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『아침부터 저녁까지 과학 여행』은 ‘우리는 어디서 왔을까?’라는 근원적인 질문에 대한 자연과학의 대답을 SF 여행담으로 풀어낸 책이다. 천문학, 물리학, 생물학, 지구과학, 인류학, 화학 등 다양한 학문을 넘나들며 우주와 지구, 인류의 역사를 들려준다. 단순히 과학의 주요 개념과 원리를 전달하는 것이 아니라, 하나의 질문을 던지고 이를 해결하려는 여러 과학자들의 노력과 그 결과로 제시된 다양한 대답들을 확인할 수 있다.

우리는 어디서 왔을까?
세상의 처음을 찾아 나선 자연과학의 대답들

『하리하라의 생물학 카페』저자 이은희 추천!

『아침부터 저녁까지 과학 여행』은 ‘우리는 어디서 왔을까?’라는 근원적인 질문에 대한 자연과학의 대답을 SF 여행담으로 풀어낸다. 천문학, 물리학, 생물학, 지구과학, 인류학, 화학 등 다양한 학문을 넘나들며 꼬리에 꼬리를 물고 우주와 지구, 인류의 역사를 들려준다. 독자들은 하루 동안, 외계인이 만든 휴머노이드 엑사포X를 따라 지구와 생명, 인류의 탄생을 지켜보고, 뉴턴과 아인슈타인, 허블과 함께 우주의 시작을 향해 여행을 떠난다. 『하리하라의 생물학 카페』 등 대중적인 과학 글쓰기를 꾸준히 해 온 이은희 작가가 세상의 처음을 향한 이 책의 모험을 안내하는 추천사를 썼다. 독일의 학술 전문 기자이자 과학, 경제, 정치 등 다양한 분야의 청소년 교양서를 집필한 게르트 슈나이더의 책으로, 돌베개 생각하는돌 시리즈 4권.

■ 과학과 함께, 우리의 기원을 찾는 모험

“침팬지가 자기 조상이 누구이고, 진화는 어떤 과정을 거쳐 이루어졌는지 하는 문제에 관심을 갖거나 그러한 문제에 관해서 책을 쓴다는 것은 불가능하다. 그에 반해서 우리 인간은 우리의 기원이라는 문제에서 벗어나지 못한다. 우리는 어디서 왔을까? 지난 수천 년 동안 철학, 자연과학, 예술, 종교는 그 주제의 연구에 몰두했다.” _120쪽

2013년 노벨물리학상 수상자로 피터 힉스 에든버러대 교수와 프랑수아 앙글레르 브뤼셀자유대학 교수가 선정됐다. 올해 초 유럽입자연구소(CERN)가 실험을 거듭해 ‘신의 입자’라 불리는 힉스 입자의 존재를 입증했고, 두 사람은 일찍이 힉스 입자의 존재를 예측한 공로를 인정받았다. 힉스 입자는 우주에 빅뱅이 일어났을 때 모든 소립자에게 질량을 부여하고 사라진 입자로, 우주 탄생의 비밀을 푸는 데 중요한 열쇠가 될 것으로 기대를 모으고 있다.
이 소식은 과학계뿐만 아니라 일반인들의 폭넓은 관심을 이끌어 냈다. 세상의 처음을 밝히는 이야기는 언제나 사람들의 호기심과 상상력을 자극한다. “인간은 우리가 아는 한에서 자신이 어디서 왔는지를 알고 싶어 하고 우주의 시작에 관심을 갖는 유일한 존재”(143쪽)이기 때문이다. 우리는 어디서 왔을까? 지구는 어떻게 생겨났고 생명은 어떻게 탄생했을까? 인류는 언제 출현했고 어떻게 진화해 왔을까? 아니, 아주 오래전, 생명이 존재하기 전에 우주는 어떤 모습이었을까? 우주는 어떻게 시작했을까? 이렇듯 꼬리에 꼬리를 물고 이어지는 ‘기원’에 대한 질문과 탐구는 과학을 발생시키고 지탱해 온 핵심적인 동력 중 하나이다.
독일의 학술 전문 기자이자 과학, 경제, 정치 등 다양한 분야의 청소년 교양서를 집필한 게르트 슈나이더의 책 『아침부터 저녁까지 과학 여행』은 이와 같은 과학의 근원적인 물음과 정직하게 마주한다. 단순히 과학의 주요 개념과 원리를 전달하는 것이 아니라, 하나의 질문을 던지고 이를 해결하려는 여러 과학자들의 노력과 그 결과로 제시된 다양한 대답들을 들려준다. 우리의 기원을 찾는 모험은 천문학, 물리학, 생물학, 지구과학, 인류학, 화학 등 다양한 학문을 넘나들며 사유의 폭을 한껏 확장시켜 준다.

■ 엑사포X와 함께, 지구 밖에서 보낸 낯선 하루

“갓 태어난 지구를 탐색하러 온 은색의 슈퍼 우주선 헤르메스호는 처음에는 무엇보다 관찰과 조사에만 열중했고, 그에 필요한 장비를 갖추고 있었다. 그러나 우주의 시작으로 향하는 이번 항해의 목적은 체험 여행이었다. 승객은 각양각색 다채롭게 섞여 있었다. 천문학에 관심 있는 아마추어 모험가와 작가들, 밤마다 열광하면서 망원경으로 하늘을 관찰하는 아마추어 천문학자들이 있었고, 기자와 카메라맨들도 끼어 있었다. 그중에는 뉴턴이나 아인슈타인 같은 저명한 과학자들도 있었다. 어떻게 그런 일이 가능했을까?” _163~164쪽

과학책은 어렵다는 편견이 있다. 과학사적 맥락과 과학자들의 연구 배경을 지운 채 공식과 법칙을 전달하는 데 치중한 과학 교육 탓인지도 모른다. 혹은 그야말로 전문가들의 영역처럼 여겨지는 현대 과학의 이미지 때문일 수도 있다. 과학은 난해한 수식, 전문 용어, 복잡하게 세팅된 실험실을 연상시켜서 좀처럼 우리 삶과 가까워지지 않는다. 하지만 『아침부터 저녁까지 과학 여행』은 캐릭터의 개성이 생생하게 살아 있는 SF 여행담 형식을 통해 청소년은 물론 과학에 관해 거의 지식이 없는 일반인들도 재미있게 읽을 수 있다. 편지, 일기, 인터뷰, 가상의 대화 등 누구나 공감할 수 있는 방식으로 전쟁의 실체를 알기 쉽게 이야기한, 작가의 전작 『괴물이 우리를 삼키기 전에!』처럼, 생명의 탄생과 우주의 기원, 그리고 그것을 추적하는 과학의 역사를 소설처럼 풀어낸다.
이 책의 원제는 ‘세상을 알기 위해서 길을 나섰다가 저녁식사 때까지는 집으로 돌아오고 싶어 하는 사람에 관한 이야기’이다. 하루 동안, 화자인 ‘나’가 외계인이 만든 휴머노이드 엑사포X와 함께 시간을 훌쩍 뛰어넘어 지구의 시작부터 현재까지 이르는 여정, 빅뱅의 순간으로 거슬러 올라가는 모험을 보여 준다. ‘나’는 엑사포X의 영상 기록을 통해 지구와 생명의 탄생을 지켜본다. 이어서 인류의 탄생과 진화에 대해 홀로 골똘히 생각하는 시간을 보내고, 엑사포X에게 우주의 과거로 되돌아가는 여행을 제안한다. 후반부에는 엑사포X의 우주선 헤르메스호를 타고 우주의 시작을 향해 떠나는 여행담이 흥미진진하게 펼쳐진다. 이 우주선 안에서 독자들은 과학자 뉴턴과 아인슈타인, 허블 등과 함께 우주에 작용하는 힘들과 우주의 나이에 대해 생생한 대화를 나눌 수 있다. 마지막에는 약 100억 년 전 거성의 내부에서 탄생한 탄소 원자의 여행 이야기가 나오는데, 여기에는 놀라운 반전이 숨겨져 있다.
『아침부터 저녁까지 과학 여행』은 우리가 어디서 왔고 어떻게 이곳에 이르게 되었는지, 다양한 견해와 이론들을 두루 살피며 자연과학 전반에 대한 큰 그림을 그려 주지만, 건조하거나 딱딱하지 않다. 발견의 순간에 대한 현장감 있는 묘사, 과학자들의 사적인 이야기,『멋대로 학교』 등으로 알려진 폴커 프레드리히의 익살스러운 일러스트도 독자들에게 과학의 세계를 여행하는 기쁨을 증폭시켜 줄 것이다. ‘별들은 어떻게 죽음을 맞을까’, ‘달의 나이는 몇 살일까’ 등 큰 이야기를 따라가다가 궁금해질 수 있는 질문에 관한 대답을 들려주는 박스도 알찬 읽을거리.『하리하라의 생물학 카페』 등 대중적인 과학 글쓰기를 꾸준히 해 온 이은희 작가가 세상의 처음을 향한 이 책의 모험을 안내하는 추천사를 썼다.

[추천사]

가끔 양을 이백 마리쯤 세어도 잠이 오지 않는 밤이 있습니다. 그럴 땐 이런 상상을 합니다. 나는 어떻게 태어났을까? 엄마 아빠 사이에서 태어났지. 그럼 엄마 아빠는? 할아버지 할머니에게서 태어났을 거야. 그럼 단군 할아버지보다도 먼저 살았던 까마득히 먼 우리의 조상은 어떻게 태어났을까? 그 조상의 조상은? 그 조상의 조상을 낳게 한 최초의 생명체는 어떤 것이었을까? 그리고 그 생명체가 태어난 지구는 어떻게 탄생했을까…… 이름 하여 ‘꼬리에 꼬리를 무는 상상’입니다. 그렇게 끝없이 이어지는 시원(始原)을 향한 상상의 나래를 펴다 보면 그 무한한 지점 너머도 의식도 같이 멀어지다가 어느새 그대로 꿈길을 따라 잠이 들곤 하거든요.
처음을 찾아가는 여정은 늘 흥미롭습니다. 지금 현재 존재하는 모든 것을 지금처럼 존재하게 만들어 준 그 무엇의 정체와 지금 현재의 모습으로 존재하기 위해 변해 온 과정들은 내 안에 잠재한 호기심과 열정을 불러일으키니까요. 그리고 늘 그 여정의 끝은 최초의 그것에 대한 경외감과 다양한 변화를 겪어 내고도 오롯이 우뚝 선 존재에 대한 감탄으로 마무리되곤 하지요.
때로는 알고 있는 지식이 부족해서, 혹은 상상력의 한계로 인해 처음을 찾는 여정은 어렵습니다. 갈 길을 잃고 헤매거나 중도에 포기하고 되돌아오게 될 수도 있습니다. 하지만 그래도 포기할 필요는 없습니다. 잘 찾아보면 길이 낯선 이들을 위한 친절한 안내서가 하나쯤은 있을 테니까요. 안내서를 찾기도 귀찮으시다면, 오리온자리 JFY11 행성 출신의 친절한 휴머노이드 엑사포X가 안내하는 은하계 관광 우주선에 탑승해 보는 것은 어떨까요? 똑똑하고 친절한 엑사포X의 안내에 따라 책장만 넘기면, 초공간을 자유롭게 오가며 은하계 이편에서 저편으로 순식간에 이동하는 것은 물론이거니와 시간을 자유자재로 잡아당겨 과거에서 현재로 단숨에 건너뛰는 것은 그리 어렵지 않게 됩니다. 시간에 구애받지 않으니 이미 고인이 된 지 오래인 뉴턴과 아인슈타인을 직접 만나 생생한 과학 이야기를 듣는 것도 어렵지 않지요. 중세 영어를 못 해도, 독일어를 한마디도 알지 못해도 상관없어요. 엑사포X가 안내하는 우주선 안에서는 그 무엇이든 가능하니까요.
자, 우주선은 언제든 열려 있으니 여러분은 그저 편안한 마음으로 탑승만 하시면 됩니다. 안락한 의자에 비스듬히 누워 타이탄 위성에서 재배된 페퍼민트와 운석에서 채취한 얼음으로 만든 빅뱅 스페셜을 한잔 들이켜면서 엑사포X의 안내에 귀를 기울여 보세요. 시원의 세계를 향한 과학 여행이 지금부터 시작될 테니까요. _이은희(과학 작가, 『하리하라의 생물학 카페』 저자)

등장인물 소개

1장 생명의 시작
AM 09:00 50억 년 전의 지구 관람
손님별이 나타났다! | 게성운의 비밀 | 회전목마를 탄 먼지구름 | 태양의 탄생 | 지구라는 무대가 열리다 | 초창기의 지구 풍경 | 대재앙을 간신히 벗어나 | 인류 역사의 가장 큰 비밀 | 곡식에서 태어난 쥐 | 생명의 정의 | 큰비가 내리는 지구 | 지각의 변덕 | 생명의 흔적 | 풀리지 않는 수수께끼 | 원시 바다, 끈끈한 점액으로 뒤덮이다 | 세포 Q&A | 붉게 물든 공에서 눈덩어리로 | 거대한 온실
지구의 역사 달력①

2장 단세포에서 다세포로
AM 11:00 엑사포X가 보낸 영상 메일
세포들은 함께일 때 강하다 | 진화, 일시 정지? | 나에게 유리한 것이 너에게도 유리하다! | 세포들의 전문화 | 다채로운 생명의 향연 | 월컷의 말이 비틀거리지 않았다면 | 먹고 먹히는 관계 | 방어를 위한 위장술 | 암수의 발명 | 노화와 죽음을 발견하다 | 육지 상륙 | 잔혹한 사냥 | 지느러미, 다리로 진화하다 | 무시무시한 도마뱀이 나타났다! | 거인들의 싸움 | 소행성 | 찍찍찍, 안녕하세요
지구의 역사 달력②③

3장 인류의 등장
PM 15:00 홀로 생각하는 시간
라마르크의 기린 | 찰스 다윈과 진화론 | 더 빠른 토끼가 나타나면 |　변이와 선택 | 생명의 실험장 | 포유류, 적응의 대가 | 최초의 영장류 | 업그레이드된 기능들 | 나무에서 내려와 두 발로 걷던 순간 | 인간의 역사가 열리다 | 화산재 들판을 가로질러 | 다이아몬드 가득한 하늘의 루시 | 아프리카 동굴 속의 비밀 | 계통 덤불 | 원시인들의 생활 | 털가죽 옷을 입은 남자 | 호모 사피엔스, 진화 경쟁의 승리자 | 수많은 우연으로 이루어진 탄생
지구의 역사 달력④

4장 우주의 발견
PM 19:00 은하수를 항해하는 헤르메스호
우리의 뿌리 | 지난 시대의 우주관 | 빛은 타임머신이다 | 모든 것이 과거인 우주 | 1초에 299,792,458킬로미터! | 우주를 여행하는 법 | 최고의 우주여행 가이드 | 빗방울, 포도 알, 테니스공 | 플라네타륨, 현실이 되다 | 귀한 손님을 모시겠습니다 | 중력은 신의 뜻? | 바이올린을 든 남자 | 모든 것은 상대적일까 | 빛의 속도에 가깝게 | 시간 연장 | 아인슈타인 물리학 입문

5장 우주의 시작
PM 22:00 블랙홀에 잠입한 헤르메스호
지구에서 멀어지면 | 괴물이 나타났다 | 검은 구멍에 휩쓸리다 | 시간과 공간의 경계 | 무너진 딱정벌레의 세계 | 벌레 구멍 | 우주의 섬들을 지나 | 검은 물 위의 미세한 거품 | 그럴싸한 거짓말쟁이 | 은하가 반죽 속의 건포도라면 | 한없이 팽창하는 우주 | 범인은 비둘기 똥? | 빅뱅 이론의 증거를 찾았다! | 빅뱅 쇼가 시작됩니다 | 우주가 태어난 순간 | 우주의 최후

6장 탄소 원자의 여행
잠들기 전 먼 시간과 오래된 우주가 흐르는 침대
탄소 원자의 탄생 | 우주를 움직이는 에너지 | 지구에 착륙하다 | 데모크리토스의 발견 | 연금술사의 도자기에 갇히다 | 광합성에 참여하다 | 아주 작은 것 | 적포도주 속에 빠지다 | 탄소 원자의 변신 | 공작나비의 날갯짓과 함께 | 자연계에 작용하는 힘 | 소립자의 세계 | 탄소 원자가 있는 곳

1969년 7월 24일 5시경, 우주에서 날아온 우주선 캡슐 하나가 태평양에 착륙해 구조선 호넷호의 갑판으로 인양되었다. 전 세계 텔레비전 시청자들은 우주 비행사 세 사람이 두꺼운 유리창 너머로 기자들을 향해 손을 흔드는 모습을 지켜보았다. 그들은 최초로 달에 착륙한 닐 암스트롱과 에드윈 올드린, 그리고 아폴로 11호의 사령탑 조종사인 마이클 콜린스였다. 우주 비행사들은 지구에 착륙한 뒤 특수 격리복을 입은 채 17일 동안 검역소에서 지내야 했다. 우주에 사는 미지의 미생물을 묻혀 왔을지도 모른다는 불안감 때문이었다.
나중에 아폴로 12호가 달에 착륙해 있던 무인 탐사선 서베이어 3호의 잔해를 회수해 왔을 때 그러한 우려가 충분히 근거 있다는 사실이 드러났다. 잔해를 연구한 결과 놀랍게도 냉혹한 추위와 치명적인 광선과 같이 상상도 못 할 악조건에서도 살아 있는 미생물들이 발견된 것이다.
2004년 8월, 영국 켄트 대학의 과학자들은 가스총을 이용해 작은 세라믹 조각을 겔덩어리와 얼음덩어리에 쏘았다. 세라믹 조각에는 단순한 생명체인 토양균을 심어 놓은 상태였다. 실험의 목적은 토양균이 시속 4만 킬로미터의 충돌을 견딜 수 있을지 확인하려는 것이었다. _47~48쪽

진화와 인류의 출현을 둘러싼 모든 것은 수많은 우연에 좌우되었다. 우리가 지금까지 알고 있는 바로는 우리 태양계에서 생명이 살 수 있는 곳은 오직 지구뿐이다. 만약 태양의 궤도가 지구와 아주 조금만 더 가까웠어도 생명이 살기에는 너무 뜨거웠을 것이고, 아주 조금만 멀었어도 모든 생명은 꽁꽁 얼어붙었을 것이다. 또한 만약 수십억 년 전에 초신성 폭발이 없었다면 태양과 행성들이 생성되지 않았을 것이고, 우리 세상을 만들어 낸 원소들도 생겨나지 않았을 것이다.
만약, 만약, 만약에……. 간단히 말해서 우리가 존재한다는 사실은 수많은 우연의 실에 매달려 있다. 인간의 진화 과정이 완전히 다르게 진행되었을 가능성은 수치로 나타내기 어려울 정도로 많다.
그러나 우리가 알고 있는 대로 진화가 이루어져 생명이 태어났고, 결국에는 우리 인간도 태어났다. 우리는 우리가 어디서 왔는지를 묻는 법을 배운 존재들이니, 이제 시간과 공간을 거슬러 우주 저 끝에 이를 때까지 여행을 계속하도록 하자. _139~140쪽

“사과나무 아래서 중력을 발견했다는 그 과학자죠?”
누군가 묻는 소리가 들렸다.
“사과 이야기는 그만하시오! 죽은 뒤까지도 그 이야기가 내 뒤를 따라다니다니, 원!”
뉴턴이 소리쳤다.
“저는 그 이야기가 특히 흥미롭더군요. 딱딱하고 건조한 과학일수록 이야기가 필요한 법입니다, 뉴턴 경. 당신이 1665년에 사과나무 아래서 낮잠을 자다가 사과가 떨어지는 모습을 보면서 만유인력의 법칙을 발견했다는 것처럼 멋진 이야기가 또 어디 있겠습니까. 당신에 관한 모든 전기가 그 이야기를 썼습니다. 존경하는 뉴턴 경.”
앞자리를 차지하고 앉아 있던 SF 작가 조나단 록던이 말했다.
“다 쓸데없는 말이오! 난 학생 때부터 갈릴레오의 실험과 케플러의 계산을 알고 있었소. 젊었을 때부터 그들에게 자극을 받아 물체들 사이에 어떤 힘이 작용하는지를 깊이 생각하고 있었단 말이오. 물체는 왜 땅으로 떨어질까? 천체의 궤도를 유지하게 하는 힘은 무엇일까? 이런 것들이 내가 관심을 갖고 연구한 문제였소.”
“그래서 당신이 얻은 결론은 무엇이었습니까, 뉴턴 경?”
조나단 록던이 이번에는 공손한 태도로 물었다. 이 유명한 물리학자가 감정을 억제하지 못하고 버럭 성질을 잘 내는 사람인 데다 비판을 견디지 못하고, 항상 남에게 쫓기고 있다는 망상에 시달렸다는 내용이 떠올랐기 때문이다. _169~170쪽