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기초에서 최신 이슈까지,
열두 명의 석학이 안내하는 과학기술 초보자 가이드

사회적 이슈들에 대한 균형 잡힌 시각을 갖추고
불확실하고 위험한 현재를 살아가는 데 필요한 힘을 길러준다

과학의 어려운 내용을 흥미롭게 설명해주는 책은 많지만, 과학기술의 시대를 살아가기 위한 기본 소양을 일러주는 책을 찾기란 어렵다. 이 책은 과학을 이해하는 가장 중요한 목적인 세상을 바라보는 합리적 사유의 방법을 배워, 사회적 이슈들에 대한 균형 잡힌 시각을 갖추고 불확실하고 위험한 현재를 살아가는 데 필요한 지식과 교양을 기르는 데 도움을 주기 위해 기획되었다. 우리에게 필요한 과학적 사고는 이것저것 따져보고, 다양한 의견을 비판적으로 검토하고, 비교해서 경중을 가려보고, 잠정적인 결론을 낸 뒤에 그것을 현실의 변화와 비교해보는 것을 의미한다. 이런 과학적 사고를 통해서 우리는 과학의 효력과 확실성, 과학기술의 혜택은 물론, 과학의 한계와 불확실성, 그리고 과학기술이 낳는 골치 아픈 문제들을 이해하고 이 사이에서 균형을 잡을 수 있다. 이 책은 과학이 항상 옳다거나 과학을 숭배해야 한다는 생각을 경계하고, 사실과 진리를 얻어내는 것만이 과학의 역할이 아님을 일깨워준다.

과학의 시작과 과학기술
사이언스(science)가 자연에 대한 체계적인 지식의 의미로 사용되기 시작한 것은 19세기 이후의 일이다. 17~18세기에도 갈릴레오, 뉴턴, 라부아지에처럼 우리가 과학자라고 부르는 사람들이 있었지만 이들이 하는 일을 과학이라고 하지 않고 주로 자연철학(natural philosophy)이라고 불렀다.

과학과 기술은 아주 멀리 떨어져 있었던 활동이었다. 식자층의 학문이었던 과학과 달리 기술은 이름 없는 장인, 즉 엔지니어들에 의해 만들어지고 개량되었다. 우리는 풍차의 발명자가 누구인지, 수차를 누가 발명했는지, 시계를 누가 처음 만들었는지 모르고 있다. 학자와 엔지니어 사이에는 거의 아무런 교류나 상호 영향이 없었다. 기술자의 사회적 신분은 그만큼 낮았다.

르네상스 시대에 들어서면서 상황이 바뀌었다. 부를 축적한 엔지니어들은 학문적 활동을 통해 사회적 지위를 높이려 했고, 자연철학자들을 통해 실험이 과학의 핵심적 방법론으로 도입되었다. 과학자들과 엔지니어들이 스스럼없이 교류하기 시작한 계기는 18세기 말 산업혁명이었다. 지식인들은 공학과 기술의 중요성을 알게 되었고, 공학은 중세 장인들의 모임인 길드(guild)를 벗어나면서 도시에 세워지던 대학에 자리잡게 된다.

우리에게 과학기술은 무엇인가?
과학은 새로운 기술을 만들어낸다. 원자핵분열에 대한 연구는 원자로와 원자폭탄을 만들어냈고, 유전자 재조합에 대한 연구는 유전자변형식품을 만들어냈다. 반대로 새로운 기술은 새로운 과학을 낳는다. 증기기관이 발명되면서 과학자들은 기관 내에서 일어나는 현상에 대해 연구하다가 열역학이라는 새로운 학문 분야를 개척했다. 이제는 과학에서 만들어진 지식이나 현상에 의존하지 않는 기술을 찾아보기 힘들고, 역으로 기술에 의존하지 않는 과학도 찾아보기 힘들다.

철학자 하이데거에 따르면 기술은 인간이 자연을 바라보는 방식을 바꾼다. 발전소와 도로를 건설하고 전파를 송수신하는 기술은 세상을 재원(resource)으로 바꾸었고, 다시 인간이 세상을 이해하고 다루는 방법을 변화시켰다. 그러나 과학기술이 이끈 근대화는 위험을 초래하기도 했다. 구소련의 체르노빌 원전 사고, 한국의 가습기 살균제 사건 등은 누구도 그 위험을 예측하지 못했고, 돌이킬 수 없는 피해를 남겼다. 기술이 발달하고 널리 전파될수록 위험은 일상화되었고 위험의 규모도 기술에 비례해 커졌다.

과학과 과학기술은 사회의 산물이다
자연철학이 종교적 색채를 벗으며 과학이라는 말이 생겼고, 과학이 인간의 목적에 의해 활용되면서 과학과 기술의 접점이 마련되었다. 그로부터 200년이 지났다. 지금의 과학은 기술과 연결되어 교류하고, 넝쿨처럼 엉키고, 혼재된 존재가 되었다. 수학과 논리학이 기반인 인공지능은 피카소의 그림을 따라 그릴 정도로 발달했으며, 생물학, 의·약학, 물리학이 융합된 생명과학의 유전자 정보 해독은 대중화되어 그 비용은 이제 100달러도 들지 않는다.

과학기술은 사회의 거울과 같다. 더 이상 실험실에 틀어박혀 호기심을 충족하는 과학자만을 과학자라고 할 수 없다. 과장을 보태 생명과학 연구자의 절반은 암을 연구한다. 전체 사망 원인 중 암의 비율은 5퍼센트가 안 되지만 사람들이 암을 두려워하고 정복하기를 바라기 때문이다. 이처럼 과학기술은 사회를 반영한다. 현시대에는 정부 또한 과학기술에 깊게 개입해 있다. 정부는 어떤 연구에 자원을 투입해야 국가 경쟁력을 향상시킬지, 해당 연구가 근본적 지식을 함양하는 데에는 얼마나 기여할지 고려하여 예산을 배분한다.

시민을 위한 교양으로서의 과학
과학기술은 현실의 모든 문제를 해결하는 만병통치약이 아니다. 또 과학기술에 대한 평가와 반성이 오로지 전문가들의 영역인 것도 아니다. 이제 과학기술은 모든 인류의 문제인 동시에 그 책임을 요구하고 있다. 기후변화를 최소화하고 미세먼지를 줄이는 데에도 과학자뿐만 아니라 시민의 과학적 사고와 교양이 필요한 것이다. 에너지 효율이 높은 제품, 생산 과정에 탄소를 덜 발생시키는 제품은 우리가 소비자로서 움직여야 하는 이유가 된다. 납세자로서는 원자력발전소의 효용과 위험을 냉정히 따져보아야 하고, 중독을 개선하려면 중독 환자를 범죄자로 치부할 것이 아니라 뇌를 치료하는 데 실마리가 있음을 알아야 한다. 이처럼 시민으로서 우리는 여러 역할을 취해야만 과학의 한계와 문제점을 마주하고 과학을 비판적으로 바라볼 수 있을 것이다.

프롤로그 |홍성욱|

1부 과학의 역사, 과학의 철학
01 과학과 기술, 그리고 그 관계 |홍성욱|
02 과학철학 1 논리실증주의에서 포퍼까지 |이상욱|
03 과학철학 2 쿤에서 라투르까지 |홍성욱|

2부 우주의 시작, 문명의 여정
04 수학과 문명 |김홍종|
05 천문학, 우주와 물질의 시작과 끝 |이명현|
06 생명과학, 유전자 재조합에서 유전자 가위까지 |송기원|
07 뇌과학과 신경법학 |송민령|

3부 과학기술과 사회
08 인공지능의 역사와 미래 |정지훈|
09 에너지 전환의 쟁점과 과제 |윤순진|
10 기후변화와 미세먼지의 과학 |윤순창|
11 재난과 위험사회 |박범순|
12 규제과학과 신기술 |이두갑|
13 과학기술정책의 기초와 맥락 |박상욱|?

에필로그 과학기술과 민주주의와 시민참여 |홍성욱|
사진 출처

과학과 기술은 테크노사이언스라고 할 정도로 엉켜버렸습니다. 과학 없는 기술이 있을 수 없고, 기술 없는 과학도 존재할 수 없습니다. 그렇지만 자연현상을 더 근본적으로 탐구하려고 하는 과학과 유용한 상품을 만들려고 하는 기술의 구분은 아직도 존재합니다. 이 둘은 서로 다른 가치를 가지며, 서로 다른 목표를 달성하기 위해서, 서로 조금 다른 방식으로 발전합니다. 우리는 균형과 조화를 맞춰가면서 과학과 기술 모두를 발전시켜야 합니다. 이것이 과학과 기술의 관계에 대한 긴 고찰에서 우리가 배울 수 있는 교훈인 것입니다. -33쪽
수학에서는 변화 속에서 변하지 않는 것을 대칭성이라 말합니다. 정육면체는 뒤집어도 정육면체입니다. 스페인의 알람브라 궁전에 가면 벽에 많은 문양들이 있는데, 평면에 사방연속인 문양을 만드는 방법은 본질적으로 열일곱 가지밖에 없습니다. 화학자들이 크리스털을 구조를 이해하거나 신소재를 개발할 때에도 대칭성은 중요한 역할을 합니다. 현대 물리학이 발전하면서 소립자나 물질의 본질을 이해하려고 노력한 결과, 결국은 ‘비물질’인 대칭성이 더욱 본질임을 알게 되었습니다. 나무의 가지들이 일정한 각도로 생기고, 꽃들이 일정한 꽃잎 수를 가지고 있듯, 학자들은 대칭성이 매우 중요하다는 것을 파악하기 시작했습니다. 85~86쪽

2002년 월드컵이나 중요한 시험에 합격했을 때처럼 기뻤던 순간을 생각해보세요. 가만히 앉아서 ‘기쁘다’라고 생각하면 그것은 기쁨이라고 할 수 없습니다. 참으려고 해도 자꾸 웃음이 나오고 저도 모르게 소리를 지르게 되는 상태가 기쁨입니다. 마찬가지로 ‘무섭다’라고 생각하는 데서 그칠 수 있으면 공포가 아닙니다. 몸이 굳고 냉정하게 생각하기 힘든 상태가 공포입니다. 우울한데 활기차게 움직이는 사람은 없습니다. 우울하면 침대에서 벗어나기가 어렵습니다. 이처럼 몸과 감정이 긴밀한 영향을 주고받는다는 사실에 착안해서 요즘에는 약 대신 운동으로 우울증을 치료하려는 경우도 늘어나고 있습니다.
-129~130쪽

앞으로의 AI가 풀어야 할 문제들이 많습니다. 많은 수의 문제들에 포함된 데이터들은 불명확하고, 추상적이고, 모호성을 가지고 있으며 수식도 부정확합니다. 이런 와중에도 비슷한 것, 일관성을 찾아내야 합니다. 구체적으로는 (인간에게 편리한) 일관성의 범위를 어디까지 설정해야 하는지의 문제도 있을 것입니다. 논리적으로는 아무리 옳더라도 잘못된 판단이나 결정이 있을 수 있다는 것도 인지해야 하고, 복잡한 프로세스를 거칠 때 정답이 바뀌거나 여러 개일 수 있다는 것도 알아야 합니다. 이런 문제들을 제대로 풀기 위해서 인간과 컴퓨터가 협력해야 합니다. -164쪽

다른 원전 국가들과 비교해보면 우리나라 원전의 LCOE(균등화 발전 단가)가 가장 낮습니다. 기술이 뛰어나서 그런 것일까요? 그렇다기보다는 한 부지에 여러 원전을 한꺼번에 지음으로써 입지 관련 비용을 절감할 수 있었기 때문입니다. 또 공사 기간이 짧은 데다, 공기업인 한국수력원자력에서 건설비를 차입할 때 정부가 보증을 해주었기 때문입니다. 핀란드는 원전을 세우려고 했는데 갑자기 후쿠시마 사고가 나면서 국가가 안전 기준을 높였어요.
우리나라는 선진국들에 비해 안전규제 기준이 낮아서 관련 설비 비용이 높지 않고 사회적·환경적 비용을 충분히 반영하지 않아서 경제성이 높게 나오는 것입니다. 무엇보다 사용후핵연료 처분 기술 이 아직 없고 처리 시설 부지도 구하지 못했는데 사용후핵연료가 계속 발전소 내 임시저장시설에 쌓이고 있는 것도 문제입니다. 이런 상태에서 원전을 지속적으로 지어서 사용후핵연료를 계속 만들어내는 것은 상당히 무책임하다고 할 수 있습니다. -196~197쪽

우리나라에서 민주화·근대화·산업화가 동시에 진행되던 1980년대에, 조영래 변호사는 재난의 원인을 밝히고 책임 소재를 가리는 일은 단순히 법적인 문제만도 아니고 과학기술의 문제만도 아님을 보여주었습니다. 법적 판단은 과학적·공학적·의학적 증거를 최대한 고려해야 하지만, 법정에서는 종종 이들 증거가 서로 상충되고 같은 증거라도 다르게 해석될 여지가 많습니다. 과학기술은 재난을 정의하고 해석하는 만병통치약이 아닙니다. 오히려 변화하고 있는 세상, 산업사회의 그늘에서 위험사회가 만들어지고 있음을 직시하는 것이 과학기술을 올바로 사용하고 법을 올바로 해석하는 길이 될 것입니다. -226쪽