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사소한 일상에서 발견한
위대한 과학 기술의 역사

발명의 역사에서 소환된 14명의 혁신 리더 이야기!
물리ㆍ화학ㆍ생명과학ㆍ지구과학을 넘나들며
과학 교과서 속에 숨겨진 공학의 현재와 미래를 만나다

“공학은 어떻게 미래를 개척해 왔을까?”
생활 밀착형 스토리텔링 공학 입문서

요사이 우리는 최신 과학 기술에 놀란 토끼처럼 갈팡질팡한다. 유튜브에 공개된 자율 주행 자동차 광고에는 흔쾌히 엄지를 척! 또 다른 동영상에서 공장 로봇의 오작동으로 벌어진 인명 사고 뉴스를 접하고는 가슴이 철렁! 한편에서는 어른들이 미래는 대량 실업 시대가 될 거라며 10대를 닦아세운다.
그런데 이렇게 과학 기술이 화두가 된 게 비단 어제오늘 일일까? 왜…… 18세기에는 증기 기관이, 19세기에는 전기 산업이 온 세상을 들썩였다고 하질 않던가! 당시 사람들은 어떤 모습으로 새로운 미래를 준비했을까?
《공학의 명장면 12》는 12가지 발명품의 탄생 스토리를 뼈대 삼아, 공학이 진취적으로 탐색 중인 미래 청사진을 보여 주는 청소년 교양서다. 페니실린부터 월드 와이드 웹까지, 이제는 공기와 물만큼이나 그 존재가 당연해진 것들이 절실했던 사회적 맥락은 물론이고, 오늘날 새롭게 진화하는 첨단 공학의 모습까지 다루고 있다.
로마의 목욕 문화를 꽃피운 굴 양식업자 카이우스 세르기우스부터 정보화 시대를 열어젖힌 컴퓨터 공학자 팀 버너스 리까지 총 14명의 혁신 리더는 콩트풍의 짤막한 재연극 열두 장면 속에 활기찬 일러스트와 함께 되살아난다.
각각의 이야기 뒤에 실린 부록 ‘오늘의 유레카’에서는 각 발명품과 연계해서 짚고 넘어가야 할 교과 지식을 소개하는 한편, 과거의 발명과 연계해 살펴볼 만한 미래적 가치를 지닌 오늘날의 공학적 성취를 살뜰히 안내한다.
이를 통해 14명의 혁신 리더가 꿈꾸었던 미래가 어떻게 우리의 미래와 연결되어 있는지 살펴보며, 공학의 다채로운 진로를 펼쳐 보여 주고 있다.

“망상ㆍ 정말 할 수 없는지 잘 생각해 봐!”
잉여력 넘실대는 질문으로 가득한 공학 극장

알파고의 충격 이후 인공 지능 기술이 대두되면서, 앞으로는 지식을 축적하는 것보다, 가진 지식을 활용하는 능력이 중요해질 거라고 예측된다. ‘스스로 질문을 던져 나만의 방식으로 해결할 수 있는지’가 새로운 시대에 걸맞은 인재의 자질로 부상한 것이다. 공학의 역사는 그처럼 자기만의 문제를 찾아 나선 지적 모험가들이 개척해 온 역사다.

ㆍ “꼭 사람이 숫자를 계산해야 하나ㆍ” -컴퓨터의 설계자 ‘찰스 배비지’
사람이 연필을 잡고 숫자 하나하나와 씨름해야 했던, 아직 계산수라는 직업이 엄연히 존재했던 산업 혁명 시대. 영국 수학자 찰스 배비지는 보다 복잡한 숫자를 빠르게 다룰 계산기를 만드는 일이 급선무라고 생각했다. 여기서 출발한 배비지의 ‘해석 기관’아이디어는 오늘날 우리가 쓰는 컴퓨터와 구조가 매우 흡사하다! (75~83쪽)

ㆍ “말 없이 마차를 굴릴 수 있을까ㆍ” -자동차 개발자 ‘다임러 & 마이바흐’
19세기 말까지만 해도 동물의 힘으로 마차를 끄는 것은 너무나 당연했다. 그렇지만 독일의 기술자 고틀리프 다임러와 빌헬름 마이바흐는 맞춤한 엔진만 찾으면 마차를 말 없이 굴러가게 할 수 있을 거라고 생각했으며 지금 도로 위를 굴러다니는 4륜 가솔린 자동차를 최초로 개발해 냈다. (93~101쪽)

ㆍ “꼭 전선이 필요해ㆍ!” -노벨상 수상에 빛나는 ‘굴리엘모 마르코니’
굴리엘모 마르코니 시대에는 유선 통신(유선 전신과 전화)을 사용하는 게 너무나 자연스러운 일이어서, 바다 밑으로도 전선이 포설될 정도였다. 마르코니가 개발한 무선 전신은 처음에는 한낱 마술 쇼로 취급당했지만 타이타닉호 침몰 당시 생존자 700여 명을 구출하는 데 기여한 뒤, 막강한 통신 기술로 주목받게 되었다. (111~119쪽)

ㆍ “TV로 뭔가 색다른 걸 해 볼까ㆍ” -콘솔 게임의 아버지 ‘랠프 배어’
20세기 중반에 미국 가정 50%가 텔레비전을 보유하고 있었지만 방송 서비스는 다채롭지 못했다. 군수업체 기술자 랠프 배어는 자신이 사는 지역에서는 채널이 하나밖에 나오지 않아 아쉬움이 많았다. 그러던 중 텔레비전으로 할 수 있는 오락거리를 궁리했고, 결국 최초의 가정용 콘솔 게임기를 개발해 냈다. (175~183쪽)

ㆍ “원하는 정보를 찾기가 너무 어려워!” -웹의 창시자 ‘팀 버너스 리’
1990년 유럽 입자 물리 연구소 프로그래머 팀 버너스 리는 인터넷 사용자들이 각기 다른 프로그램을 사용하고 있어 자료를 공유하기 어렵다는 데 불편을 느꼈다. 그래서 개발한 최초의 웹 브라우저 월드 와이드 웹은 무료로 배포되었다. 웹은 오늘날 인터넷을 뜻하는 말과 혼용될 만큼 우리 일상 깊숙이 자리 잡고 있다. (191~197쪽)

책 속에 등장하는 혁신 리더 14명은 자기만의 문제의식을 품는 데서 거인의 한 걸음을 시작했다. 그러고 보면 딱히 시험 기간이 아니더라도, 삶은 늘 우리에게 새로운 문제를 던져 준다. 교복 단추가 떨어지면 내 손으로 단추를 달건, 옷핀을 찔러 넣건, 어떻게든 문제에 응해야 한다.
공학은 그런 삶의 논리에 충실한 실용적인 학문이다. 삶에서 느낀 문제를 발견하고 해결하는 것을 목표로 삼기 때문이다. 물론 공학은 불과 한 사람의 옷매무새가 아닌, 세상의 정치ㆍ경제ㆍ문화까지 바꿀 만큼 어마어마한 힘을 갖고 있다!
공학사에 뚜렷한 궤적을 남긴 대표주자 14명의 이야기를 읽다 보면, 우리도 어느새 집념과 열정으로 무장하고 자신만의 문제 해결 방식을 단련해 나갈 용기를 얻을 수 있지 않을까?

“미래는 과거보다 훨씬 위대할 것입니다” (-팀 버너스 리)
지구의 내일을 하드캐리할 과학의 최전선 아이디어들

그렇다고 단지 과거의 발명을 소개하는 데 그치지 않는다. 12가지 발명품이 막 출현했던 탄생 시점과는 달리, 오늘날 우리는 새로운 문제에 직면하고 있는 터이다.
200여 년 전, 증기 기관이 만능 동력원으로 급부상했던 산업 혁명기와 달리, 21세기를 사는 우리는 자원의 고갈과 환경오염으로 전혀 새로운 에너지 문제를 맞닥뜨리고 있다.
50여 년 전, 대량생산되던 페니실린이 인류를 구원할 기적의 약으로 칭송받던 때와도 다르다. 슈퍼 박테리아에 감염되어 죽는 인구가 매일 약 1,700여 명에 이르고 있다지 않나ㆍ
고작 30주년이 된 월드 와이드 웹은 또 어떤가ㆍ 민감한 데이터가 유출되는 바람에 심각한 사건ㆍ사고에 휩쓸리는 사용자들이 속출하면서, 이제 웹은 신종 범죄가 들끓는 악의 소굴이 되어가고 있다.
그렇기 때문에 이 책은 부록 ‘오늘의 유레카’에서 우리 시대 문제에 맞서는 공학의 최전선도 함께 소개한다. 연필심(흑연)을 고리 삼아 나노 과학의 차세대 신소재로 각광받는 그래핀을, 페니실린(항생제)를 매개로 슈퍼 항생제를, 가솔린 기관에서 시작해 전기 자동차를…… 이야기하는 식이다. 매 장에서 새롭게 발돋움해 가는 첨단 과학 기술의 현주소를 만날 수 있다.

ㆍ 플라스틱 시대를 살아가는 공학자들의 분투기 (140~141쪽)
버섯으로 스티로폼을 만든다고ㆍ 미국 에코버티브 디자인사는 플라스틱을 대체할 생분해성 물질을 찾던 중 땅에 묻으면 거름이 되는 버섯 균사체에서 그 답을 찾았다. 미국 신소재 공학자 낸시 소토스는 수지 캡슐 코팅재로 생활 흠집에 강한 플라스틱을 개발 중이다.

ㆍ 슈퍼 항생제를 찾아 나선 사람들 (156~157쪽)
수많은 과학자들이 각자의 방식으로 슈퍼 박테리아에 도전장을 내밀고 있다. 동물학자들은 독거미의 독에서 항생제 대체 물질을, 물리학자들은 인체에 무해한 살균용 극자외선에서 해법을 찾는다. 생명 공학자들은 박테리아 사냥꾼인 바이러스 ‘파지’를 주목하고 있다.

ㆍ 마이크로파, 우주 발전소의 꿈을 이뤄 줄까ㆍ (170~171쪽)
에너지 위기 속에 우주 태양광 발전이 희망으로 떠오르고 있다. 미국 항공우주국은 1975년부터 이 연구에 착수했으며 이제 세계 여러 나라가 앞 다투어 동참하고 있다. 핵심 아이디어는 우주에서 모은 태양 에너지를 마이크로파로 지구에 전송하는 것이다.

ㆍ VR 게임으로 통증을 치료한다고ㆍ (186~187쪽)
2018년에 미국 조지워싱턴 대학 응급 의학과의 알리 퍼먼드 박사는 만성 통증을 앓던 환자에게 VR 게임을 시켜 통증을 완화시키는 효과를 보았다. 언젠가는 게임의 슈퍼 파워를 이용해 환자를 치료하는 게임 치료 전문가가 등장할지도 모를 일!

ㆍ 모두를 위한 웹을 위해 다시 한 걸음 (203쪽)
팀 버너스 리는 2018년에 ‘솔리드’프로젝트를 출범했다. IT 공룡 기업에 빼앗긴 우리의 데이터 주권을 되돌려 주고야 말겠다며. 이 프로젝트는 그간 사용자가 기업에 개인 정보를 맡겼던 것과 다르게, 우리들 스스로 자기 정보를 관리할 수 있도록 온라인 데이터 저장소 시스템을 마련하고자 한다.

미래에 대한 희망과 불안이 범람하는 시대이다. 무시무시한 디스토피아와 터무니없는 유토피아, 그 사이 어디쯤에 분명 미래는 있을 것이다. 지금 우리에게 필요한 것은 그럴싸한 희망이나 미신으로 가득 찬 불안이 아닌, 합리적인 의심을 말할 수 있는 자신감이다. 그것은 바로 가장 실용적인 학문인 공학이 개척해 온 길이기도 하다!

ㆍ 난방 기술, 열의 흐름을 바꾸다 ‥ 6
오늘의 유레카 온돌에서 인분 연료까지, 열 에너지를 잡아라!

ㆍ 종이, 무한 변신의 귀재 ‥ 22
오늘의 유레카 파피루스에서 화학 펄프까지, 새로운 변혁의 씨앗으로 거듭나다

ㆍ 연필, 평등한 사회를 꿈꾸다 ‥ 40
오늘의 유레카 흑연 연필에서 그래핀 휠체어까지, 나노 과학의 멋진 신세계

ㆍ 기관차, 철로에서 기적을! ‥ 54
오늘의 유레카 증기 기관차에서 하이퍼루프까지, 내일의 속도를 예고하다

ㆍ 컴퓨터, 생각하는 기계를 꿈꾸다 ‥ 72
오늘의 유레카 계산 기계에서 인공 지능까지, 기계 지능의 진화

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오늘의 유레카 가솔린 자동차에서 자율 주행 차까지, 도로 위의 역사를 개척하다

ㆍ 무선 통신, 장벽 없는 소통이 필요해 ‥ 108
오늘의 유레카 무선 전신에서 사물 인터넷까지, 전자기파로 만나는 무선 통신 시대

ㆍ 플라스틱, 너의 상상력을 보여 줘 ‥ 126
오늘의 유레카 버섯으로 스티로폼을 만든다고ㆍ 플라스틱 시대를 살아가는 화학자들의 분투기

ㆍ 페니실린, 곰팡이는 기적이었어 ‥ 142
오늘의 유레카 페니실린에서 슈퍼 항생제까지, 인류의 생명을 짊어진 미생물의 연금술

ㆍ 전자레인지, 따끈하게, 신속하게 ! ‥ 158
오늘의 유레카 레이더에서 우주 발전소까지, 비장의 무기가 된 마이크로파

ㆍ 비디오 게임, e스포츠의 기원 ‥ 172
오늘의 유레카 게임이 세상을 구원할 수 있을까ㆍ 10대 게이머를 위한 뇌 과학 이야기

ㆍ 월드 와이드 웹, 누구에게나 정보는 열려 있어 ‥ 188
오늘의 유레카 팀 버너스 리의 속 깊은 제안, 이제 지구를 하드캐리할 슈퍼 히어로는 누구ㆍ