔적을 찾는 연구들은 더 이상 공상과학 소설 속의 이야기가 아닙니다. 우리는 이제 지구라는 요람을 벗어나 더 넓은 세계로 나아갈 준비를 하고 있습니다. 이러한 여정은 단순히 영토를 확장하는 것이 아니라, 생명의 근원과 우주의 본질에 대한 답을 찾아가는 과정입니다. 과학과 함께하는 이 위대한 탐험은 인류의 미래를 결정짓는 가장 중요한 발걸음이 될 것입니다.

국립과천과학관👩‍🔬과학원리체험@home

수학

과학의 재미😊를 찾는 과정, 부모님👨‍👩‍👧이 함께해주세요!ㅣ과학관에서 정모 10화 파이널

연말이 되면 한 해를 정리하며 아이 교육에 대해 많은 고민을 하게 됩니다. 부모로서 자녀를 사랑하는 마음은 본능적이지만, 때로는 교육의 방향을 잡는 것이 쉽지 않습니다. 특히 과학은 많은 이들에게 어렵게 느껴지는 분야입니다. 하지만 과학은 단순히 지식을 습득하는 과정이 아니라, 세상을 바라보는 따뜻한 시선이자 아이와 부모가 함께 성장할 수 있는 소중한 매개체가 될 수 있습니다. 일상 속에서 과학을 즐기는 태도가 중요한 이유입니다. 과학은 우리 삶의 곳곳에 스며들어 있으며, 이를 발견하는 즐거움은 가족 간의 유대감을 더욱 깊게 만들어 줍니다. 우리는 음악을 전공하지 않아도 누구나 자유롭게 음악을 즐깁니다. 과학 역시 마찬가지입니다. 과학을 반드시 전문가의 영역으로만 한정 지을 필요는 없습니다. 대중이 과학을 교양으로 접근하고 즐길 수 있도록 문턱을 낮추는 것이 필요합니다. 모든 것을 완벽하게 이해해야 한다는 부담감을 내려놓고, 자신이 흥미를 느끼는 단계부터 차근차근 접근한다면 과학은 우리 삶을 풍요롭게 만드는 즐거운 취미이자 지적 유희가 될 것입니다. 과학을 전공하지 않더라도 그 원리를 이해하고 감상하는 것만으로도 충분한 가치가 있습니다. 아이들은 본래 호기심이 많아 과학을 좋아하지만, 학교에서 시험 과목으로 접하게 되면서 흥미를 잃곤 합니다. 특히 초등학교 3학년을 기점으로 과학을 어렵게 느끼는 경우가 많습니다. 이를 극복하기 위해서는 학교 과학이 전부가 아님을 인지해야 합니다. 과학관이나 다양한 매체를 통해 학교 밖의 과학을 경험하게 함으로써, 지식 암기보다는 현상을 탐구하는 즐거움을 일깨워주어야 합니다. 시민으로서 갖춰야 할 과학적 소양은 미래를 살아가는 큰 힘이 됩니다. 과학 교육의 목적은 단순히 인재 양성을 넘어 성숙한 시민을 기르는 데 있습니다. 급변하는 미래 사회에서 유망한 분야를 미리 예측하여 대비하는 것은 매우 어려운 일입니다. 과거에는 존재하지 않았던 '과학 커뮤니케이터'라는 직업이 생겨난 것처럼, 앞으로의 미래는 서로 다른 분야를 연결하고 융합하는 능력이 중요해질 것입니다. 한 가지 분야에만 매몰되기보다 다양한 경험을 쌓고 이를 과학적 사고와 결합할 때 창의성이 발휘됩니다. 아이들에게 획일화된 길을 제시하기보다, 스스로 연결 고리를 찾을 수 있는 환경을 만들어주어야 합니다. 이러한 다양성과 융합적 접근이 미래를 살아갈 아이들에게 가장 필요한 자산입니다. 아이가 엉뚱한 질문을 던졌을 때 부모가 모든 정답을 알 필요는 없습니다. 중요한 것은 모르는 것을 함께 고민하고 찾아가는 진지한 태도입니다. 과학은 고정된 진리가 아니라 의심을 통해 잠정적인 답을 찾아가는 역동적인 과정이기 때문입니다. 부모 스스로가 과학을 즐기고 탐구하는 모습을 보일 때, 아이들도 자연스럽게 과학적 사고방식을 체득하게 됩니다. 과학관을 아이들만의 공간이 아닌, 부모님 자신의 즐거움을 위한 공간으로 활용해 보시길 권합니다. 부모가 먼저 과학의 재미를 느낄 때 아이들의 호기심도 비로소 빛을 발하게 될 것입니다.

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미래 과학🤖을 위한 대비, 어떻게 해야 할까요?ㅣ과학관에서 정모 8화

과학은 단순히 지식의 집합체가 아니라 세상을 바라보는 태도입니다. 우리는 흔히 과학을 어렵고 딱딱한 공식의 나열로 생각하기 쉽지만, 사실 그 본질은 끊임없는 질문에 있습니다. 당연하게 여겨지는 현상에 대해 '왜?'라는 의문을 던지는 순간, 과학적 탐구는 시작됩니다. 이러한 호기심은 인류가 미지의 영역을 개척하고 문명을 발전시켜 온 가장 강력한 원동력이었습니다. 일상 속에서 마주하는 작은 현상들 속에도 우주의 원리가 숨어 있음을 깨닫는 것이 과학의 첫걸음입니다. 많은 이들이 과학적 발견을 천재적인 영감의 결과로만 보지만, 그 이면에는 수많은 실패와 시행착오가 존재합니다. 과학의 역사에서 정답을 찾아가는 과정은 결코 직선적이지 않았습니다. 수많은 가설이 세워지고 무너지는 과정을 반복하며, 인류는 조금씩 진리에 다가갔습니다. 실패는 부끄러운 것이 아니라, 우리가 가야 할 올바른 방향을 알려주는 이정표와 같습니다. 이러한 실패를 긍정하고 다시 도전하는 자세야말로 과학이 우리에게 주는 가장 큰 교훈 중 하나라고 할 수 있습니다. 현대 사회에서 과학적 사고는 시민의 필수적인 소양으로 자리 잡았습니다. 기후 위기나 감염병 확산과 같은 복잡한 사회적 문제를 해결하기 위해서는 객관적인 데이터와 논리적인 분석이 뒷받침되어야 합니다. 감정이나 편견에 휘둘리지 않고 사실에 근거하여 판단하는 능력은 민주주의 사회를 지탱하는 힘이 됩니다. 과학은 실험실 안에만 머무는 것이 아니라, 우리가 더 나은 공동체를 만들기 위해 소통하고 합의를 이끌어내는 과정에서도 핵심적인 역할을 수행합니다. 과학적 지식은 고정된 것이 아니라 새로운 증거가 발견됨에 따라 끊임없이 수정되고 보완됩니다. 어제의 정답이 오늘의 오답이 될 수 있다는 유연함은 과학의 가장 큰 매력입니다. 자신의 오류를 인정하고 더 나은 설명을 받아들이는 태도는 지적인 겸손함을 길러줍니다. 이러한 개방성은 타인의 의견을 경청하고 다양성을 존중하는 태도로 이어집니다. 끊임없이 변화하는 세상 속에서 우리가 중심을 잡고 나아갈 수 있게 해주는 것은 바로 이러한 과학적 유연함과 비판적 사고입니다. 결국 과학을 공부한다는 것은 세상을 더 깊이 사랑하는 법을 배우는 과정과 같습니다. 우리가 발을 딛고 있는 지구와 밤하늘의 별들, 그리고 우리 몸을 구성하는 작은 세포 하나하나에 담긴 이야기를 이해할 때 삶은 더욱 풍요로워집니다. 과학은 우리에게 지적인 겸손함을 가르치는 동시에, 우리가 우주의 거대한 흐름 속에서 연결되어 있다는 경이로움을 선사합니다. 앞으로도 멈추지 않는 탐구 정신을 통해 더 넓은 세상을 발견하고, 그 속에서 진정한 지혜를 찾아가는 여정을 계속해 나가야 합니다.

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[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

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[22 대한민국 과학축제] 본격! 과학자가 축제를 즐기는 방법 [김상욱 교수] EP.1 #히어로 #김상욱 #대한민국과학축제

우리는 종종 스스로가 세상을 변화시킬 수 있는 거대한 존재라고 믿곤 하지만, 사실 대자연의 유구한 역사와 광활한 질서 속에서 인류가 차지하는 위치는 매우 제한적입니다. 인류가 쌓아온 모든 역사와 문명은 거대한 행성의 흐름 속에서 아주 찰나의 순간에 벌어진 일들에 불과하며, 이러한 사실을 직시할 때 비로소 우리는 자연에 대한 경외심을 갖게 됩니다. 우리는 우주적 시간표 안에서 잠시 머물다 가는 존재로서, 우리를 둘러싼 세계를 대하는 겸손한 태도를 배울 필요가 있습니다. 인류가 직면한 위기를 해결하지 못한다면 우리의 미래는 불투명해질 수밖에 없습니다. 과학자들은 인류의 생존을 위해 우주를 개척하거나, 현재의 삶의 방식을 완전히 바꾸어 극도의 절제를 실천하는 등 다양한 가능성을 타진하고 있습니다. 어떤 길을 선택하든 지금과는 전혀 다른 삶의 방식이 요구될 것이며, 이는 인류 전체가 함께 고민해야 할 중대한 과제입니다. 생존을 위한 해답을 찾는 과정은 고통스러울 수 있지만, 이는 인류의 멸종을 막기 위한 필수적인 선택입니다. 과학 탐구의 시작은 거창한 이론이나 복잡한 수식이 아니라, 주변 세상을 향한 아주 작은 호기심에서 비롯됩니다. 과학자들 역시 일상에서는 평범한 사람들과 다를 바 없이 각자의 방식으로 휴식을 취하고 즐거움을 찾으며 살아갑니다. 그들에게 연구는 딱딱한 업무가 아니라 세상의 비밀을 풀어나가는 흥미로운 놀이와도 같습니다. 따라서 과학을 어렵게만 느끼기보다는, '이것은 왜 그럴까'라는 질문을 던지며 가벼운 마음으로 다가가는 태도가 무엇보다 중요합니다.

카오스재단석학인터뷰

[질문Q] 우리는 대체 언제쯤 노벨상을 받을 수 있을까? | 2018 가을 카오스 강연 '화학의 미스터리, CheMystery' 3강

효소는 단백질로 이루어진 복잡한 생체 고분자로, 화학 반응에서 촉매 역할을 수행하며 생명 현상을 유지하는 핵심적인 존재입니다. 인공적으로 이러한 효소의 기능을 완벽히 구현하는 것은 매우 어려운 과제이지만, 현대 과학은 기존 효소의 구조를 개질하여 필요한 반응을 유도하는 '유도 진화(Directed Evolution)'라는 혁신적인 방법을 찾아냈습니다. 이는 자연의 진화 과정을 실험실에서 재현하여 인류에게 유용한 촉매를 설계하는 학문으로, 기초 과학의 무한한 가능성을 보여주는 대표적인 사례라고 할 수 있습니다. 기초 과학의 성과는 단순히 연구비 투입만으로 단기간에 이루어지는 것이 아니라, 과학적 사고가 사회 전반에 뿌리내린 오랜 전통 속에서 꽃을 피웁니다. 서구의 경우 대중과 과학이 소통해 온 역사가 수백 년에 달하지만, 우리나라는 세계적인 수준의 연구를 본격적으로 수행한 역사가 상대적으로 짧은 편입니다. 과학적 사고방식이 널리 퍼지고 기초 과학의 전통이 축적되는 과정은 절대적인 시간이 필요한 일이며, 이러한 문화적 토양이 마련될 때 비로소 지속 가능한 과학 발전의 기틀이 형성될 수 있습니다. 최근 우리나라의 정부 연구비는 비약적으로 증가하여 GDP 대비 세계적인 수준에 도달했습니다. 하지만 누적된 투자 규모를 선진국과 비교해 보면 여전히 큰 격차가 존재하는 것이 현실입니다. 과학 기술의 성과는 축적의 시간이 필요하기에, 지금의 집중적인 투자가 결실을 보기까지는 앞으로 10~15년 정도의 시간이 더 필요할 것으로 보입니다. 현재 최고의 교육을 받은 차세대 연구자들이 현장에서 활약하고 있는 만큼, 머지않은 미래에는 우리나라도 일본과 같이 안정적인 과학 강국으로 자리매김할 것입니다. 과학자의 성장은 그가 속한 사회의 진보 및 자유의 확대와 궤를 같이합니다. 좋은 과학적 토양은 무엇이든 질문할 수 있고 어떤 의견이든 자유롭게 나눌 수 있는 환경에서 만들어지기 때문입니다. 노벨상과 같은 성과는 단순히 탁월한 개인의 업적을 넘어, 우리 사회가 얼마나 합리적이고 자유로운 사고를 수용할 수 있는지를 보여주는 인증 마크와도 같습니다. 우리 사회가 더 진보하고 자유로워질 때, 그 구성원인 과학자 또한 더욱 창의적이고 발전된 사고를 할 수 있게 되며 이는 곧 국가의 경쟁력으로 이어집니다. 본래 과학자는 '자연 철학자'라 불렸으며, 과학은 참과 거짓을 판단하기 위해 실험과 재현이라는 기준을 도입한 철학의 한 줄기에서 시작되었습니다. 오늘날 과학은 인류의 사고 체계를 지배하는 거대한 철학적 틀로 자리 잡았으며, 이는 원소의 발견과 같은 기초 연구에서도 잘 드러납니다. 118개의 원소 너머를 탐구하는 과정은 물리적인 한계를 극복하려는 노력이자, 찰나의 순간만 존재하는 존재를 어떻게 정의할 것인가라는 철학적 질문에 답하는 과정이기도 합니다. 과학은 결국 우리가 세상을 이해하는 가장 정교한 방식입니다.

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[질문과 토론의 과학 #18] 💻인공지능 시대의 우리의 대처

수학은 단순히 복잡한 공식을 풀거나 정답을 찾아내는 학문이 아닙니다. 오히려 우리가 세상을 바라보는 논리적인 틀을 제공하며, 보이지 않는 질서를 발견하는 과정에 가깝습니다. 많은 이들이 수학을 어렵고 딱딱한 과목으로만 여기지만, 사실 그 이면에는 끊임없는 호기심과 탐구 정신이 자리잡고 있습니다. 수학적 사고는 복잡한 현상을 단순화하고, 그 안에서 변하지 않는 원리를 찾아내는 힘을 길러줍니다. 이러한 과정은 우리 삶의 다양한 문제를 해결하는 데 필수적인 기초가 됩니다. 과학의 발전사에서 가장 중요한 역할을 한 것은 정답이 아니라 질문이었습니다. 좋은 질문은 새로운 시각을 열어주고, 기존의 고정관념을 깨뜨리는 시작점이 됩니다. 수학자들은 하나의 문제를 해결하기 위해 수많은 질문을 던지며, 그 과정에서 논리의 빈틈을 찾아내고 보완합니다. 질문은 단순히 모르는 것을 묻는 행위를 넘어, 지식의 경계를 확장하는 강력한 도구입니다. 우리가 일상에서 마주하는 사소한 의문들이 때로는 거대한 과학적 발견의 씨앗이 되기도 한다는 점을 잊지 말아야 합니다. 토론은 수학적 사고를 완성하는 중요한 과정 중 하나입니다. 혼자만의 생각에 갇히지 않고 타인의 의견을 경청하며 자신의 논리를 검증하는 과정에서 더 깊은 통찰이 생겨납니다. 서로 다른 관점이 충돌하고 융합될 때, 예상치 못한 창의적인 해결책이 도출되기도 합니다. 수학적 토론은 단순히 누가 옳은지를 가리는 싸움이 아니라, 함께 진리에 다가가는 협력의 여정입니다. 이러한 소통의 문화는 과학 공동체가 건강하게 성장하고 지속적인 혁신을 이룰 수 있게 만드는 핵심적인 동력이 됩니다. 현대 사회에서 수학적 사고의 중요성은 더욱 커지고 있습니다. 데이터가 넘쳐나는 시대에 정보를 비판적으로 수용하고 논리적으로 분석하는 능력은 생존을 위한 필수 역량입니다. 수학은 우리에게 현상의 본질을 꿰뚫어보는 눈을 길러주며, 감정에 휘둘리지 않고 객관적인 근거를 바탕으로 판단할 수 있게 돕습니다. 이는 비단 학문적인 영역에만 국한되지 않고, 경제, 사회, 기술 등 우리 삶의 모든 분야에서 합리적인 의사결정을 내리는 데 큰 도움을 줍니다. 수학은 세상을 이해하는 가장 정교한 도구입니다. 결국 과학과 수학의 본질은 정해진 답을 외우는 것이 아니라, 끊임없이 의심하고 탐구하는 태도에 있습니다. 질문과 토론이 활발하게 이루어지는 환경에서 비로소 창의적인 사고가 꽃피울 수 있습니다. 우리는 결과보다는 과정에 집중하고, 실패를 두려워하지 않는 도전 정신을 가져야 합니다. 수학자들의 탐구 방식이 우리에게 주는 교훈은 명확합니다. 세상을 향한 열린 마음과 논리적인 분석력을 갖출 때, 우리는 더 나은 미래를 설계할 수 있습니다. 지적 호기심을 잃지 않는 삶이야말로 진정한 과학적 삶의 모습입니다.

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[과학관에서 정모] 4화 학교 과학교사가 말하는 찐 과학 공부법!

과학 교육의 중심은 학교이며, 그 현장에서는 시대의 변화에 발맞춘 다양한 시도가 이루어지고 있습니다. 과거의 과학 수업이 주로 이론 중심이었다면, 오늘날의 교실은 학생들이 직접 실험에 참여하며 원리를 깨닫는 경험 중심 학습으로 변모하고 있습니다. 비록 실험 준비와 뒷정리를 돕는 전문 인력의 유무 등 현실적인 제약은 존재하지만, 교사들은 학생들이 과학의 즐거움을 느낄 수 있도록 끊임없이 고민합니다. 이러한 노력은 학생들이 과학을 단순한 암기 과목이 아닌, 세상을 탐구하는 흥미로운 과정으로 인식하게 만드는 밑거름이 됩니다. 어린 시절의 다양한 과학적 경험은 지식의 습득을 넘어 새로운 개념을 마주할 때의 태도를 결정짓습니다. 영재 교육이나 선행 학습 같은 결과 중심의 활동보다는 과학관 프로그램 참여나 일상 속의 탐구와 같은 경험들이 아이들의 마음속에 소중한 점으로 남게 됩니다. 이러한 경험의 점들이 모여 나중에 학교에서 어려운 이론을 배울 때 훨씬 더 친숙하고 편안하게 다가갈 수 있는 힘이 됩니다. 즉, 조기 교육의 핵심은 똑똑한 아이를 만드는 것이 아니라, 과학이라는 세계를 낯설어하지 않고 즐길 수 있는 정서적 토대를 마련해 주는 데 있습니다. 중학교에서 고등학교로 진학하며 과학이 급격히 어려워지는 시기에 많은 학생이 좌절을 겪기도 합니다. 특히 입시 위주의 수능 문제는 고도의 요령을 요구하는 경우가 많아, 학생들이 실제 과학의 본질보다는 문제 풀이 기술에 매몰되기 쉽습니다. 하지만 이 시기를 잘 견뎌내기 위해서는 과학에 대한 본질적인 흥미를 잃지 않는 것이 무엇보다 중요합니다. 성적이 당장 눈에 띄지 않더라도 특정 분야에 깊은 관심을 가진 학생들은 결국 자신만의 길을 찾아 성장하게 됩니다. 따라서 부모는 아이를 재촉하기보다 과학을 즐기며 생각할 수 있는 충분한 시간과 여유를 주어야 합니다. 교사는 단순히 지식을 전달하는 사람을 넘어, 수업을 설계하고 기획하는 크리에이터의 역할을 수행합니다. 딱딱한 분자 모형 대신 젤리를 활용해 직접 만들어보고 먹어보는 활동처럼, 아이들의 흥미를 자극하는 창의적인 수업은 학습 효과를 극대화합니다. 이러한 기획은 학생들이 과학적 원리를 머릿속으로 소화할 뿐만 아니라 감각적으로도 기억하게 만듭니다. 새로운 수업 방식이 학생들에게 긍정적인 반응을 얻을 때 교사는 큰 보람을 느끼며, 이러한 상호작용은 교실을 더욱 생동감 넘치는 공간으로 만듭니다. 교육 현장의 창의성은 결국 아이들의 호기심을 깨우는 열쇠가 됩니다. 21세기 과학의 시대를 살아가는 우리에게 필요한 것은 과학적 소양을 삶의 가치관으로 받아들이는 태도입니다. 이는 근거에 기반하여 사고하고, 새로운 증거가 나타나면 언제든 자신의 생각을 수정할 수 있는 유연함을 의미합니다. 또한 기후 위기와 같은 전 지구적 문제를 자신의 삶과 연결 지어 고민하는 태도 역시 중요합니다. 학교 밖에서도 과학 잡지를 읽거나 과학자의 강연을 듣는 등 과학을 하나의 문화로 향유할 때, 아이들은 자연스럽게 과학적 사고방식을 체득하게 됩니다. 가정과 학교가 신뢰를 바탕으로 협력할 때, 우리 아이들은 진정으로 과학을 즐기는 미래 인재로 성장할 것입니다.

국립과천과학관과학관에서 정모🍀

융합

[질문Q] 인공지능으로 리만가설을 풀 수 없을까? | 2018 봄 카오스 강연 '모든 것의 수數다' 8강 | 세상을 바꾼 알고리즘 - 알파고와 블록체인을 넘어 미래로

과학의 역사는 단순히 정답을 찾아가는 과정이라기보다, 끊임없이 질문을 던지는 과정에 가깝습니다. 우리가 당연하게 여기는 자연 현상에 대해 '왜?'라는 의문을 품는 순간, 새로운 발견의 문이 열리기 시작합니다. 질문은 지적 호기심의 출발점이자, 기존의 지식을 비판적으로 검토하게 만드는 원동력입니다. 이러한 태도는 단순히 지식을 습득하는 것을 넘어, 세상의 본질을 깊이 있게 이해하려는 철학적 탐구와도 맞닿아 있습니다. 호기심은 인류를 미지의 영역으로 이끄는 가장 강력한 도구입니다. 과거의 과학자들은 눈에 보이지 않는 작은 입자부터 광활한 우주의 끝까지, 모든 것에 의문을 가졌습니다. 그들은 정해진 틀에 갇히지 않고 자유롭게 사고하며, 불가능해 보이는 가설을 세우고 이를 증명하기 위해 치열하게 노력했습니다. 이러한 끊임없는 도전은 현대 문명을 지탱하는 수많은 기술적 진보와 과학적 이론을 탄생시키는 밑거름이 되었습니다. 질문을 던지고 답을 찾는 과정이 항상 순탄한 것은 아닙니다. 수많은 시행착오와 실패가 뒤따르지만, 과학자들은 그 과정에서 얻은 데이터를 바탕으로 질문을 수정하고 다시 도전합니다. 실패는 끝이 아니라 더 나은 질문을 찾기 위한 이정표 역할을 합니다. 끈기 있게 질문을 이어가는 태도는 복잡한 문제를 해결하는 핵심 열쇠이며, 이는 과학적 사고방식이 우리 삶에 주는 가장 큰 교훈 중 하나라고 할 수 있습니다. 과학적 탐구는 개인의 통찰에서 시작되지만, 공동체의 토론과 검증을 통해 완성됩니다. 서로 다른 관점에서 던지는 질문들은 이론의 허점을 보완하고 더욱 견고하게 만듭니다. 타인의 의견을 경청하고 자신의 생각을 논리적으로 설명하는 과정은 과학적 방법론의 핵심입니다. 이러한 소통의 문화는 지식의 공유를 촉진하며, 인류 전체의 지적 자산을 풍요롭게 만드는 데 기여하고 있습니다. 미래 사회에서 질문의 가치는 더욱 높아질 것입니다. 인공지능과 같은 첨단 기술이 발전할수록, 인간만이 가질 수 있는 독창적인 시각과 질문의 힘이 중요해집니다. 단순히 정보를 처리하는 능력을 넘어, 가치 있는 질문을 선별하고 새로운 가치를 창출하는 능력이 요구됩니다. 질문을 멈추지 않는 태도는 급변하는 세상 속에서 우리가 나아가야 할 방향을 제시해 주는 나침반과 같은 역할을 할 것입니다.

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[인터뷰] 유주연_바이러스와의 공존, 어느날 일어나보니...? | 2021 가을 카오스강연 '과학의 희열'

과학자의 길을 걷다 보면 자연스레 '까칠하고 깐깐하다'는 평을 듣게 되곤 합니다. 이는 직업병이라기보다 사실에 기반한 사고를 지향하는 과학적 태도에서 비롯된 결과입니다. 주관적인 추정이나 근거 없는 가정을 철저히 경계하고, 오직 명확한 증거(Evidence)에 기반하여 의견을 개진하는 것이 연구의 기본이기 때문입니다. 이러한 비논리적인 행위를 피하려는 노력은 일상생활에도 영향을 미치지만, 결국 이는 현상을 왜곡 없이 바라보려는 과학자만의 정직한 시선이라고 할 수 있습니다. 스스로를 끊임없이 경계하며 질문을 던지는 태도야말로 진실에 다가가는 첫걸음이 됩니다. 처음부터 과학자를 꿈꿨던 것은 아니었습니다. 본래 질병을 고치는 의사가 되고 싶었으나, 우연한 기회에 접한 유전학 수업이 인생의 전환점이 되었습니다. 특히 '선천성 대사 이상'이라는 책과 겸상 적혈구 빈혈증에 대한 사례를 접하며 큰 전율을 느꼈습니다. 단순히 병을 치료하는 행위를 넘어, 특정 단백질의 아미노산 변이가 어떻게 질병으로 이어지는지 그 근원적인 기전을 이해하고 싶다는 강렬한 열망이 생겨난 것입니다. 병이 왜 생기는지를 탐구하는 과정에서 찾은 깨달음은 지금까지 연구의 길을 걷게 하는 가장 강력한 동력이 되었습니다. 연구라는 긴 여정에서 '희열'의 순간은 아주 간헐적으로 찾아옵니다. 그 짧은 찰나를 위해 연구자는 기나긴 인고의 시간을 열정으로 버텨내야 합니다. 하지만 열정은 가만히 둔다고 유지되는 것이 아니라, 마치 식물처럼 정성껏 물을 주고 가꾸어야 하는 대상입니다. 특히 정신력은 체력 상태와 밀접하게 연결되어 있습니다. 체력이 뒷받침되지 않으면 열정은 금방 시들기 마련이기에, 규칙적인 운동을 통해 최상의 몸 상태를 유지하는 것은 연구의 연장선이자 필수적인 과정입니다. 건강한 신체는 곧 창의적인 연구를 지속할 수 있는 든든한 버팀목이 됩니다. 복잡한 연구 데이터 속에서 길을 잃었을 때, 해답은 의외로 단순함에 있었습니다. '생각의 탄생'이라는 책을 통해 깨달은 것은, 핵심 아이디어를 찾기 위해 불필요한 것들을 과감히 버려야 한다는 점이었습니다. 모든 데이터를 끌어안고 이해하려 하기보다, 생명 현상의 본질을 흐리는 군더더기를 솎아내는 작업이 선행되어야 합니다. "버릴 것이 무엇인지 찾아야 한다"는 가르침은 연구실의 중요한 철학이 되었고, 이는 복잡한 현상을 명료한 법칙으로 설명해 내는 과학적 통찰력의 핵심이 되었습니다. 비우는 과정을 통해 비로소 현상의 진정한 의미가 보이기 시작합니다. 현재 우리는 바이러스와 함께 살아가는 시대를 지나고 있습니다. 바이러스의 변이는 두려움의 대상이 아니라, 생존을 위한 자연스러운 변화의 과정입니다. mRNA 백신은 우리 몸이 바이러스를 기억하고 빠르게 대응할 수 있도록 돕는 정교한 기술의 산물입니다. 궁극적으로 바이러스는 인간과 공존할 수 있는 평화로운 방향으로 진화해 나갈 것입니다. 마치 소설 '안드로메다 스트레인'의 결말처럼, 치명적이었던 존재가 어느 순간 우리와 공존 가능한 형태로 변모하기를 기대합니다. 연구의 즐거움을 잃지 않고 이 신비로운 생명 현상을 탐구하는 여정은 앞으로도 계속될 것입니다.

유주연

카오스재단카오스강연

생명과학

[인터뷰] 이성빈_ 양자역학, 항상 상식(선입견)이 문제입니다! | 2021 가을 카오스강연 '과학의 희열'

이성빈 교수는 어린 시절부터 확고한 과학자의 꿈을 가졌던 것은 아니었지만, 고등학교 시절 매체를 통해 접한 우주와 은하에 대한 호기심을 계기로 물리학의 길에 들어섰습니다. 대학 진학 후 양자역학을 깊이 있게 배우면서 학문의 매력을 느꼈고, 이후 응집물리학이라는 생소한 분야의 재미를 발견하며 연구에 매진하게 되었습니다. 특히 눈에 보이지 않는 미시 세계의 원리를 탐구하는 과정에서 느꼈던 학문적 깊이는 그를 이론물리학자의 길로 이끄는 결정적인 계기가 되었습니다. 연구 과정에서 마주하는 가장 큰 장애물은 역설적이게도 우리가 태어나면서부터 자연스럽게 갖게 된 일상적인 직관과 선입견입니다. 물체가 굴러가야 한다는 식의 상식은 양자역학의 미시 세계 원리와 정면으로 충돌하기 때문입니다. 이러한 고정관념을 타파하는 특별한 비법은 존재하지 않으며, 오직 끊임없는 공부를 통해 실험이 보여주는 결과를 편견 없이 수용하는 태도만이 진리에 다가가는 유일한 길임을 강조합니다. 이는 학자로서 가져야 할 가장 기본적이면서도 어려운 자세이기도 합니다. 현재 그의 주된 연구 주제는 물질 내부에서 전자가 어떻게 흐르는지를 규명하는 것이며, 특히 자석과 관련된 현상을 깊이 있게 다루고 있습니다. 양자역학은 우리의 상식을 깨는 신선함을 제공하며, 당장의 실용성을 예측하기는 어렵지만 과거의 양자역학이 현대 전자제품의 기반이 되었듯 미래의 가능성을 품고 있습니다. 연구의 연장선에서 매 순간 느끼는 학문적 즐거움은 그가 10년 뒤를 기약하기보다 현재의 탐구 과정 자체에 몰입하게 만드는 원동력이 됩니다.

이성빈

카오스재단카오스강연

물리학

[인터뷰] 박선영_ 물리, 화학, 빅데이터 처리 등등. 대기화학 하시면 다 알려드립니다! | 2021 가을 카오스강연 '과학의 희열'

지구시스템과학의 세계는 알면 알수록 시야가 확장되는 매력적인 분야입니다. 해양학에서 시작해 화학해양학을 거쳐 대기화학으로 연구 범위를 넓혀가는 과정은 자연스러운 호기심의 발로였습니다. 특히 바닷물 속에 녹아 있는 미량 기체를 분석하던 경험은 대기 중 성분에 대한 관심으로 이어졌습니다. 데이터 하나를 얻기 위해 무거운 물을 직접 펌프질하던 고된 과정은 더 가볍고 역동적인 대기 성분을 연구하게 된 계기가 되기도 했습니다. 이러한 우연한 계기들이 모여 지구의 미래를 탐구하는 과학자의 길을 걷게 하며, 열정적인 탐구 정신을 유지하게 만드는 원동력이 됩니다. 과학자에게 가장 필요한 덕목 중 하나는 기존의 지식에 안주하지 않고 끊임없이 의심하는 유연한 사고입니다. 애덤 그랜트의 저서 『싱크 어게인』에서 강조하듯, 과학자처럼 사고한다는 것은 가설을 세우고 데이터를 통해 이를 검증하며 오류의 가능성을 열어두는 것을 의미합니다. 이미 확립된 이론이나 선배 연구자들의 결과물에서 자유로워지는 것은 결코 쉬운 일이 아닙니다. 하지만 사고의 유연성을 바탕으로 '다시 생각하기'를 실천할 때, 우리는 비로소 진정한 과학적 진실에 한 걸음 더 다가갈 수 있으며, 이는 모든 연구자가 지녀야 할 태도이기도 합니다. 대기화학은 공기 중에 오래 머물며 전 지구적 기후와 오존층에 영향을 미치는 성분들을 주로 다룹니다. 이를 제대로 이해하기 위해서는 물리적 역학을 통해 대기의 움직임을 파악하고, 화학적 지식으로 성분의 생성과 소멸 과정을 추적해야 합니다. 최근에는 미생물과의 상관관계나 빅데이터 처리, 정밀 센서 개발 등 다양한 학문적 융합이 요구되고 있습니다. 이러한 다각적인 접근은 지역적인 환경 문제를 넘어 지구 전체의 대기 환경 변화를 예측하고 대응하는 데 필수적인 기초가 되며, 연구자들에게 폭넓은 학문적 시야와 전문성을 요구합니다. 제주 고산 관측소는 동아시아 대기 환경을 감시하는 중요한 거점입니다. 이곳에서는 프레온 가스를 포함한 다양한 할로겐 화합물과 온실기체를 정밀하게 분석하여 이들의 이동과 변화를 추적합니다. 특히 2010년 몬트리올 의정서에 의해 전 세계적으로 사용이 금지된 프레온 가스의 배출량이 최근 다시 증가했다는 사실을 밝혀낸 것은 큰 성과였습니다. 과학자들은 끈질긴 관측과 분석을 통해 이러한 불법 배출의 근원지가 동아시아 지역임을 규명하며 국제적인 환경 규제의 이행을 촉구하고 지구 대기를 보호하기 위한 파수꾼 역할을 수행하고 있습니다. 우리가 연구하는 오존층 파괴 물질들은 대부분 강력한 온실기체이기도 합니다. 따라서 이들을 규제하는 것은 오존층 회복뿐만 아니라 지구 온난화로 인한 이상 기후 현상을 억제하는 데도 결정적인 역할을 합니다. 실제로 국제 협약을 통한 지속적인 노력이 이산화탄소에 비견될 만큼의 복사 강제력 감소 효과를 거두었다는 연구 결과도 존재합니다. 앞으로는 지상 관측을 넘어 인공위성과 항공기를 활용한 입체적인 연구를 통해, 지구 대기를 보호하기 위한 긴 호흡의 여정을 성실하게 이어 나가야 할 것입니다. 이는 미래 세대를 위한 과학자의 사명이기도 합니다.

박선영

카오스재단카오스강연

지구환경과학

[질문Q] 오래 굶으면 입에서 아세톤 냄새가 난다?ㅣ2017 봄 카오스 강연 '물질에서 생명으로' 7강ㅣ우리 몸을 움직이는 에너지, 너의 정체는?

과학의 여정은 정해진 답을 찾는 과정이 아니라, 세상에 대한 근본적인 질문을 던지는 것에서 시작됩니다. 우리는 흔히 과학을 복잡한 공식이나 실험의 결과물로만 생각하기 쉽지만, 그 이면에는 항상 '왜?'라는 단순하고도 강력한 질문이 자리 잡고 있습니다. 이러한 호기심은 인류가 자연의 섭리를 이해하고 문명을 발전시켜 온 가장 핵심적인 동력이었습니다. 단순히 눈앞에 보이는 현상을 수용하는 데 그치지 않고, 그 이면의 원리를 파고드는 태도야말로 과학적 사고의 본질이라고 할 수 있습니다. 역사 속 위대한 발견들은 모두 당연하게 여겨지던 상식에 질문을 던지며 탄생했습니다. 뉴턴은 사과가 떨어지는 일상적인 현상에서 중력의 법칙을 찾아냈고, 아인슈타인은 시간과 공간의 절대성에 질문을 던져 상대성 이론을 정립했습니다. 이들은 남들이 결론이라고 믿었던 지점에서 새로운 질문을 시작했기에 인류의 지평을 넓힐 수 있었습니다. 지식의 한계를 넘어서는 힘은 이미 알려진 사실을 암기하는 능력이 아니라, 알려지지 않은 영역을 향해 끊임없이 질문을 던지는 용기에서 비롯됩니다. 과학적 방법론의 핵심인 가설 설정 역시 질문의 구체화된 형태입니다. 가설은 우리가 알고자 하는 현상에 대해 잠정적인 답을 내리고 이를 검증하는 과정이지만, 그 출발점은 언제나 현상에 대한 깊은 관찰과 질문입니다. 질문이 정교할수록 실험의 방향은 명확해지며, 비록 실험 결과가 예상과 다르더라도 그 과정에서 얻은 새로운 질문은 또 다른 발견의 씨앗이 됩니다. 따라서 과학에서 실패란 존재하지 않으며, 단지 다음 질문으로 나아가기 위한 하나의 과정일 뿐이라는 점을 기억해야 합니다. 현대 사회에서 정보는 넘쳐나지만, 그 정보를 가치 있게 만드는 것은 결국 인간의 질문하는 능력입니다. 인공지능이 방대한 데이터를 순식간에 분석하고 답을 내놓는 시대일수록, 어떤 문제를 해결해야 할지 결정하는 질문의 가치는 더욱 높아지고 있습니다. 기계는 주어진 데이터 안에서 최적의 답을 찾을 수 있지만, 데이터 너머의 새로운 가능성을 상상하고 질문을 던지는 것은 오직 인간만이 할 수 있는 고유한 영역입니다. 질문은 기술의 발전 방향을 결정하는 나침반과 같은 역할을 수행합니다. 질문을 멈추지 않는 태도는 개인의 성장을 넘어 인류 전체의 지적 자산이 됩니다. 하나의 질문이 해결되면 그 끝에는 항상 또 다른 수많은 질문이 기다리고 있으며, 이러한 연쇄 반응은 지식의 영역을 무한히 확장시킵니다. 우리는 완벽한 정답을 찾았다고 자만하기보다, 아직 우리가 모르는 것이 무엇인지 끊임없이 탐색하는 겸손한 자세를 가져야 합니다. 끊임없는 질문이야말로 미지의 세계를 탐험하는 가장 강력한 도구이며, 우리를 더 나은 미래로 인도하는 유일한 길이기 때문입니다.

카오스재단명강리뷰&질문Q

[과학자가 쓴 과학책#16] 이명현_지구인의 우주공부 | KAOS X 공원생활 특집 | 김태훈의 게으른 책읽기

현대 과학의 핵심은 불확실성과 확률적 존재를 자각하는 데 있습니다. 상대성 이론과 양자 역학, 진화론은 우리가 세상을 바라보는 태도를 근본적으로 바꾸어 놓았습니다. 단순히 지식을 습득하는 '과학 소양'을 넘어, 비판적 사고와 과학적 태도를 갖추는 '과학적 소양'이 21세기 시민에게 필수적입니다. 천문학은 우리와 거리를 두고 존재하는 객관적인 대상을 다루기에, 복잡한 이해관계에서 벗어나 사고의 근력을 키우기에 최적의 학문입니다. 우주라는 거대한 샘플을 통해 우리는 세상을 더 객관적으로 바라보는 법을 배울 수 있습니다. 외계 생명체의 존재 여부는 인류의 오랜 호기심 중 하나입니다. SETI 과학자들은 우주에서 발생하는 자연적인 전파 신호들 사이에서 인위적인 흔적을 찾기 위해 노력합니다. 자연 전파와 지구상의 잡음을 모두 제거하고도 남는 불규칙한 신호가 있다면, 그것은 지적 생명체가 보낸 메시지일 가능성이 큽니다. 현재까지 의심되는 후보 신호는 수천 개에 달하지만, 과학적 신뢰도를 확보하기 위해서는 반복적인 관측과 막대한 자본이 필요합니다. 기술적 발전과 투자가 이어진다면 2040년경에는 외계 생명체에 대한 유의미한 답을 얻을 수 있을 것으로 기대됩니다. 과거 미국과 소련의 체제 경쟁으로 뜨거웠던 우주 탐사는 한동안 소강상태를 보이다가 최근 아시아 국가들을 중심으로 다시 활기를 띠고 있습니다. 중국은 '우주 굴기'를 통해 중화사상을 고취하고 세계적인 영향력을 확대하려 하며, 일본은 고도의 로켓 기술을 바탕으로 강대국으로서의 입지를 다지고자 합니다. 반면 인도는 가성비 높은 탐사 기술을 선보이며 경제적인 이유로 우주 탐사에 뛰어들고 있습니다. 이처럼 각국은 서로 다른 동상이몽을 꾸고 있지만, 달과 우주를 향한 인류의 도전은 그 어느 때보다 치열하게 전개되고 있습니다. 달을 넘어선 인류의 다음 목표는 화성입니다. 화성은 지구와 가장 가까울 때도 왕복에 500일 이상이 소요되는 험난한 여정입니다. 장기간의 생존을 위해서는 의식주를 포함한 완벽한 생명 유지 장치가 필수적이며, 이는 국가 기관인 NASA조차도 신중을 기하는 부분입니다. 최근에는 일론 머스크나 제프 베조스 같은 민간 기업가들이 화성 이주 계획을 발표하며 새로운 국면을 맞이하고 있습니다. 이들은 단순한 탐사를 넘어 화성에 자생적인 문화를 가진 정착촌을 건설하겠다는 거대한 꿈을 꾸며, 우주 탐사의 패러다임을 정부 주도에서 민간 주도로 바꾸어 놓고 있습니다. 도시의 밝은 불빛 아래에서 우리는 밤하늘의 별을 잊고 살아가곤 합니다. 하지만 보이지 않는다고 해서 우주가 사라진 것은 아닙니다. 광활한 우주는 인류가 던져온 가장 오래된 질문들에 대한 답을 품고 있는 거대한 저장소와 같습니다. 천문학을 공부한다는 것은 단순히 별의 위치를 익히는 것이 아니라, 우주의 변화를 수용하고 그 안에서 인간의 위치를 자각하는 진화적 태도를 배우는 과정입니다. 지구인으로서 우주를 공부하는 일은 결국 우리가 누구인지, 그리고 어디로 나아가야 하는지를 끊임없이 되묻는 가장 숭고한 지적 여정이 될 것입니다.

이명현

카오스재단읽다과학

천문학

[질문Q] 아이가 성장할 때 도움이 되는 뇌과학적 조언이 있을까?ㅣ2016 봄 카오스 강연 '뇌 - Brain' 7강ㅣ착각하는 뇌(라야 한다)

우리가 세상을 바라볼 때 색을 인식하는 과정은 단순히 빛을 받아들이는 수동적인 행위가 아닙니다. 유명한 드레스 색깔 논쟁에서 알 수 있듯이, 인간의 뇌는 주변 조명 상태에 따라 색을 능동적으로 보정하고 해석합니다. 동일한 대상을 보고 있더라도 개인마다 조명의 밝기에 대한 기준이 다르기 때문에, 어떤 이에게는 흰색과 금색으로 보이는 드레스가 다른 이에게는 파란색과 검은색으로 보일 수 있습니다. 이는 인간의 인지 시스템이 외부 정보를 그대로 수용하기보다 자신의 기준에 맞춰 재구성하는 능동적인 존재임을 시사합니다. 청각 시스템 역시 매우 정교하고 민감하게 작동합니다. 우리 귀 안에는 소리를 감지하는 내유모세포와 그 민감도를 조절하는 외유모세포가 존재하는데, 이들의 상호작용에 문제가 생기면 외부 자극이 없어도 소리가 들리는 이명이 발생합니다. 특정 주파수를 담당하는 세포가 손상되면 뇌는 그 공백을 메우기 위해 주변 주파수의 활동을 강화하며, 이 과정에서 환상통과 유사한 원리로 소리를 만들어내기도 합니다. 따라서 이명은 단순한 착각이 아니라 뇌와 청각 세포가 생존을 위해 치열하게 반응한 결과라고 볼 수 있습니다. 시각 장애의 회복 가능성은 손상의 원인이 물리적 구조에 있는지 혹은 심리적 요인에 있는지에 따라 달라집니다. 눈의 망막 세포나 뇌로 이어지는 신경망 자체가 퇴행성으로 망가진 경우라면 현대 과학으로도 기적적인 회복을 기대하기 어렵습니다. 하지만 모든 신체적 구조가 정상임에도 불구하고 극심한 심리적 충격으로 인해 시각 정보 처리가 차단된 상태라면, 그 원인이 해소될 때 극적으로 시력을 되찾는 일이 가능할 수도 있습니다. 이는 우리 몸의 감각 기관이 뇌의 고차원적인 통제와 긴밀하게 연결되어 있음을 보여줍니다. 뇌의 발달은 청소년기를 지나 성인기에 접어드는 24세 무렵까지 지속적으로 이루어집니다. 특히 시각 시스템이 정상적으로 발달하기 위해서는 '결정적 시기'에 자연스러운 환경에 노출되는 것이 필수적입니다. 인공적인 구조물이나 제한된 정보만을 접하며 자란 경우에는 시각 지능이 제대로 형성되지 못한다는 연구 결과도 있습니다. 따라서 뇌 발달 단계에 맞지 않는 과도한 선행 학습이나 폐쇄적인 환경에서의 생활은 아이들의 뇌가 가진 잠재력을 충분히 발휘하는 데 걸림돌이 될 수 있으므로 주의가 필요합니다. 유체이탈과 같은 신비로운 현상도 뇌 과학의 관점에서는 감각 정보의 불일치를 해결하려는 뇌의 시도로 해석됩니다. 시각 정보와 청각 정보가 서로 다른 위치를 가리킬 때, 뇌는 이 모순을 해결하기 위해 의식이 몸 밖에 있다는 결론을 내리기도 합니다. 과학은 이처럼 설명하기 힘든 현상에 대해 가장 상식적이고 납득 가능한 가설부터 검토하는 '단순성의 원리'를 따릅니다. 보이지 않는 마음의 작용을 데이터와 논리로 풀어가는 과정은 우리가 세상을 더 객관적으로 이해할 수 있도록 돕는 중요한 이정표가 됩니다.

카오스재단명강리뷰&질문Q

[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

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[이정모강의] 의심하고 질문하라 2편 : 일상 속 과학원리

공자께서는 믿기만 하고 배우지 않는 것의 폐단을 경고하셨습니다. 무턱대고 믿는 태도는 사회에 해를 끼칠 수 있으므로, 우리는 끊임없이 의심하고 질문해야 합니다. 하지만 의심하는 과정은 생각보다 쉽지 않습니다. 특히 메시지가 너무나 긍정적이거나 도덕적으로 보일 때, 우리는 비판적 사고를 멈추고 수용하려는 경향이 있습니다. '물은 답을 알고 있다'는 책이 베스트셀러가 된 이유도 이와 같습니다. 고운 말을 쓰면 물의 결정이 예뻐진다는 감성적인 메시지가 과학적 사실보다 앞섰기 때문입니다. 메시지뿐만 아니라 메신저의 권위나 인품도 우리의 판단을 흐리게 만듭니다. 존경하는 인물이나 선한 의도를 가진 사람이 전하는 정보는 의심 없이 받아들이기 쉽습니다. 예를 들어, 환경 운동가가 가족의 건강을 위해 전자레인지를 멀리하는 모습은 숭고해 보일 수 있지만, 그 근거가 되는 과학적 사실은 틀릴 수 있습니다. 전자레인지에서 사용하는 마이크로파는 리모컨의 적외선보다 에너지가 낮으며, 음식의 영양소를 파괴하거나 발암 물질을 생성하지 않습니다. 좋은 사람의 말이라도 과학적 검증은 반드시 필요합니다. 우리는 종종 '무엇이 들어 있다'는 사실 자체에만 매몰되어 공포에 빠지곤 합니다. 하지만 과학에서 가장 중요한 것은 '양', 즉 숫자입니다. 과거 살충제 달걀 파동 당시, 특정 성분의 검출 여부보다 중요한 것은 인체에 유해한 수준인가였습니다. 계산 결과에 따르면 해당 달걀을 평생 매일 수 개씩 먹어도 안전한 수준이었지만, 막연한 공포는 수많은 양계장을 파산으로 몰아넣었습니다. 감정에 휩쓸리기보다 구체적인 수치를 따져보는 태도가 사회적 비용을 줄이고 진실에 다가가는 길입니다. 미세먼지에 대한 인식도 과거의 기억에 의존하기보다 데이터를 믿어야 합니다. 많은 이들이 '우리 어릴 때는 공기가 맑았다'고 회상하지만, 실제 측정 기록은 정반대의 사실을 보여줍니다. 1980년대와 90년대의 대기 오염 수치는 현재보다 훨씬 높았으며, 당시에는 미세먼지라는 용어조차 정립되지 않았을 뿐입니다. 눈에 보이는 하늘의 색깔보다 전광판의 숫자를 믿어야 하는 이유가 여기에 있습니다. 과거에 대한 막연한 향수는 잘못된 정책 판단으로 이어질 수 있으므로 객관적인 지표를 확인하는 습관이 중요합니다. 오래된 전설이나 유사 과학도 우리의 합리적 사고를 방해합니다. 선풍기를 틀고 자면 죽는다는 '선풍기 사망설'은 과학적 근거가 전혀 없는 대표적인 도시 전설입니다. 선풍기는 산소를 소모하지도, 진공 상태를 만들지도 않습니다. 또한, 독소를 배출한다는 발바닥 패치나 해독 주스 역시 과학적 원리보다는 소비자의 심리를 파고든 마케팅에 가깝습니다. 피부는 외부 물질을 막는 장벽 역할을 하므로 패치를 통해 거대 분자인 독소가 빠져나가는 것은 불가능합니다. 이러한 유사 과학은 건강에 해롭지 않더라도 불필요한 지출을 유도합니다. 건강 보조 기구나 화장품 시장에서도 비과학적인 주장이 난무합니다. 피부 탄력을 위해 바르는 콜라겐은 분자 크기가 너무 커서 피부를 통과할 수 없습니다. 먹는 콜라겐 역시 소화 과정을 거치면 일반 단백질과 다를 바 없으므로 비싼 영양제 대신 음식을 섭취하는 것과 큰 차이가 없습니다. 게르마늄 팔찌나 음이온 제품들도 마찬가지입니다. 과학적으로 음이온만 따로 존재할 수 없으며, 이러한 제품들이 건강을 획기적으로 개선한다는 증거는 부족합니다. 우리는 자본의 논리에 휘둘리지 않기 위해 과학적 지식을 갖춰야 합니다. 과학을 공부하는 진정한 목적은 모두가 과학자가 되기 위함이 아니라, 더 안전하고 합리적인 삶을 영위하기 위함입니다. 과학적 태도는 끊임없는 의심과 더불어 자신의 한계를 인정하는 겸손함에서 시작됩니다. 새로운 사실이 밝혀졌을 때 기존의 생각을 기꺼이 바꿀 수 있는 용기가 필요합니다. 혼자만의 세계에 갇히지 않고 동료나 스승과 소통하며 질문하는 과정이 성장의 핵심입니다. 의심하고 질문하는 태도를 통해 우리는 유사 과학의 늪에서 벗어나 더 나은 사회를 만들어갈 수 있습니다.

국립과천과학관과학강연👨‍🏫

융합

[인생과학책 #8] 과학자가 고른 소설책, 그리고…

과학적 사고방식을 가장 잘 보여주는 문학 작품으로 셜록 홈즈 시리즈를 꼽을 수 있습니다. 주인공 셜록 홈즈가 사건의 단서를 찾아내고 이를 조합하여 결론을 도출하는 과정은 과학자들이 가설을 세우고 검증하는 과정과 매우 흡사합니다. 100년이 넘는 시간 동안 사랑받은 이 소설은 단순한 추리물을 넘어 법의학의 발전에도 큰 영감을 주었습니다. 특히 '모든 접촉은 흔적을 남긴다'는 법의학의 기본 원칙은 셜록 홈즈의 수사 기법에서 비롯되었다고 해도 과언이 아닙니다. 조선 후기의 실학자 다산 정약용은 시대를 앞서간 과학자이자 저술가였습니다. 그는 유배라는 고난의 시간 속에서도 나라와 백성을 위해 500여 권에 달하는 방대한 저술을 남겼습니다. 소설 '목민심서'는 그의 일대기를 통해 현실에 안주하지 않고 끊임없이 질문을 던지며 학문을 통해 세상을 이롭게 하려 했던 그의 의지를 잘 보여줍니다. 이러한 태도는 오늘날 현대 과학자들이 세상을 바라보고 탐구하는 방식과도 깊게 맞닿아 있어 우리에게 큰 울림을 줍니다. 다산 정약용의 형인 정약전 역시 뛰어난 자연과학자로서의 면모를 보여주었습니다. 그는 흑산도 유배 시절, 한반도 남서해안의 수산물을 체계적으로 분류하고 기록한 국내 최초의 해양 생물학 서적인 '자산어보'를 저술했습니다. 각종 어류의 명칭과 분포, 형태는 물론 습성과 활용법까지 상세히 기록된 이 책은 수백 년이 지난 지금까지도 해양 생태계를 이해하는 귀중한 자료로 평가받습니다. 이는 척박한 환경에서도 탐구 정신을 잃지 않았던 선조들의 뛰어난 과학적 자질을 증명합니다. 로봇공학의 권위자들은 인생의 책으로 백과사전을 꼽기도 합니다. 첨단 기술의 집합체인 로봇을 연구하기 위해서는 다방면의 지식이 필수적이기 때문입니다. 이 책은 자연과 인간의 모든 활동에 관한 정보를 체계적으로 정리한 보물창고와 같습니다. 과거 인터넷이 없던 시절, 백과사전은 호기심 많은 아이들에게 지식의 바다를 유영하게 해주는 유일한 통로였습니다. 모르는 용어를 찾고 꼬리에 꼬리를 무는 질문을 해결하는 과정은 과학적 사고의 기초를 다지는 훌륭한 훈련이 되었습니다. 천재 물리학자 리처드 파인만 역시 백과사전을 통해 창의적인 인재로 성장했습니다. 그의 아버지는 백과사전의 내용을 주변 사물과 비교하며 실감 나게 설명해 주었고, 이는 파인만이 관찰력과 원리를 깨우치는 습관을 갖게 했습니다. 오늘날 종이 백과사전은 사라지고 위키백과나 검색 엔진이 그 자리를 대신하고 있지만, 지식을 탐구하고 체계화하려는 본질은 변하지 않았습니다. 우리는 과거보다 더 강력한 지식의 도구를 손에 쥐고 있으며, 이를 어떻게 활용하느냐가 미래의 성취를 결정할 것입니다.

김호영, 오준호, 최준일

카오스재단읽다과학

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[과학자가 쓴 과학책#5] 관계의 과학 by김범준 | KAOS X 공원생활 특집 | 김태훈의 게으른 책읽기

과학은 세상의 아름다움을 이해하는 또 하나의 창입니다. 물리학자는 붉은 노을과 쪽빛 하늘을 보며 빛의 산란이라는 원리를 떠올리지만, 이는 자연의 경이로움을 해치기보다 오히려 더 깊은 감동을 선사합니다. 특히 통계물리학은 수많은 입자가 모여 전체를 이루는 방식을 연구하는 학문으로, 그 대상을 사람과 사회로 확장하면 우리 삶의 복잡한 관계망을 분석하는 훌륭한 도구가 됩니다. 무엇이든 많이 모여 있는 곳에 관심을 갖는 이 학문은 현대 사회를 이해하는 새로운 틀을 제시하며 우리 삶을 더 자세히 들여다보게 합니다. 과학자가 논문이 아닌 책을 쓰는 이유는 주관적인 가치관이나 세상을 바라보는 시선을 더 자유롭게 담기 위해서입니다. 논문은 명확한 증거 없이는 단 한 문장도 쓰기 어렵지만, 책은 과학적 사실에서 출발해 사회적 함의로 나아가는 사유의 확장을 허용합니다. 예를 들어 꿀벌 집단이 의견을 조율하는 과정에서 민주주의의 원리를 발견하는 식입니다. 이러한 시도는 과학적 진술에 개인의 통찰을 더해, 독자들이 미처 생각하지 못했던 새로운 영역으로 사고를 넓힐 수 있도록 돕는 역할을 합니다. 이는 과학이 상아탑을 넘어 대중과 소통하는 방식이기도 합니다. 우리 사회에는 혈액형과 성격의 상관관계처럼 과학적 근거가 부족한 믿음이 종교처럼 자리 잡기도 합니다. 통계물리학적 관점에서 보면 수만 가지 요인이 얽힌 인간의 심리를 단 네 가지 혈액형으로 분류하는 것은 불가능에 가깝습니다. 하지만 사람들은 어떤 사건이 벌어진 뒤에 그 이유를 끼워맞추려는 경향이 있으며, 이는 때로 특정 집단을 배제하는 위험한 기준으로 작동하기도 합니다. 과학은 이러한 편견을 데이터로 검증함으로써 우리가 세상을 보다 객관적이고 냉철하게 바라볼 수 있도록 이끌어주며, 막연한 공포 대신 합리적인 이해를 제공합니다. 자본주의 시스템 내에서의 부의 불평등 역시 개인의 능력 차이보다는 구조적인 결과로 이해할 수 있습니다. 시뮬레이션에 따르면 시장의 원리에만 맡겨둘 경우 부는 자연스럽게 소수에게 집중되며, 한 번 빈곤의 늪에 빠진 이들은 재기의 기회조차 얻기 힘든 구조가 고착화됩니다. 따라서 기본소득과 같은 사회 보장 제도는 단순히 부를 나누는 차원을 넘어, 실패한 이들에게 '두 번째 기회'를 제공하는 장치가 됩니다. 이는 사회 전체의 역동성을 유지하고 건강한 공동체를 만드는 필수적인 과학적 해법이며, 구성원 모두가 평화로운 삶을 영위하기 위한 기반이 됩니다. 정치권의 법안 발의 데이터를 네트워크 분석으로 살펴보면, 국회의원들이 주로 소속 정당 내에서만 협력하는 폐쇄적인 구조를 확인할 수 있습니다. 이는 초당적인 협력이나 전문성에 기반한 연대보다는 정당 논리가 우선시되는 현실을 보여줍니다. 결국 과학이란 단순히 지식을 암기하는 것이 아니라, 세상을 합리적으로 이해하고 비판적으로 사고하는 태도 그 자체입니다. 이러한 과학적 사고방식이 사회 전반에 확산될 때, 우리는 복잡한 세상 속에서 더 현명한 판단을 내리고 더 나은 미래를 향한 동력을 얻을 수 있습니다. 과학은 우리 사회를 더 나은 방향으로 바꾸는 힘이 됩니다.

김범준

카오스재단읽다과학

물리학

[과학책수다] 저도 과학은 어렵습니다만

국립과천과학관 이정모 관장의 저서 '저도 과학은 어렵습니다만'은 과학적 지식을 일상과 밀접하게 연결하여 누구나 쉽게 접근할 수 있도록 돕는 훌륭한 가이드북입니다. 책의 초반부에 등장하는 미꾸라지 이야기는 우리에게 흥미로운 통찰을 제공합니다. 미꾸라지는 아가미 외에도 장 호흡을 하는 독특한 능력을 갖추어 산소가 부족한 흙탕물 속에서도 끈질기게 생존할 수 있습니다. 이러한 생물학적 특성은 조직 내에서 갈등을 견디며 역동성을 불어넣는 구성원의 모습에 비유되기도 합니다. 과학은 이처럼 자연의 섭리를 통해 우리 사회의 상호작용을 되돌아보게 하는 힘을 지니고 있습니다. 수면의 원리를 다루는 대목에서는 청소년기의 늦잠이나 노년기의 이른 기상이 단순한 의지의 문제가 아님을 과학적으로 밝힙니다. 뇌줄기에서 분비되는 멜라토닌 호르몬은 낮 동안 햇빛을 충분히 받고 밤이 되어 어두워지면 자연스럽게 수면을 유도하는 중요한 역할을 수행합니다. 나이가 들면서 잠이 줄어드는 현상은 개인의 인격 수양이나 부지런함의 결과가 아니라 생물학적 변화에 따른 자연스러운 노화 과정의 일부입니다. 과학적 시각으로 인간의 행동을 바라보면, 개인의 습관 뒤에 숨겨진 정교한 생체 메커니즘을 이해하게 되며 타인에 대한 편견을 줄이고 포용적인 태도를 가질 수 있게 됩니다. 인공지능 기술의 비약적인 발전은 인류에게 '특이점'이라는 새로운 화두를 던졌습니다. 미래학자 레이 커즈와일은 2045년경 인공지능이 모든 인간의 지능을 합친 것보다 더 강력해지는 지점이 올 것이라 예측하며, 기계와 인간의 경계가 모호해질 미래를 전망합니다. 하지만 많은 학자는 인간 특유의 집단 지성과 고유한 사고 능력이 기술적 한계를 보완할 것이라고 강조합니다. 기계가 정해진 프로그램 안에서 데이터를 학습한다면, 인간은 정해진 틀을 벗어나 스스로의 의지에 따라 행동하는 독보적인 능력을 갖추고 있습니다. 미래 사회에서 인간의 진정한 역할은 바로 이러한 주도적인 삶의 태도와 유연한 사고방식에 있을 것입니다. 과학의 역사는 완벽한 정답을 한 번에 찾아내는 과정이 아니라, 끊임없는 실패와 수정을 통해 진리에 다가가는 여정입니다. 과거의 천동설 역시 당대의 관찰 기록과 증거를 바탕으로 세워진 매우 과학적인 체계였으나, 갈릴레오를 비롯한 여러 학자의 의심과 새로운 증거들이 모여 지동설이라는 과학 혁명을 이끌어냈습니다. 과학관은 단순히 완성된 지식을 전시하는 곳이 아니라, 직접 실험하고 실패하며 그 과정에서 배움을 얻는 역동적인 공간이어야 합니다. 실패를 두려워하지 않고 잠정적인 답을 끊임없이 개선해 나가는 태도야말로 과학이 지향하는 본질적인 가치이자 인류 발전의 원동력입니다. 일상 속의 막연한 공포 역시 과학적 사실을 통해 해소될 수 있습니다. 전자레인지의 전자기파에 대한 우려는 기기에서 조금만 떨어져도 그 강도가 급격히 줄어든다는 사실을 알면 충분히 관리 가능한 수준임을 깨닫게 됩니다. 또한 인간의 기억이 상황에 따라 상당한 오류를 범할 수 있다는 연구 결과는 우리가 보고 믿는 것이 항상 절대적인 진실은 아닐 수 있음을 시사합니다. 따라서 건강한 과학 정신이란 맹목적인 확신보다는 끊임없는 의심과 검증을 통해 진실에 다가가는 과정 그 자체입니다. 이러한 과학적 사고방식은 우리 삶을 더욱 합리적이고 풍요롭게 만들어 주는 소중한 자산이 될 것입니다.

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생명과학
뇌인지과학
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[생존과학] 알고 먹자, 식품 안전!

현대 사회에서 먹거리 안전은 생존과 직결된 중요한 화두입니다. SNS와 뉴스를 통해 쏟아지는 정보 속에서 무엇이 과학적 사실이고 무엇이 가짜 뉴스인지 구분하기란 쉽지 않습니다. 특히 유전자 변형 생물체인 GMO는 특정 작물에 없는 유전자를 결합해 병충해에 강하게 만든 새로운 생물체로, 식량 부족 문제의 해결책으로 주목받아 왔습니다. 하지만 유전자 변형이라는 용어가 주는 막연한 거부감 때문에 많은 이들이 섭취에 대한 불안감을 느끼고 있는 것이 현실입니다. GMO의 안전성에 대해서는 이미 과학계의 폭넓은 지지가 이루어져 있습니다. 2016년에는 120여 명의 노벨상 수상자들이 GMO의 안전성을 옹호하는 성명을 발표했으며, 미국 국립학술원 또한 인체 위해성에 대한 과학적 근거가 없음을 명확히 했습니다. 우리가 섭취한 GM 식품은 일반 식품과 마찬가지로 입과 위, 장을 거치며 소화되고 배설되는 과정을 거칩니다. 체내에 축적되거나 유전적 영향을 미친 사례가 보고된 바 없으므로 과도한 공포를 가질 필요는 없습니다. 방사능에 대한 오해를 풀기 위해서는 방사선과 방사능의 차이를 이해하는 것이 우선입니다. 방사선이 에너지의 흐름이라면, 방사능은 그 에너지를 방출하는 능력을 의미합니다. 우리는 이미 태양과 땅, 공기 등 자연 속에서 발생하는 천연 방사능에 노출되어 살아가고 있습니다. 인공 방사능 역시 그 성질이 천연 방사능과 특별히 다르거나 더 위험한 것은 아닙니다. 중요한 것은 노출되는 양이며, 일상적인 환경에서 접하는 수준은 인체에 치명적인 영향을 주기 어렵습니다. 우리가 즐겨 먹는 수산물의 방사능 오염 수치도 과학적으로 따져보면 우려할 수준이 아닙니다. 연간 방사선 피폭 허용치인 1밀리시버트와 비교했을 때, 세슘에 오염된 생선을 매년 평균 섭취량만큼 먹더라도 그 피폭량은 허용치의 2%에도 미치지 못합니다. 김이나 콩 같은 일반 식품에도 이미 천연 방사성 물질인 칼륨이 포함되어 있으며, 우리는 일상적으로 이를 섭취하며 살아갑니다. 따라서 식품 속 방사능에 대해 막연한 공포심을 갖기보다는 정확한 수치를 신뢰하는 태도가 필요합니다. 마지막으로 농약에 대한 걱정 역시 과학적 사실을 통해 덜어낼 수 있습니다. 국내에서 사용되는 농약의 대부분은 저독성 또는 보통 독성으로 분류되며, 엄격한 안전 기준에 따라 희석하여 사용됩니다. 살포된 농약의 80% 이상은 햇빛과 비바람에 의해 자연적으로 분해되며, 작물에 남은 미량의 성분조차 세척과 조리 과정을 거치면 대부분 제거됩니다. 잔류 농약에 대한 지나친 걱정보다는 올바른 세척법을 실천하는 것이 건강한 식생활을 유지하는 합리적인 방법입니다.

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생명과학
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[석학인터뷰] 김호영_ 공돌이?? 아티스트!!! | 2020 봄 카오스강연 '첨단기술의 과학'

역학과 예술은 자연을 이해하고 표현한다는 점에서 깊은 공통점을 지니고 있습니다. 기계 역학이 사물의 움직임을 수학적으로 분석하고 이해하는 과정은, 미술가가 대상을 관찰하여 화폭에 담거나 입체적으로 형상화하는 사고 과정과 매우 흡사합니다. 실제로 르네상스 시대에는 과학과 예술의 경계가 모호하여 많은 예술가가 과학적 탐구를 병행하기도 했습니다. 오늘날에는 이러한 전통을 이어받아 과학적 시각으로 예술을 재해석하거나, 과학적 원리 속에서 발견한 아름다움을 예술의 경지로 승화시키려는 협업이 활발하게 이루어지고 있습니다. 최근 로봇 공학의 흐름은 딱딱하고 무거운 금속 구조를 벗어나 부드럽고 유연한 '소프트 로봇'으로 향하고 있습니다. 아이를 돌보거나 사람이 직접 착용하는 로봇의 경우, 차가운 금속보다는 말랑말랑한 소재가 훨씬 안전하고 친숙하게 다가오기 때문입니다. 또한, 아주 비좁은 틈새를 비집고 들어가 인명을 구조해야 하는 특수 상황에서도 유연한 구조는 필수적입니다. 이러한 소프트 로봇은 기존의 기계가 가진 한계를 극복하고 인간의 삶에 더욱 깊숙이 들어와 다양한 편의를 제공할 것으로 기대됩니다. 과학적 사고를 기르는 데 있어 의외로 큰 도움을 주는 것은 추리 소설 속 탐정의 논리입니다. 셜록 홈즈가 흩어진 단서들을 찾아내서 그것들을 잘 조합하여 어떤 결론을 도출하는 과정은 과학자가 가설을 세우고 검증하는 탐구 과정과 본질적으로 맞닿아 있습니다. 이러한 논리적 사고를 바탕으로 탄생할 미래의 기계는 더 이상 정형화된 모습에 머물지 않을 것입니다. 사용자의 필요에 따라 자유자재로 모양을 바꾸고, 사람의 손길이 닿았을 때 부드러운 촉감을 전달하는 새로운 형태의 로봇들이 우리 곁에서 공존하며 세상을 더욱 풍요롭게 만들 것입니다.

김호영

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물리학
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[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

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[석학인터뷰] '나눔의 과학' | 카오스재단 5주년 기념

과학은 단순히 개별 학자의 연구 결과가 아니라, 인류 전체가 함께 만들어가는 거대한 집단지성의 산물입니다. 전문적인 지식을 생산하는 것만큼이나 중요한 것은 그 지식을 대중과 어떻게 공유하고 소통하느냐에 달려 있습니다. 지식의 공유는 한 사회의 과학적 수준을 결정짓는 핵심적인 척도가 되며, 이를 통해 우리는 세상을 바라보는 더 넓은 시야를 갖게 됩니다. 과학적 사고를 통해 우리 주변에서 일어나는 현상들의 본질을 이해하려는 노력은 단순히 지적 호기심을 충족시키는 것을 넘어, 우리 삶의 방식과 태도에 긍정적인 변화를 불러일으키는 강력한 동력이 됩니다. 많은 이들이 사춘기 시절 존재의 이유와 목적에 대해 고민하며 불안함을 느끼곤 합니다. 과학은 이러한 막연한 질문들에 대해 논리적인 답을 찾아가는 과정을 제공함으로써 정서적 안정감과 집중할 수 있는 동기를 부여합니다. 처음에는 이공계 위기를 극복하고 인재를 양성하려는 목적으로 시작된 과학 소통의 노력이, 이제는 대중과 교감하는 즐거움과 보람으로 확장되고 있습니다. 과학을 알리는 일은 학자의 부수적인 업무가 아니라 사회적 책임을 다하는 가장 중요한 활동 중 하나이며, 이는 우리 사회가 더 건강하고 합리적인 방향으로 나아가는 데 기여하는 밑거름이 됩니다. 긴 시간 동안 강연에 집중하며 과학적 지식을 갈구하는 대중의 모습은 연구자들에게 큰 감동과 영감을 줍니다. 타인을 위해 자신의 지식과 재능을 나누는 행위는 뇌과학적으로도 긍정적인 호르몬을 분비시켜 기부자 본인에게 큰 즐거움과 건강을 선사한다는 사실이 밝혀져 있습니다. 과학과 기술의 발전이 인류의 행복에 기여하는지에 대해서는 다양한 논쟁이 있을 수 있지만, 분명한 것은 더 많은 사람이 과학을 이해하고 관심을 가질수록 우리의 삶은 더욱 긍정적인 방향으로 나아갈 것이라는 점입니다. 과학적 이해는 결국 우리를 더 나은 미래로 안내하는 가장 확실한 이정표가 되어줄 것입니다.

권준수, 김상욱, 박록진, 이정은, 이현숙, 천정희

카오스재단석학인터뷰

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[석학인터뷰] 윌리엄 케일린_노벨상 수상자의 이야기 ㅣ 새벽 4시 40분, 스톡홀름에서 전화가 온다면?

노벨상 수상 소식을 알리는 스톡홀름에서의 전화는 한 과학자의 인생을 송두리째 바꾸어 놓습니다. 매년 수상 확률이 희박함에도 불구하고 벨소리를 켜두고 잠드는 설렘은 모든 연구자의 마음속에 자리 잡고 있을 것입니다. 사실 많은 과학자가 처음부터 연구의 길을 확신하는 것은 아닙니다. 의학도를 꿈꾸던 청년이 훌륭한 멘토를 만나 진정한 과학의 가치를 깨닫고 뒤늦게 연구에 뛰어드는 사례도 많습니다. 중요한 것은 자신이 하는 일을 즐기며 열정을 쏟을 수 있는 환경을 만나는 것입니다. 과학자로서의 삶에서 가장 큰 축복은 일이 더 이상 노동이 아닌 놀이처럼 느껴지는 순간을 맞이하는 것입니다. 연구실에서 기술을 익히고 자신만의 아이디어를 구체화하다 보면, 어느덧 스스로의 재능에 대한 확신이 생기기 시작합니다. 관련 분야의 문헌을 탐독하며 지식의 지평을 넓히는 과정은 모호했던 의문들을 명확하게 해소해 줍니다. 이러한 자신감은 단순히 지식의 양에서 오는 것이 아니라, 문제를 해결해 나가는 과정 자체를 즐기는 태도에서 비롯됩니다. 암 정복은 인류의 오랜 숙원이자 가능성 있는 목표입니다. 2000년 인간 게놈 지도가 발표된 이후, 암 연구는 비로소 정밀한 데이터에 기반한 체계적인 연구의 기틀을 마련하게 되었습니다. 과거 달 착륙이 공학적인 문제 해결의 영역이었다면, 암 치료는 여전히 풀어야 할 과학적 원리가 산재한 영역입니다. 공학은 비용과 시간을 예측할 수 있지만, 과학은 근본적인 원리를 발견해 나가는 과정이기에 더 많은 인내와 탐구가 필요합니다. 우리는 여전히 암이라는 복잡한 생물학적 퍼즐을 풀기 위한 원리를 배우는 중입니다. 모든 위대한 발견은 기술이나 실험 방법이 아니라, 해결하고자 하는 본질적인 질문에서 시작됩니다. 단순히 최신 기술을 사용하는 것에 매몰되지 않고, 그 질문이 얼마나 중요하고 흥미로운지를 먼저 성찰해야 합니다. 좋은 실험은 명확한 결과뿐만 아니라 문제를 바라보는 재치 있는 아이디어를 포함해야 합니다. 남들이 이미 수행하고 있거나 누구나 생각할 수 있는 뻔한 실험보다는, 자신만이 제시할 수 있는 새로운 관점과 반전이 담긴 연구가 과학의 진보를 이끌어냅니다. 현대 과학자들은 자신의 연구가 즉각적으로 어디에 응용될 수 있는지를 증명해야 한다는 압박을 자주 받습니다. 하지만 모든 혁신적인 응용은 기초적인 기전 연구라는 토대 위에서 탄생합니다. 처음에는 단순히 생물학적 퍼즐을 풀고자 했던 순수한 호기심이 결국 인류에게 유용한 지식으로 축적되는 것입니다. 과학에는 지름길이 없으며, 생명 현상을 깊이 있게 이해하려는 기초 연구가 선행될 때 비로소 암 치료와 같은 실질적인 응용 분야의 문이 열리게 됩니다.

William G. Kaelin Jr(윌리엄 케일린)

카오스재단노벨상/필즈상 해설강연

생명과학

William Kaelin | 2019 The Nobel Prize Winner, Nobel Prize in Physiology or Medicine | 3강

생명체에게 산소는 생존의 필수 요소이지만, 세포가 산소 농도를 어떻게 감지하고 적응하는지는 오랫동안 베일에 싸여 있었습니다. 2019년 노벨 생리의학상을 수상한 윌리엄 케일린 교수는 세포 내 산소 감지 메커니즘을 규명하며 현대 의학의 새로운 지평을 열었습니다. 이 발견은 단순히 생물학적 호기심을 충족시키는 데 그치지 않고, 암과 빈혈 등 난치성 질환을 치료할 수 있는 결정적인 단서를 제공했다는 점에서 그 가치가 매우 높으며, 기초 과학이 인류의 건강에 어떻게 기여할 수 있는지를 보여주는 완벽한 사례로 꼽힙니다. 케일린 교수의 연구는 임상 의사로서 환자를 돌보던 경험에서 시작되었습니다. 그는 희귀 유전병인 폰 히펠-린다우(VHL) 증후군 환자들에게서 나타나는 종양이 유독 혈관이 풍부하다는 점에 주목했습니다. VHL 유전자에 변이가 생기면 세포가 마치 산소가 부족한 상태인 것처럼 착각하여 혈관 형성을 촉진하는 신호를 과도하게 보낸다는 사실을 발견한 것입니다. 이는 특정 유전자의 결함이 세포의 산소 감지 체계를 어떻게 교란하는지 이해하는 중요한 출발점이 되었으며, 질병의 근본 원인을 파헤치는 계기가 되었습니다. 연구의 핵심은 VHL 단백질과 저산소 유도 인자인 HIF 사이의 상호작용에 있습니다. 산소가 충분한 환경에서 VHL 단백질은 HIF에 표식을 남겨 이를 파괴함으로써 세포 내 농도를 낮게 유지합니다. 하지만 산소가 부족해지면 이 과정이 중단되어 HIF가 축적되고, 이는 적혈구 생성이나 혈관 확장을 돕는 유전자들을 활성화합니다. 이러한 정교한 '분자 스위치' 메커니즘은 우리 몸이 환경 변화에 유연하게 대응하며 항상성을 유지하는 원동력이 됩니다. 이 과정에서 수산화효소가 산소 센서 역할을 수행한다는 점도 밝혀졌습니다. 이 메커니즘의 규명은 암 치료 분야에 혁신적인 변화를 가져왔습니다. 특히 신장암의 경우 VHL 유전자의 변이가 빈번하게 발생하는데, 이를 통해 암세포가 산소 공급을 받기 위해 끊임없이 새로운 혈관을 만들어낸다는 사실이 밝혀졌습니다. 연구진은 HIF의 활성을 억제하거나 관련 경로를 차단하는 약물을 개발하여 암세포의 영양 공급원을 차단하는 전략을 세웠습니다. 현재 이러한 원리를 이용한 치료제들이 임상 시험을 거쳐 실제 환자들에게 새로운 희망이 되고 있으며, 이는 기초 과학 연구가 실제 의료 현장에 적용된 훌륭한 사례입니다. 반대로 산소 감지 체계를 조절하여 빈혈을 치료하는 연구도 활발히 진행 중입니다. 만성 신장 질환 환자들은 적혈구 생성 호르몬인 에리스로포이에틴이 부족해 심각한 빈혈을 겪는 경우가 많습니다. 이때 HIF를 분해하는 효소의 기능을 억제하면, 산소가 충분한 상황에서도 HIF가 안정화되어 적혈구 생성을 촉진할 수 있습니다. 이는 기존의 주사제 대신 먹는 약으로 빈혈을 관리할 수 있는 가능성을 열어주었으며, 환자들의 삶의 질을 획기적으로 개선하는 성과로 이어지고 있습니다. 질병의 메커니즘을 이해하는 것이 얼마나 중요한지 보여줍니다. 위대한 과학적 발견 뒤에는 수많은 실패와 거절의 순간들이 있었습니다. 케일린 교수는 자신의 논문이 학술지에서 거절당하거나 연구비 확보에 어려움을 겪었던 경험을 공유하며, 과학자에게 필요한 가장 중요한 덕목으로 인내심을 꼽았습니다. 그는 단순히 결과를 쫓기보다 눈앞의 질문에 집중하고, 그 질문이 이끄는 대로 나아가는 과정 자체에서 즐거움을 찾아야 한다고 강조합니다. 훌륭한 멘토와의 만남과 논리적인 사고 훈련 역시 그가 난관을 극복하고 성과를 내는 데 큰 밑거름이 되었으며, 이는 모든 연구자에게 귀감이 되는 태도입니다. 미래의 과학자를 꿈꾸는 청소년들에게 그는 자신이 열정을 느낄 수 있는 분야를 찾는 것이 무엇보다 중요하다고 조언합니다. 과학은 세상의 수수께끼를 풀어나가는 즐거운 놀이와 같기 때문입니다. 노벨상이라는 결과에 매몰되기보다 연구 과정에서 마주하는 데이터 하나하나에 기쁨을 느끼는 태도가 창의적인 발견의 시작입니다. 끊임없는 호기심과 합리적인 의심을 바탕으로 미지의 영역에 도전하는 정신이야말로 인류의 지평을 넓히는 진정한 힘이 될 것입니다. 과학적 합리주의를 바탕으로 한 탐구는 우리 사회를 더욱 발전시키는 밑거름이 될 것입니다.

William G. Kaelin Jr(윌리엄 케일린)

카오스재단노벨상/필즈상 해설강연

생명과학

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

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

Daniel D.Lee(다니엘 리)

카오스재단카오스강연

뇌인지과학

[석학인터뷰] 김상욱_ 이론물리학자를 바보로 만드는 방법이 있다? | 2019 가을 카오스강연 '도대체 都大體'

과학자는 합리적인 사고방식을 통해 사회에 기여할 수 있는 존재입니다. 우리 사회가 겪어온 여러 어려움 속에서 과학이 수행해야 할 중요한 역할은 사람들이 세상을 더 이성적으로 바라보게 돕는 것입니다. 과학적 사고는 단순히 지식을 전달하는 것을 넘어, 현상을 객관적으로 분석하고 판단하는 태도를 길러줍니다. 이러한 합리성이 사회 전반에 뿌리내릴 때 우리는 비로소 더 나은 미래를 향해 나아갈 수 있습니다. 과학의 본질은 결국 세상을 이해하려는 인간의 의지와 맞닿아 있으며, 이는 우리 공동체의 성숙을 이끄는 밑거름이 됩니다. 양자역학의 핵심은 우리가 대상에 대해 모든 것을 완벽하게 알 수 없다는 '본질적인 무지'에 있습니다. 빛이 입자와 파동의 성질을 동시에 갖는 상보성 원리는 인간의 이해력을 넘어서는 자연의 근본적인 모습입니다. 과학자들은 우리가 관측할 수 있는 것만을 토대로 대상을 기술하는 실용적인 입장을 취합니다. 대상의 완벽성을 가정하기보다, 우리가 알 수 없는 부분은 남겨둔 채 이해 가능한 영역 안에서 최선을 다해 우주를 설명하려 노력합니다. 이러한 태도는 지식의 한계를 인정하면서도 진리를 추구하는 과학의 겸손함을 보여줍니다. 물리학자들은 미시 세계를 다루는 양자역학이 결국 거시 세계의 고전 역학까지 모두 설명할 수 있을 것이라고 믿습니다. 비록 수학적으로 이를 완벽하게 증명하고 실생활에 적용하는 과정은 매우 복잡하고 어렵지만, 새로운 이론은 언제나 이전의 이론을 포함하며 발전해 왔습니다. 현재 물리학이 직면한 과제는 이 두 세계 사이의 관계를 더욱 매끄럽고 실용적으로 연결하는 것입니다. 모든 물질에 적용되는 보편적인 법칙을 찾아내려는 노력은 우주의 질서를 하나로 통합하려는 과학자들의 오랜 꿈이자 끊임없는 도전 과제이기도 합니다. 우주는 멈춰 있는 것처럼 보이지만 사실 끊임없이 진동하고 있습니다. 물리학에서 대칭은 에너지나 질량 보존 법칙과 같은 중요한 원리들과 깊이 연결되어 있으며, 이는 우주를 기술하는 법칙의 근간이 됩니다. 또한 우리가 보는 물질은 겉보기에 꽉 차 있는 듯해도 실제로는 대부분 텅 빈 공간으로 이루어져 있습니다. 동시에 그 빈 공간은 눈에 보이지 않는 전자기장이나 중력장과 같은 '장'으로 가득 차 있습니다. 이처럼 우주는 맥락에 따라 텅 비어 있기도 하고 꽉 차 있기도 한 역설적이고도 흥미로운 공간입니다. 시간은 물리학에서 가장 기본이 되는 개념 중 하나이지만, 역설적으로 그 본질이 무엇인지에 대해서는 여전히 명확한 답을 내리지 못하고 있습니다. 시간과 공간을 바탕으로 물질의 이론을 구축해 왔음에도 불구하고, 시간의 정체는 이론물리학자들에게도 가장 어려운 질문으로 남아 있습니다. 시간을 이해하려는 노력은 단순히 물리 법칙을 탐구하는 것을 넘어 종교와 예술 등 인류가 쌓아온 지혜를 총동원해야 하는 거대한 작업입니다. 인간이 시간을 바라보는 총체적인 모습을 정리하는 과정은 우주의 신비에 한 걸음 더 다가가는 계기가 될 것입니다.

김상욱

카오스재단카오스강연

물리학

특별전 [생각의 조건] 다큐멘터리

인간의 뇌는 단순한 기억 저장 장치를 넘어, 끊임없이 변화를 감지하고 새로운 대처 방안을 만들어내는 중추적인 역할을 수행합니다. 진화론적 관점에서 볼 때, 인류는 생존을 위해 끊임없이 '무엇을 할 것인가'를 고민하며 합리적인 사고를 발전시켜 왔습니다. 이러한 과정은 감각을 통해 받아들인 정보를 바탕으로 과학적 사고의 기틀을 마련하는 기초가 됩니다. 우리는 일상 속에서 무의식적으로 일어나는 뇌의 작용을 통해 세상을 이해하고, 자신만의 좌표를 설정하며 삶의 방향을 결정짓게 됩니다. 국립과천과학관에서 기획한 '생각의 조건' 전시는 과학이 단순한 지식의 나열이 아니라 '과학적으로 생각하는 법' 그 자체라는 점에 주목합니다. 이번 전시는 '발견의 시작'과 '과학의 실패'를 잇는 세 번째 기획으로, 과학적 사고가 형성되는 구체적인 조건들을 탐구합니다. 정제된 현대의 과학 이론보다는 과거의 직관적이고 실험적인 사고방식을 통해 관람객들이 생각의 본질에 다가갈 수 있도록 구성되었습니다. 관람객들은 전시를 통해 당연하게 여겼던 현상들을 새로운 시각으로 바라보며 생각의 힘을 실감하게 됩니다. 하나의 전시가 완성되기까지는 수많은 전문가의 헌신과 유기적인 팀워크가 필수적입니다. 기획 단계부터 포스터 제작, 모델 참여에 이르기까지 팀원 모두가 전시의 주제 속에 녹아들어 함께 고민하는 과정을 거쳤습니다. 특히 관람객들에게 매번 새로운 느낌을 주기 위해 공간을 지속적으로 재구성하고, 외국인 관람객까지 아우르는 세심한 운영을 통해 전시의 완성도를 높였습니다. 이러한 노력은 단순히 모형을 잘 만드는 것을 넘어, 관람객과 진심으로 소통하고 과학적 사고의 즐거움을 전달하려는 의지에서 비롯되었습니다. 과학적 사고의 핵심은 고정관념에서 벗어나 자연 현상과 물리적 법칙을 바탕으로 세상을 의심하고 질문하는 데 있습니다. 사람들은 익숙한 관념과 충돌하는 현상을 목격할 때 호기심을 느끼며, 그 원인을 파헤치는 과정에서 진정한 생각을 시작하게 됩니다. 전시는 이러한 의아함과 궁금증을 유발하여 관람객들이 스스로 답을 찾아가는 경험을 제공합니다. 지식을 일방적으로 전달하기보다 '과학적으로 생각하는 법'을 강조함으로써, 과학관이 수행해야 할 본연의 역할인 사고의 확장을 실천하고자 노력하고 있습니다. 진정한 의미의 생각이란 이전과 똑같이 행동하는 관성에서 벗어나 자신의 행동을 변화시키는 결단입니다. 우리 몸에 각인된 습관을 반복하는 것이 아니라, 인생을 바꾸는 중요한 결정을 내리고 실천하는 과정이 바로 세상을 변화시키는 힘이 됩니다. '생각의 조건' 전시는 이러한 메시지를 남기고 종료되지만, 이는 끝이 아닌 새로운 시작을 의미합니다. 다음 기획인 '갈릴레오' 전시를 통해 독창적인 사고의 힘을 가졌던 인물의 이야기를 다루며, 관람객들에게 또 다른 영감과 생각의 화두를 던질 예정입니다.

국립과천과학관👉기획·특별전

뇌인지과학
융합

[석학인터뷰] 우종학_맨탈갑인 이유? 과학자라 그래! | 2019 카오스콘서트 '변신, 기원이야기'

칠레 안데스 산맥의 마젤란 망원경에서 겪은 정전 사고는 천문학자에게 잊지 못할 기억을 남깁니다. 자가발전기에 쥐가 빠져 관측 시간이 무산된 허탈함 속에서도, 밤하늘을 가득 메운 별들은 경이로움을 선사했습니다. 이러한 열정은 초대질량 블랙홀의 기원을 찾는 연구로 이어집니다. 현재 학계에서는 블랙홀이 별의 크기에서 시작되었는지, 아니면 거대한 가스 구름의 수축으로 탄생했는지를 두고 두 가지 모델이 치열하게 경쟁하며 우주의 신비를 풀기 위해 노력하고 있습니다. 블랙홀은 그 정의상 빛조차 빠져나올 수 없어 직접 관측이 불가능합니다. 하지만 과학자들은 주변 별이나 가스의 빠른 운동을 통해 그 존재를 증명해 왔습니다. 최근에는 '빛의 메아리' 효과를 활용하여 태양 질량의 만 배 정도인 중간질량 블랙홀을 새롭게 발견하는 성과를 거두기도 했습니다. 이는 초대질량 블랙홀보다 훨씬 작은 규모로, 블랙홀의 진화 과정을 이해하는 데 중요한 단서가 됩니다. 보이지 않는 존재를 물리적 현상으로 추론해내는 과정은 현대 천문학의 정수라고 할 수 있습니다. 최근 블랙홀 그림자를 직접 촬영한 사건은 일반 상대성 이론을 검증하는 결정적인 계기가 되었습니다. 사건의 지평선 근처에서 일어나는 극한의 물리 현상을 관측함으로써, 블랙홀에 대한 인류의 신뢰와 증거는 한층 더 견고해졌습니다. 이는 단순히 사진 한 장을 찍은 것을 넘어, 우주의 가장 극단적인 환경에서도 과학적 법칙이 어떻게 작동하는지를 확인한 역사적 순간입니다. 이러한 정밀한 연구를 통해 우리는 블랙홀의 구조와 성질에 대해 이전보다 훨씬 깊이 있는 이해를 갖게 되었습니다. 과학자의 중요한 책무 중 하나는 대중에게 정확한 과학적 사실을 전달하고 음모론이나 사이비 과학에 대응하는 것입니다. 지구가 평평하다거나 특정 미션이 조작되었다는 식의 주장은 현대 과학의 충분한 근거를 무시하는 행위입니다. 과학자들은 대중이 직접 확인하기 어려운 우주의 진실을 교육하고 알리는 역할을 수행해야 합니다. 근거 없는 주장이 사회적 문제로 번지지 않도록, 전문가들은 대중의 눈높이에서 소통하며 과학적 사고방식이 우리 사회에 뿌리내릴 수 있도록 끊임없이 노력해야 합니다. 과학적 사고는 단순히 지식을 습득하는 것이 아니라, 증거 앞에서 자신의 오류를 인정하고 타당한 논리로 토론하는 삶의 태도입니다. 천문학자들은 우주의 역사 속에서 원소들이 어떻게 변천해 왔는지, 물질과 생명 그리고 지성이 어떻게 탄생했는지에 주목합니다. 거대한 우주의 드라마 속에서 펼쳐지는 다채로운 변화의 과정에 귀를 기울이는 것은 우리 존재의 근원을 찾아가는 여정입니다. 이러한 탐구 정신은 우리가 세상을 바라보는 시야를 넓혀주며, 우주라는 거대한 서사 속에서 겸손함과 경이로움을 동시에 배우게 합니다.

우종학

카오스재단석학인터뷰

천문학

[석학인터뷰] 이정모_ 인류가 없는 우주? 우주에게는 가장 처참한 상황(수정)

인류는 현재 여섯 번째 대멸종이라는 거대한 환경적 변화의 기로에 서 있습니다. 과거 지구상에서 발생했던 다섯 차례의 대멸종 사례를 돌이켜보면, 당시 생태계의 정점에서 가장 번성했던 최상위 포식자들은 예외 없이 멸종의 길을 걸었습니다. 오늘날 지구에서 가장 압도적인 생물량을 차지하며 생태계를 지배하고 있는 존재는 바로 인간입니다. 이러한 생물학적 역사와 과학적 근거에 비추어 볼 때, 다가올 멸종의 파도 속에서 인류가 생존할 가능성은 매우 희박합니다. 이는 단순한 비관론이 아니라 자연의 섭리가 우리에게 보여주는 냉정한 경고입니다. 하지만 인간이 사라진 지구와 우주가 과연 어떤 가치를 지닐 수 있을지 깊이 고민해 보아야 합니다. 호모 사피엔스가 존재하지 않는다면 우주는 자신의 나이가 138억 년이라는 사실을 영원히 알지 못했을 것입니다. 우리가 존재함으로써 비로소 만물은 이름을 얻게 되었고, 자연의 경이로움에 대한 감탄과 고백도 가능해졌습니다. 인간은 우주를 관찰하고 해석함으로써 무미건조한 물리적 공간에 생명력과 의미를 불어넣는 특별한 역할을 수행합니다. 인간이 없는 우주는 아무리 화려할지라도 관찰자가 없는 빈 무대와 다를 바 없기 때문입니다. 과학의 본질은 단순히 축적된 지식의 양에 있는 것이 아니라 세상을 탐구하는 사고의 방식에 있습니다. 우리는 갈릴레오나 다윈 같은 위대한 선구자들보다 더 많은 최신 과학 정보를 알고 있지만, 그들이 존경받는 이유는 지식의 양 때문이 아니라 새로운 생각의 틀을 정립했기 때문입니다. 예를 들어 공룡의 탄생을 산소 농도 저하라는 환경적 고난에 맞선 진화의 결과로 이해하는 통찰력은 과학적 사고에서 비롯됩니다. 지식은 시대에 따라 변하고 낡아지지만, 끊임없이 질문을 던지고 증명해 나가는 과학적 방법론은 시대를 초월하는 영원한 가치를 지닙니다. 대중과 소통하는 과학 글쓰기나 교육 현장에서도 완벽주의보다는 실천적인 태도가 무엇보다 중요합니다. 불후의 명작을 남기겠다는 과도한 욕심을 내려놓고, 대중에게 필요한 지식을 신속하고 친숙하게 전달하는 방식이 때로는 더 큰 울림을 줍니다. 과학관 역시 단순히 전시물을 관람하는 정적인 공간을 넘어, 청소년들이 직접 실험하고 새로운 주제에 도전하는 역동적인 장소가 되어야 합니다. 정해진 정답을 수동적으로 따라가는 것이 아니라, 스스로 가설을 세우고 검증해 나가는 과정이야말로 우리가 지향해야 할 진정한 과학 교육의 모습입니다. 과학적 회의주의는 종교적 신념과도 충분히 공존할 수 있는 가치입니다. 진화론을 과학적 사실로 받아들이면서도 신앙을 유지하는 것은 모순이 아니라, 인간이 만든 고정관념에 대해 끊임없이 의심하고 질문하는 과정의 연장선입니다. 맹목적인 믿음보다는 합리적인 의심을 통해 진리에 다가가려는 노력은 과학과 종교 모두에서 유효한 태도입니다. 권위자의 말에 무조건 의존하기보다 자신의 지성과 양심에 비추어 세상을 탐구하는 태도가 필요합니다. 이러한 비판적 사고야말로 현대 사회를 살아가는 성숙한 지성인이 갖추어야 할 핵심적인 덕목입니다.

이정모

카오스재단석학인터뷰

생명과학

[강연] 물리 어벤져스 | 강연자 토론 _고재현, 김범준, 김상욱 | 2018 여름 카오스 마스터 클래스 '물리'

현대 물리학의 궁극적인 지향점 중 하나는 자연계에 존재하는 네 가지 힘을 하나의 원리로 설명하는 '모든 것의 이론(TOE)'을 완성하는 것입니다. 하지만 물리학자들이 이 이론을 손에 넣는다고 해서 세상의 모든 현상을 즉각적으로 이해할 수 있는 것은 아닙니다. 우주를 구성하는 기본 입자와 그들 사이의 규칙을 아는 것은 문학 작품을 구성하는 알파벳과 문법을 익히는 것과 같습니다. 문법을 안다고 해서 셰익스피어의 희곡을 저절로 쓸 수 없듯이, 기초 법칙만으로 생명이나 사회 현상 같은 복잡한 층위의 의미를 다 설명하기에는 근본적인 한계가 존재합니다. 양자 컴퓨터는 최근 과학계와 산업계에서 가장 뜨거운 화두 중 하나이지만, 현재의 기대감에는 다소 거품이 섞여 있다는 냉철한 시각도 필요합니다. 이론적으로 양자 알고리즘은 특정 작업에서 기존 컴퓨터를 압도하는 성능을 보여줄 수 있으나, 이를 실제로 구현하는 과정에는 극저온과 진공 상태 유지라는 가혹한 기술적 장벽이 존재합니다. 현재는 범용 컴퓨터로서의 상용화보다는 기본적인 연산이 가능한 큐비트 칩을 개발하고 검증하는 초기 단계에 머물러 있습니다. 따라서 기술적 가능성에 대한 낙관과 함께 현실적인 한계를 직시하는 균형 잡힌 시각이 중요합니다. 한국의 주력 산업인 디스플레이와 반도체 분야에서 물리학은 기술 격차를 유지하는 핵심적인 역할을 수행합니다. LCD 시장이 이미 포화 상태에 이른 상황에서 OLED와 마이크로 LED 같은 차세대 기술은 빛의 스펙트럼을 정교하게 제어하는 물리학적 원리에 기반하고 있습니다. 특히 색의 순도를 높여 선명한 화질을 구현하는 퀀텀닷 기술은 나노 세계의 물리 법칙을 산업에 응용한 대표적인 사례입니다. 메모리 반도체의 집적도를 높이는 공정 기술 역시 물리학적 이해가 필수적이며, 이는 국가 경쟁력을 좌우하는 중요한 먹거리 산업의 토대가 됩니다. 물리학자를 꿈꾸는 학생들에게 가장 필요한 덕목은 세상에 대한 호기심과 이를 끝까지 파고드는 근성입니다. 교과서에 담긴 지식은 수백 년간의 탐구 결과물일 뿐이며, 진정한 과학적 사고는 일상의 사소한 현상에서도 '왜'라는 질문을 던지는 것에서 시작됩니다. 물리학의 언어인 수학은 도구로서 중요하지만, 고등학교 수준의 기초를 탄탄히 다지는 것만으로도 충분합니다. 중요한 것은 정해진 답을 찾는 선행 학습이 아니라, 실험적 장벽이나 이론적 난관에 부딪혔을 때 엉덩이가 짓무를 정도로 앉아 고민할 수 있는 끈기 있는 태도입니다. 과학에서 이론과 법칙은 신뢰도의 차이라기보다 자연을 묘사하는 틀의 성격에 가깝습니다. 뉴턴의 운동 법칙이 상대성 이론에 의해 보완되었듯이, 물리학의 법칙은 100% 완결된 진리라기보다 현재의 기술로 검증 가능한 최선의 설명입니다. 물리학자들은 실험적 증거가 쌓일수록 이론의 신뢰도를 99.9%에서 99.99%로 높여가는 과정을 반복합니다. 이러한 혹독한 검증 과정을 거치며 이론은 더욱 견고해지며, 때로는 기존의 틀을 깨는 새로운 발견을 통해 우주에 대한 우리의 이해는 한 층 더 깊어지게 됩니다. 물리학에서 정의하는 정보는 일상적인 의미와 달리 확률 분포를 정량화한 매우 건조한 개념입니다. 이는 엔트로피와 밀접하게 연결되어 있으며, 시스템의 무지나 복잡성을 나타내는 척도로 사용됩니다. 하지만 양자역학적 관점에서 정보는 측정 주체와 대상 사이의 상호 관계를 의미하기도 합니다. 우리가 대상을 측정하여 정보를 얻는 행위는 두 시스템 사이에 관계가 형성되는 과정이며, 이는 우주의 본질이 개별적인 입자들의 집합이 아니라 그들 사이의 얽힘과 상호작용으로 이루어져 있음을 시사합니다. 암흑 물질과 암흑 에너지, 비평형 통계역학처럼 물리학에는 여전히 인류가 답하지 못한 거대한 미제들이 산적해 있습니다. 이러한 미지의 영역은 다음 세대 과학자들이 도전해야 할 과제이며, 이를 위해 기초 과학에 대한 사회적 관심과 안정적인 연구 환경 조성이 필수적입니다. 물리학은 단순히 물질의 법칙을 찾는 학문을 넘어, 세상을 객관적이고 합리적으로 바라보는 사고방식을 제공합니다. 모든 시민이 물리학자가 될 필요는 없지만, 과학적 사고를 통해 사회 문제를 논리적으로 판단하는 힘을 기르는 것은 성숙한 민주주의를 위한 밑거름이 됩니다.

고재현, 김범준, 김상욱

카오스재단마스터클래스

물리학

[석학인터뷰] 이동환_ 궁극적인 이해는 창작이기에 나는 분자를 만든다 | 2018 가을 카오스강연 '화학의 미스터리, CheMystery'

과학자의 길은 끊임없는 시행착오의 연속이지만, 그 과정에서 마주하는 작은 해결의 순간들은 연구를 지속하게 하는 강력한 원동력이 됩니다. 실험이 뜻대로 되지 않는 날이 더 많음에도 불구하고, 문제를 하나씩 풀어갈 때 느끼는 순수한 재미는 무엇과도 바꿀 수 없는 가치를 지닙니다. 이러한 탐구 정신은 일상 속 취미에서도 고스란히 드러납니다. 종이 위에 만년필로 생각을 정리하며 느끼는 편안함이나, 스마트폰 카메라 렌즈를 통해 일상의 특별한 찰나를 포착하는 즐거움은 세상을 바라보는 과학자만의 섬세한 시선을 완성해 줍니다. 화학자에게 분자 합성은 단순히 물질을 만드는 것을 넘어, 자연의 섭리를 깊이 있게 이해하려는 시도와 같습니다. 미세한 화학 결합의 변화를 거대한 구조적 변화로 증폭시키거나, 화학적 신호를 빛이나 전자 스핀 같은 물리적 신호로 변환하는 과정은 세상의 규칙을 확인하는 작업입니다. 복잡한 자연계의 현상을 단순화하여 설명하려는 화학자들의 노력은 놀라운 성공을 거두어왔습니다. 이러한 경험적이고 직관적인 접근 방식이 어떻게 이토록 정교하게 작동할 수 있었는지는 화학 분야가 지닌 흥미로운 미스터리 중 하나입니다. 인생 또한 하나의 물질이 다른 물질로 변하는 화학 반응과 닮아 있습니다. 소심하고 내성적이었던 개인이 수많은 학생 앞에서 강연하는 사람으로 변화한 과정은 그 자체로 경이로운 화학적 변화라 할 수 있습니다. 이제는 자신이 걸어온 길과 전문 지식을 바탕으로, 마치 미술관의 도슨트처럼 대중에게 분자 세계를 친절하게 안내하고자 합니다. 낯설고 어렵게만 느껴지는 화학 분자들을 어떤 관점에서 바라보아야 더 흥미로운지 제시함으로써, 많은 이들이 새로운 시각으로 세상을 바라볼 수 있도록 돕는 것이 이번 강연의 핵심적인 목표입니다.

이동환

카오스재단카오스강연

화학

[석학인터뷰] 박태현_ 냄새와 맛, 그것이 미스터리하다! | 2018 가을 카오스강연 '화학의 미스터리, CheMystery'

서울대학교 교수직을 비롯하여 한국과학창의재단과 국가과학기술연구회 등 다양한 분야에서 중책을 맡아온 학자의 삶은 끊임없는 도전의 연속입니다. 수많은 역할을 동시에 수행하면서도 지치지 않고 나아갈 수 있는 원동력은 다름 아닌 자신이 맡은 일에서 진정한 가치를 발견하는 태도에 있습니다. 주어진 기회에 감사하며 그 과정에서 보람을 느끼는 마음가짐은 단순한 업무를 넘어 삶을 풍요롭게 만드는 에너지가 됩니다. 이러한 긍정적인 에너지는 개인의 성취를 넘어 사회 전반에 기여할 수 있는 활동으로 이어지며, 결과적으로 더 나은 미래를 설계하는 밑거름이 됩니다. 일상 속에서 작은 가치를 찾아내고 이를 감사함으로 승화시키는 태도는 현대인들에게도 중요한 시사점을 던져줍니다. 오늘날 4차 산업혁명의 중요성이 강조되고 있지만, 정작 우리 일상의 문화 콘텐츠 속에서는 과학적 면모를 찾아보기 어렵다는 아쉬움이 남습니다. 과거에는 만화 영화 속 과학자 캐릭터를 보며 꿈을 키우던 아이들이 많았으나, 최근의 대중 매체는 자극적인 갈등 구조나 관계 중심의 서사에만 치중하는 경향이 있습니다. 자라나는 세대에게 과학적 호기심과 동기를 부여하기 위해서는 드라마나 영화 제작자들이 과학 기술이 자연스럽게 녹아든 프로그램을 개발하는 데 더 많은 관심을 기울여야 합니다. 대중적인 프로그램 속에 과학적 요소가 스며들 때, 비로소 학생들은 새로운 미래를 꿈꾸고 창의적인 사고를 확장할 수 있는 기회를 얻게 될 것입니다. 화학의 영역에서 여전히 풀리지 않은 거대한 미스터리 중 하나는 바로 인간의 후각과 미각입니다. 시각이나 청각, 촉각을 디지털 정보로 변환하는 기술은 이미 고도로 발달하여 카메라나 녹음기 같은 장치로 구현되었지만, 후각과 미각을 완벽하게 포착하는 장비는 아직 세상에 존재하지 않습니다. 이는 후각과 미각을 유발하는 화학 분자의 구조와 크기가 매우 다양하여 이를 하나의 명확한 화학적 정의로 규정하기 어렵기 때문입니다. 예를 들어 서로 다른 구조를 가진 물질들이 동일한 단맛을 내는 현상은 화학적으로 설명하기 힘든 신비로운 영역입니다. 이러한 감각의 원리를 깊이 이해하려는 노력은 향후 후각과 미각 기능을 구현하는 스마트폰과 같은 혁신적인 기술 개발의 핵심이 될 것입니다.

박태현

카오스재단카오스강연

화학

[석학인터뷰] 김범준 ─ 물리학은 일석백조? | 2018 카오스 마스터클래스 '물리'

통계물리학은 수많은 입자로 구성된 거대 시스템이 보여주는 집단적인 행동을 탐구하는 학문입니다. 이는 단순히 개별 입자의 움직임을 넘어 전체 시스템이 어떻게 조화를 이루는지 분석하며 자연의 질서를 찾아냅니다. 이러한 학문적 접근은 불확실성이 가득한 미래를 준비하는 젊은 세대에게 매우 유용한 도구가 됩니다. 기초를 탄탄히 다지는 과정은 변화무쌍한 세상 속에서도 흔들리지 않는 내면의 힘을 길러주며, 어떤 상황에서도 새로운 길을 개척할 수 있는 유연한 사고의 원천이 되어주기 때문입니다. 위대한 과학자들은 지식을 단순히 수용하는 데 그치지 않고, 자신만의 독창적인 시각으로 세상을 재해석하곤 합니다. 이미 정립된 이론이라 할지라도 이를 새로운 관점에서 바라보고 탐구하는 과정은 학문의 깊이를 더해줍니다. 무엇보다 중요한 것은 연구 그 자체에서 순수한 즐거움을 찾는 태도입니다. 외부의 평가나 결과에 매몰되지 않고 오직 호기심과 재미를 동력 삼아 나아가는 자세는, 과학을 딱딱한 학문이 아닌 흥미진진한 모험으로 변화시킵니다. 이러한 열정은 연구자뿐만 아니라 세상을 살아가는 우리 모두에게 필요한 덕목입니다. 우리의 일상은 과학적 시선을 통해 더욱 풍요로워질 수 있습니다. 복잡한 사회 현상이나 인간관계 속에서도 합리적인 사고를 유지하려는 노력은 세상을 더 명확하게 이해하도록 돕습니다. 타인을 바라볼 때도 고정관념에서 벗어나 그 이면의 인간적인 면모를 발견하려 애쓰는 태도는 과학적 관찰과 닮아 있습니다. 통계물리학이 선사하는 통찰은 우리 사회의 다양한 단면들을 연결하고, 그 속에 숨겨진 아름다움을 발견하게 합니다. 이러한 시선은 우리가 함께 살아가는 세상을 더 깊이 고민하고 공감하게 만드는 소중한 밑거름이 됩니다.

김범준

카오스재단석학인터뷰

물리학

[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

[석학인터뷰] 이광근_ 튜링은 천재가 아니다? | 2018 봄 카오스 강연 '모든 것의 수數다'

현대 사회에서 코딩 교육의 진정한 목적은 단순히 기술적인 엔지니어를 양성하거나 노벨상과 같은 가시적인 성과를 빠르게 내는 데 있지 않습니다. 우리를 둘러싼 디지털 환경은 끊임없이 변화하며 역동적으로 움직이고 있습니다. 이러한 복잡한 환경을 올바르게 바라보고 이해할 수 있는 시각을 형성하는 것이 코딩 교육의 핵심입니다. 즉, 코딩은 논리적인 사고를 통해 세상을 구체적으로 파악하고 디지털 문명을 주체적으로 수용할 수 있도록 돕는 중요한 도구라고 할 수 있습니다. 컴퓨터의 아버지라 불리는 앨런 튜링은 흔히 뉴턴과 같은 천재 수학자로 기억되곤 합니다. 하지만 그의 설계 청사진을 면밀히 추적해 보면, 그의 업적이 단순히 하늘이 점지해 준 천부적인 재능만으로 이루어진 것은 아님을 알 수 있습니다. 튜링이 남긴 구체적인 작업 과정과 논리적 근거들은 그가 어떻게 원천적인 아이디어를 구체화했는지 명확히 보여줍니다. 이는 천재성이라는 모호한 단어 뒤에 숨겨진 치열한 고민과 체계적인 사고의 과정을 다시금 깊이 있게 생각하게 만드는 대목입니다. 원천적인 아이디어는 어느 날 갑자기 나타나는 영감이 아니라, 일정한 단계를 거쳐 일궈낸 결과물에 가깝습니다. 튜링의 사례에서 볼 수 있듯이, 혁신적인 성취는 한 개인의 독보적인 천재성에만 의존하는 것이 아니라 논리적인 설계와 구체적인 증거들을 쌓아가는 과정에서 탄생합니다. 이러한 관점은 우리에게 큰 희망을 줍니다. 누구나 올바른 시각을 가지고 체계적으로 접근한다면, 복잡한 디지털 세상 속에서 자신만의 창의적인 해답을 찾아낼 수 있다는 가능성을 시사하기 때문입니다.

이광근

카오스재단2018 카오스강연 '모든 것의 수數다'

수학
융합

[카오스 술술수학] 수학, 사랑을 결정하다? 두근두근 짝짓기 알고리즘

우리는 일상에서 수많은 선택과 만남을 경험합니다. 만약 인기 아이돌 그룹 멤버들이 서로 짝을 맺어야 한다면, 단순히 좋아하는 순서대로 연결하는 것이 최선일까요? 이러한 의문에 답을 제시하는 학문이 바로 매칭이론입니다. 이는 2012년 로이드 섀플리와 앨빈 로스에게 노벨 경제학상을 안겨준 분야로, 복잡한 이해관계 속에서 최적의 짝을 찾아내는 알고리즘을 연구합니다. 그 중심에는 수학자 데이비드 게일과 경제학자 로이드 섀플리가 고안한 게일-섀플리 알고리즘이 자리 잡고 있습니다. 가장 단순한 상황을 가정해 봅시다. 두 쌍의 남녀가 서로 선호하는 순위가 겹칠 때, 우리는 두 가지 매칭 방식을 생각할 수 있습니다. 하나는 인기 있는 사람끼리 맺어주는 평행 매칭이고, 다른 하나는 이를 교차하여 연결하는 교차 매칭입니다. 행복의 총량이라는 관점에서는 두 방식 모두 만족하는 사람과 그렇지 못한 사람이 생기기에 차이가 없어 보일 수 있습니다. 하지만 과학적인 관점에서 상황을 바라보면, 단순히 감정적인 선호도를 넘어 자연 현상에서 더 빈번하게 발생하는 특정 규칙이 존재함을 발견하게 됩니다. 자연에서 더 많이 관찰되는 방식은 바로 안정성을 확보한 안정 매칭입니다. 교차 매칭의 경우, 현재의 파트너보다 서로를 더 선호하는 남녀가 존재한다면 기존의 관계를 깨고 새로운 짝을 찾으려는 유인이 발생합니다. 반면 안정 매칭은 외부의 작은 교란에도 관계가 유지되는 계곡 속의 공과 같은 상태를 의미합니다. 즉, 누군가는 조금 덜 행복할지라도 전체 시스템이 붕괴되지 않고 유지될 수 있는 구조가 과학적으로는 더 중요한 가치를 지니게 되는 것입니다. 이러한 안정성은 자연 현상을 설명하는 핵심 개념입니다. 그렇다면 이러한 안정 매칭 상태에 도달하기 위한 구체적인 방법은 무엇일까요? 게일-섀플리 알고리즘은 단계별 과정을 통해 이를 해결합니다. 먼저 남성들이 자신이 가장 선호하는 여성에게 청혼하고, 여성은 제안 중 가장 마음에 드는 상대를 선택해 잠정적인 약혼 상태를 유지합니다. 이후 선택받지 못한 남성들이 다음 순위의 여성에게 다시 청혼하는 과정을 반복합니다. 이 과정에서 여성은 더 나은 상대가 나타나면 기존의 약혼을 파기할 수 있으며, 최종적으로는 모든 구성원이 더 이상 이탈할 마음이 없는 안정적인 짝을 찾게 됩니다. 이 알고리즘이 위대한 이유는 단순히 짝짓기 문제를 해결했기 때문만이 아닙니다. 관찰을 통해 현상을 파악하고, 왜 그런 일이 발생하는지 질문하며, 구체적인 해결 방안을 도출해 검증하는 과학적 사고의 정수를 보여주기 때문입니다. 수학자들은 이 알고리즘이 어떤 상황에서도 항상 안정적인 결과를 도출한다는 사실을 논리적으로 증명해 냈습니다. 결국 매칭이론은 우리 삶의 복잡한 문제들을 논리적이고 체계적인 시각으로 바라볼 때 비로소 최선의 해답을 찾을 수 있음을 시사하며, 이는 수학적 사고가 가진 진정한 힘이라 할 수 있습니다.

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수학

[강연] 미래의 기원 (3) _ by이관수 | 2017 가을 카오스 강연 '미래과학' 10강 | 10강 ③

현대 사회에서 과학은 전공자만의 전유물이 아닙니다. 인문계 출신을 포함한 많은 대중이 과학 강연과 서적에 열광하는 이유는 우리가 본질적으로 '호모 사피엔스'이기 때문입니다. 인간은 태생적으로 세상에 대한 호기심을 품고 있으며, 어린 시절의 순수한 탐구심은 성인이 되어서도 지적 갈망으로 이어집니다. 과학은 복잡한 세상 속에서 우리가 누구인지, 우리가 사는 세계가 어떻게 작동하는지를 이해하려는 인간 본연의 욕구를 충족시켜 주는 가장 강력한 도구로 자리 잡고 있습니다. 우리가 과학에 매료되는 또 다른 이유는 과학이 주는 '합리적 안정감'에 있습니다. 우리가 마주하는 현실 세계는 때로 비합리적이고 원인과 결과를 명확히 설명하기 어려운 일들로 가득 차 있습니다. 반면 과학은 문제를 제기하고 탐구하며 논리적인 답을 찾아가는 과정을 보여줍니다. 이러한 과학적 사고방식은 불확실한 삶 속에서 세상을 정합적으로 파악할 수 있게 도와주며, 혼란스러운 일상에 일종의 질서와 심리적 위안을 제공하는 역할을 수행합니다. 과학의 매력은 단순히 정답을 찾는 데 있지 않고, 그 과정에 담긴 인간적인 드라마에 있습니다. 과학 연구의 이면에는 연구자의 고뇌와 미결정 상태에서의 갈등, 그리고 때로는 배신과 협력의 이야기가 숨어 있습니다. 완벽해 보이는 이론 뒤에 숨겨진 불확실성과 이를 극복하려는 인간의 내면적 투쟁은 과학을 한 편의 흥미진진한 이야기로 만듭니다. 이러한 역동성은 과학을 딱딱한 지식이 아닌, 우리 삶과 밀접하게 연결된 생동감 넘치는 분야로 인식하게 합니다. 일상에서 흔히 쓰이는 '과학적'이라는 표현은 단순한 수식어를 넘어 신뢰와 정합성을 상징합니다. 대중매체나 광고에서 이 용어는 확실성을 보증하는 장치로 활용되기도 하지만, 문학이나 예술의 영역에서는 세계를 구성하는 논리적 체계를 의미합니다. 특히 SF 장르에서 과학은 자연과학의 범주를 넘어 사회과학적 방법론까지 포괄하며, 허구의 세계가 독자에게 설득력을 가질 수 있도록 만드는 뼈대 역할을 합니다. 이는 과학이 지식의 집합을 넘어 사고의 틀임을 보여줍니다. 과학과 예술은 서로 다른 영역처럼 보이지만, 실제로는 깊은 영감을 주고받으며 발전해 왔습니다. 20세기 초의 혁신적인 음악 기법이나 미술의 화풍은 당대의 과학적 발견과 시각 이론에서 아이디어를 얻기도 했습니다. 반대로 과학자들 역시 예술적 감수성을 통해 연구의 영감을 얻습니다. 결정의 아름다움에서 과학의 가치를 발견하는 화학자의 사례처럼, 예술적 상상력은 훌륭한 과학적 성취를 위한 중요한 토대가 됩니다. 두 분야의 융합은 인간의 창의성을 극대화하는 원동력입니다. SF 문학은 '상상적 과학'이라는 도구를 통해 현재의 기술로는 불가능한 영역을 탐구합니다. 초광속 통신과 같은 설정은 비록 물리적으로는 실현 불가능할지라도, 그러한 기술이 존재할 때 인간 사회가 어떻게 변화할지를 미리 들여다보게 합니다. 이러한 상상력은 단순히 허무맹랑한 공상이 아니라, 현실의 제약을 넘어선 지점에서 인간과 문명의 본질을 질문하는 과정입니다. 불가능을 가정함으로써 오히려 우리가 발을 딛고 있는 현실을 새로운 관점에서 바라보게 만드는 것입니다. 과학과 기술이 급격히 결합하는 현대 사회에서, 우리는 순수한 지적 탐구로서의 과학과 실용적인 기술 사이의 균형을 고민해야 합니다. 단순히 눈앞에 보이는 기술적 성과에만 매몰되지 않고, 중력파 검출과 같은 기초 과학의 고유한 가치를 인정하는 폭넓은 시야가 필요합니다. 과학적 개연성과 세계의 정합성을 바탕으로 미래를 설계하는 태도는 우리가 더 나은 사회를 만드는 밑거름이 될 것입니다. 과학에 대한 지속적인 관심은 결국 우리 자신과 세상을 더 깊이 이해하는 길입니다.

강윤재, 이관수, 정소연

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물리학
융합

[강연] 왜 지구인가? (5) 패널토의 | 2016 가을 카오스 강연 '지구인도 모르는 지구' 1강 | 1강 ⑤

우리가 살아가는 지구는 거대한 에너지의 집합체이며, 현대 사회를 살아가는 많은 이들은 풍요로운 삶을 누리는 동시에 자원 고갈과 환경 파괴에 대한 깊은 책임감을 느끼곤 합니다. 특히 인구 증가와 물 부족 같은 세계적인 문제는 더 이상 남의 일이 아닌 우리 모두의 생존과 직결된 과제입니다. 이러한 모순을 해결하기 위해 과학은 화석 연료를 대체할 재생 에너지에 주목하고 있습니다. 지열, 풍력, 태양광 등 지구가 본래 가진 에너지를 슬기롭게 활용하는 기술은 인류가 지속 가능한 미래로 나아가기 위한 필수적인 선택지가 되고 있으며, 이는 우리가 자연과 공존하기 위해 반드시 고민해야 할 지점입니다. 에너지 전환은 단순히 기술적인 문제를 넘어 사회적 합의와 실천이 필요한 영역입니다. 아이슬란드와 같은 국가들은 지열과 수력을 통해 에너지의 상당 부분을 충당하며 앞서가고 있지만, 우리나라는 여전히 화석 연료와 원자력 의존도가 높은 실정입니다. 미세먼지나 온실가스 배출 문제는 특정 지역이나 국가에 국한되지 않는 전 지구적인 현상으로, 국경 없는 환경 위기에 대응하기 위해서는 에너지를 절감하고 아끼는 마음가짐을 공유하는 것이 무엇보다 중요합니다. 과학적 해결책이 제시되더라도 이를 수용하고 실천하려는 공동체의 노력이 뒷받침되어야만 실질적인 변화를 이끌어낼 수 있기 때문입니다. 과학적 사고의 핵심은 고정된 정답에 안주하지 않고 끊임없이 진리를 탐구하는 유연함에 있습니다. 흔히 과학을 인간 중심적인 오만으로 오해하기도 하지만, 진정한 과학자는 새로운 증거가 나타나면 언제든 기존의 가설을 수정할 준비가 되어 있는 사람들입니다. 이는 결론을 정해두고 논리를 맞추는 방식과는 근본적으로 다르며, 오직 데이터와 근거를 바탕으로 가장 합리적인 답을 찾아가는 과정 자체가 과학의 본질이라 할 수 있습니다. 이러한 태도는 우리가 직면한 복잡한 환경 문제들을 감정적인 대응이 아닌, 객관적이고 실효성 있는 방향으로 해결할 수 있도록 돕는 이정표가 됩니다. 지진 조기 경보 시스템에서 단 몇 초의 시간은 인명 피해를 줄이는 결정적인 열쇠가 됩니다. 6~7초라는 짧은 시간은 언뜻 미미해 보일 수 있지만, 체계적인 대피 시스템과 훈련된 행동이 결합된다면 생사를 가르는 귀중한 골든타임이 될 수 있습니다. 과학은 자연재해를 완전히 막지는 못하더라도, 그 피해를 최소화할 수 있는 지혜와 기술적 수단을 제공합니다. 전조 현상을 파악하고 신속하게 정보를 전달하려는 노력은 안전한 사회를 구축하는 밑거름이 됩니다. 결국 과학은 인간이 자연의 거대한 흐름 속에서 스스로를 보호하고 환경에 적응해 나가는 가장 강력하고도 합리적인 도구인 셈입니다. 지구를 하나의 거대한 생명체로 보는 관점처럼, 지구는 스스로 조절하고 변화하는 역동적인 시스템입니다. 생명은 엔트로피 법칙을 거슬러 목적을 가지고 에너지를 사용하는 특별한 존재이며, 인류가 문명을 이룩한 과정은 수많은 우연이 겹쳐진 경이로운 결과입니다. 하지만 최근의 기후 변화는 지구가 과거에 겪었던 변화와는 비교할 수 없을 정도로 급격하게 진행되고 있습니다. 우리가 지구의 역사를 배우고 그 내부 구조를 탐구하는 이유는, 이 경이로운 우연을 지키고 다가올 미래를 더욱 겸허하게 준비하기 위해서입니다. 과학을 통해 지구를 깊이 이해하는 것이야말로 인류 생존의 유일한 답이 될 것입니다.

김영희, 이강근, 이상묵

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지구환경과학

[강연] 착각하는 뇌(라야 한다) (5) 패널토의 | 2016 봄 카오스 강연 '뇌 - Brain' 7강 | 7강 ⑤

인간의 뇌는 단순히 외부의 자극을 수동적으로 받아들이는 장치가 아닙니다. 과거 큰 화제가 되었던 '드레스 색깔 논란'은 우리 뇌가 주변 조명 상태에 따라 정보를 얼마나 능동적으로 해석하는지 보여주는 대표적인 사례입니다. 사람마다 조명의 밝기를 판단하는 기준이 다르기 때문에, 동일한 이미지를 보고도 누군가는 파란색으로, 누군가는 흰색으로 인식하게 됩니다. 이는 뇌가 주변 환경을 고려하여 색상을 보정하고 최적의 결과를 도출하려는 과정에서 발생하는 개인차로 이해할 수 있으며, 우리 인식이 절대적이지 않음을 시사합니다. 청각 시스템에서 발생하는 이명 현상 또한 뇌의 복잡한 작용과 밀접한 관련이 있습니다. 이명은 외부 자극이 없음에도 소리를 느끼는 현상으로, 그 원인은 매우 다양합니다. 달팽이관 내의 외유모세포가 과도하게 활성화되어 실제로 진동이 일어나기도 하며, 특정 주파수를 담당하는 유모세포가 손상되었을 때 뇌가 이를 보충하려는 과정에서 주변 신경들이 과하게 반응하며 소리가 들리기도 합니다. 따라서 이명은 단순한 착각이 아니라 우리 몸의 감각 기관과 뇌가 상호작용하며 만들어내는 실질적인 반응이자 항상성을 유지하려는 노력의 결과입니다. 시각의 회복 가능성은 손상의 원인과 부위에 따라 결정됩니다. 전래동화 속 심봉사의 사례처럼 기적적으로 눈을 뜨는 일이 현대 과학에서 가능할지 묻는다면, 이는 단순한 심리적 요인인지 혹은 구조적 퇴행인지에 따라 답이 갈립니다. 만약 모든 시각 체계는 정상이나 심리적 충격으로 인해 일시적으로 기능이 차단된 상태라면 원인 해결 시 회복을 기대할 수 있습니다. 하지만 신경세포 자체가 소실되거나 뇌와의 연결망이 완전히 망가진 퇴행성 질환의 경우에는 현대 의학으로도 이를 되돌리는 데 한계가 존재하며, 이는 기적의 영역에 가깝습니다. 뇌가 발달하는 시기에는 적절한 환경 노출이 무엇보다 중요합니다. 특히 '결정적 시기'라고 불리는 유아기 및 청소년기에는 자연스러운 환경에서의 자극이 필수적입니다. 인공적인 구조물이나 제한된 화면에만 노출된 환경은 시각 시스템의 정상적인 발달을 저해할 수 있습니다. 이는 인공지능 학습에서도 자연 이미지를 사용했을 때 효율이 높아지는 것과 일맥상통합니다. 따라서 아이들이 교과서나 컴퓨터 앞에만 머물기보다 자연 속에서 다양한 시각적 경험을 쌓는 것이 건강한 뇌 발달의 핵심이며, 발달 단계에 맞는 교육이 이루어져야 합니다. 과학은 세상의 모든 신비를 완벽히 설명하지 못하지만, 가장 합리적인 근거를 찾아가는 과정입니다. 설명하기 어려운 초자연적 현상에 직면했을 때, 과학자들은 가장 상식적이고 납득 가능한 가설부터 검증하는 '절약의 원리'를 따릅니다. 대중적인 사견과 검증된 과학적 사실을 변별하기 위해서는 대학 수준의 교재를 접하며 기초 지식을 탄탄히 쌓는 노력이 필요합니다. 이러한 과학적 소양은 우리 사회를 더욱 건강하게 만들며, 일반인들이 과학적 지식으로 무장하여 가짜 과학을 배격할 수 있을 때 비로소 진정한 과학의 발전이 가능해집니다.

백세범, 정상철, 정수영

카오스재단카오스강연

뇌인지과학

[강연] 빛, 색을 밝히다 (1) _석현정 교수 | 2015 가을 카오스 강연 '빛 색즉시공' 10강 | 10강 ①

우리가 살아가는 세상은 수많은 수수께끼로 가득 차 있습니다. 밤하늘의 별부터 우리 몸속의 작은 세포에 이르기까지, 자연의 섭리는 언제나 경이로움을 자아냅니다. 과학은 이러한 미지의 영역을 탐구하고 논리적인 답을 찾아가는 과정입니다. 단순히 지식을 습득하는 것을 넘어, 현상의 본질을 꿰뚫어보려는 인간의 본능적인 호기심이 바로 과학 발전의 원동력이 됩니다. 이러한 탐구 정신은 인류 문명을 지탱하는 거대한 기둥이 되어 왔습니다. 과학적 지식은 때로 어렵고 멀게만 느껴지기도 합니다. 하지만 복잡한 수식과 이론 너머에는 세상을 이해하고자 하는 뜨거운 열정이 숨어 있습니다. 대중과 과학자가 소통하는 자리는 이러한 장벽을 허무는 중요한 역할을 합니다. 전문가의 깊이 있는 통찰이 일상의 언어로 전달될 때, 과학은 비로소 우리 삶의 일부가 됩니다. 지식의 공유는 새로운 질문을 낳고, 그 질문은 다시금 우리를 더 넓은 세계로 안내하는 이정표가 되어 줍니다. 세상을 바라보는 관점의 변화는 과학이 주는 가장 큰 선물 중 하나입니다. 고정관념에서 벗어나 객관적인 데이터를 바탕으로 사고하는 습관은 합리적인 판단을 가능하게 합니다. 보이지 않는 힘이 어떻게 작용하는지, 물질의 최소 단위가 무엇인지 고민하는 과정에서 우리는 겸손함을 배웁니다. 거대한 우주 속에서 인간의 위치를 확인하는 일은 결코 허무한 과정이 아닙니다. 오히려 존재의 소중함을 깨닫고 더 나은 미래를 설계하는 밑거름이 됩니다. 자연계의 무질서 속에서 질서를 찾아내는 과정은 마치 예술 작품을 감상하는 것과 같습니다. 겉으로 보기에는 혼란스러워 보이는 현상들도 그 이면에는 정교한 법칙이 숨겨져 있습니다. 이러한 복잡계의 원리를 이해하려는 노력은 현대 과학의 핵심적인 과제 중 하나입니다. 작은 변화가 예상치 못한 거대한 결과를 초래하는 현상을 연구하며, 우리는 자연의 섬세함에 다시 한 번 감탄하게 됩니다. 질서와 무질서의 경계에서 발견하는 진리는 매우 매혹적입니다. 질문하는 능력은 인간만이 가진 고유한 특권입니다. '왜?'라는 짧은 질문 하나가 인류의 역사를 바꾸어 놓았습니다. 사과가 떨어지는 이유를 묻고, 빛의 속도에 의문을 품었던 선구자들 덕분에 우리는 오늘날의 풍요를 누리고 있습니다. 과학은 완성된 결과물이 아니라 끊임없이 수정되고 보완되는 역동적인 과정입니다. 어제의 정답이 오늘의 오답이 될 수 있다는 유연한 사고방식이야말로 과학적 탐구의 본질이며, 우리가 지향해야 할 태도입니다. 현대 과학은 더 이상 개인의 전유물이 아닙니다. 다양한 분야의 전문가들이 협력하여 거대한 난제들을 해결해 나가는 융합의 시대가 도래했습니다. 기술의 발전은 과학적 발견을 가속화하고, 이는 다시 기술의 혁신으로 이어지는 선순환 구조를 만듭니다. 이러한 흐름 속에서 과학은 사회적 가치를 창출하고 인류의 공동 문제를 해결하는 열쇠가 됩니다. 기후 변화나 질병 정복과 같은 과제들은 과학적 연대를 통해 비로소 해결의 실마리를 찾을 수 있습니다. 과학의 여정에는 끝이 없습니다. 하나의 문을 열면 또 다른 미지의 세계가 우리를 기다리고 있기 때문입니다. 하지만 그 과정 자체가 주는 즐거움과 깨달음은 무엇과도 바꿀 수 없는 가치를 지닙니다. 우리는 끊임없이 배우고 탐구하며 세상과 소통해야 합니다. 과학적 사고를 통해 얻은 통찰력은 우리를 더 지혜로운 길로 인도할 것입니다. 앞으로 펼쳐질 새로운 발견의 순간들을 기대하며, 지적 호기심의 끈을 놓지 않는 자세가 무엇보다 중요합니다.

석현정

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융합

[강연] 빛, 너의 정체는 무엇이냐? - 빛의 본질 (4) _오세정 교수 | 2015 가을 카오스 강연 '빛 색즉시공' 1강 | 1강 ④

20세기가 반도체 시대였다면, 21세기는 빛의 시대라고 불립니다. 전자를 이용해 메모리와 칩을 만들던 시대를 지나, 이제는 광통신, LED 조명, 그리고 디스플레이 산업이 우리 경제와 일상의 중심에 자리 잡았습니다. 빛에 대한 기초적인 이해는 단순한 학문적 탐구를 넘어 산업의 핵심 동력으로 작용하며 인류의 문명을 새롭게 빚어내고 있습니다. 우리는 빛을 통해 정보를 전달하고 세상을 시각화하며 새로운 경제적 가치를 창출하고 있습니다. 과학의 본질은 실용적인 쓸모에만 국한되지 않습니다. 아리스토텔레스가 언급했듯, 지식은 단순히 삶의 유용함을 위해 만들어지는 것이 아니라 모르는 것에 부딪혔을 때 생기는 순수한 호기심에서 시작됩니다. 우리가 살고 있는 세계에 대한 막연한 궁금증을 해결하려는 노력 자체가 과학의 출발점입니다. 이러한 호기심은 인류가 자연을 이해하는 통일된 길을 찾게 하며, 때로는 예술 작품과 같은 추상성과 통일성을 지닌 과학적 결실을 맺게 합니다. 빛의 본질을 규명하려는 노력은 수천 년 동안 입자와 파동이라는 두 개념 사이의 치열한 논쟁을 불러일으켰습니다. 입자로만 설명되지 않는 현상과 파동으로만 이해되지 않는 특성들은 결국 '이중성'이라는 새로운 결론에 도달하게 했습니다. 이는 단순히 애매모호한 타협이 아니라, 양자 세계라는 거대한 영역을 여는 열쇠가 되었습니다. 빛이 입자성과 파동성을 동시에 갖는다는 사실은 현대 물리학이 자연을 바라보는 시각을 근본적으로 바꾸어 놓았습니다. 우리가 사용하는 언어는 일상적인 경험을 바탕으로 만들어졌기에, 눈에 보이지 않는 미세한 양자 세계를 설명하는 데 한계가 있습니다. 하이젠베르크는 인간의 언어를 '그물'에 비유하며, 그물코보다 작은 현상은 포착하기 어렵다고 말했습니다. 입자나 파동이라는 표현 역시 우리가 아는 언어로 보지 못하는 세상을 설명하려다 보니 생겨난 비유적 장치일 수 있습니다. 과학은 이러한 언어의 한계를 극복하며 보이지 않는 진실에 다가가려는 끊임없는 도전입니다. 빛은 과학적 대상인 동시에 생명의 근원이자 희망의 상징이기도 합니다. 생명 탄생의 기초가 되는 광합성은 태양의 가시광선 에너지를 바탕으로 이루어지며, 이는 빛이 생명의 원동력임을 보여줍니다. 또한 인간은 시각을 통해 대부분의 정보를 받아들이기에, 어둠을 밝히는 빛은 본능적으로 자신감과 희망을 선사합니다. 과학적으로 분석된 빛의 스펙트럼 안에는 우리가 살아가는 데 필요한 에너지와 정서적인 안정이 모두 담겨 있는 셈입니다. 우주의 역사에서 빛의 등장은 매우 특별한 순간이었습니다. 빅뱅 이후 초기 우주는 엄청난 에너지 덩어리였으나, 빛이 자유롭게 통과할 수 없는 불투명한 상태였습니다. 시간이 흘러 전자와 원자핵이 결합하여 중성 원자가 형성된 후에야 비로소 빛은 우주 전역으로 퍼져나갈 수 있었습니다. '빛이 있으라'는 문구처럼 빛의 확산은 우주의 구조를 드러내고 우리가 관측할 수 있는 세상을 만들었으며, 오늘날 우주 배경 복사라는 흔적으로 남아 있습니다. 현대 과학은 빛을 넘어 보이지 않는 영역인 암흑 물질과 암흑 에너지로 탐구의 범위를 넓히고 있습니다. 실제로 우주에서 우리가 관측할 수 있는 빛의 영역은 극히 일부분에 불과하며, 대다수의 공간은 정체가 밝혀지지 않은 암흑 물질과 암흑 에너지로 채워져 있습니다. 기존의 이론이 새로운 발견에 의해 수정될 수 있다는 개방적인 태도는 현재의 이중성 개념을 넘어 또 다른 차원의 이해를 가능하게 할 것입니다. 빛에 대한 탐구는 결국 우주의 근원적인 비밀을 푸는 여정으로 이어집니다.

오세정, 우정원, 유정아

카오스재단카오스강연

물리학

[석학인터뷰] 김성근 KAOS 과학위원(서울대학교 화학과 교수, 자연대 학장) 인터뷰

과학은 흔히 전문가들만의 영역으로 여겨지기 쉽지만, 대중과의 거리를 좁히는 노력은 현대 사회에서 매우 중요한 과제입니다. 카오스재단과 같은 단체들은 전문가 집단과 대중을 연결하며 과학의 대중화를 이끄는 가교 역할을 수행하고 있습니다. 과학자들이 대중에게 지식을 전달하는 과정은 결코 쉽지 않지만, 이러한 소통을 통해 과학이 우리 삶의 일부로 자리 잡는 과정은 매우 흥미롭고 가치 있는 일입니다. 앞으로도 이러한 활동이 활발해져 과학이 모두가 즐길 수 있는 문화로 정착되기를 기대합니다. 어린 시절 만화책이나 우주선 발사 장면을 보며 키웠던 과학에 대한 동경은 많은 이들에게 과학자의 꿈을 심어주는 계기가 됩니다. 저 역시 달 착륙 장면을 지켜보며 과학을 무작정 동경하게 되었지만, 고등학교 시절 적성에 대한 고민으로 첫 번째 좌절을 겪기도 했습니다. 주변에서는 문과 적성이라고 권유했고 실제로 수학이나 과학 성적이 기대만큼 나오지 않아 고민이 깊었지만, 과학을 향한 순수한 동경은 결국 저를 이 길로 이끌었습니다. 적성이라는 틀에 갇히기보다 열정을 따르는 것이 중요함을 깨닫는 과정이었습니다. 리처드 파인만의 저서 '파인만 씨, 농담도 잘하시네요!'는 과학이 무엇인지 보여주는 훌륭한 입문서입니다. 이 책은 과학적 사고 체계가 자연을 어떻게 바라보는지 평이하고 유머러스하게 설명하며, 과학이 결코 딱딱한 학문이 아님을 일깨워줍니다. 과학은 단순히 지식을 암기하는 것이 아니라, 세상을 바라보는 독특한 시각과 호기심을 바탕으로 합니다. 간결한 문장 속에 담긴 과학자의 사고방식을 접하다 보면, 대중도 과학 본연의 즐거움을 발견하고 자연의 작동 원리에 대해 깊이 이해할 수 있는 기회를 얻게 될 것입니다. 한국 사회에서 과학은 오랫동안 경제 발전을 위한 도구이자 기술 발전을 위한 소비재처럼 인식되어 왔습니다. 서구 사회가 근대 과학의 태동기부터 우주와 자연에 대한 근본적인 호기심을 바탕으로 과학을 발전시켜 온 것과는 대조적입니다. 이제 우리나라는 남을 따라가는 추종형 기술에서 벗어나 세계 최첨단을 달리는 선도형 국가로 도약해야 하는 시점에 서 있습니다. 이를 위해서는 모방이 아닌 창조가 필요하며, 그 핵심은 결국 기초과학의 탄탄한 토대 위에 세워진 원천 기술의 확보에 달려 있다고 할 수 있습니다. 화학은 물리학이라는 뿌리와 생명과학이라는 꽃을 잇는 줄기와 같은 '중심 과학'입니다. 하지만 대중에게 화학은 종종 오염 물질이나 위험한 약품이라는 부정적인 이미지로 각인되어 있기도 합니다. 사실 우리가 마시는 물을 포함해 세상의 모든 물질은 화학 물질이며, 이를 무조건 두려워하기보다는 정확히 이해하고 제어하는 태도가 필요합니다. 현대 사회의 다양한 위험 요소들을 피하기만 하는 것이 아니라, 과학적 이해를 바탕으로 적극적으로 조절하려는 의지가 있을 때 비로소 화학은 인류의 발전을 돕는 진정한 역할을 수행할 수 있습니다.

김성근

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