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2016년 노벨 과학상 수상자와 연구 업적을 낱낱이 파헤치다!

해마다 전 세계가 노벨상이 발표되는 순간을 주목하는 이유는 무엇 때문일까? 우리 시대 최고의 학자에게 주어지는 영예인 2016 노벨상은 어떻게 세상을 변화시켜 왔을까? 다이너마이트 발명가로 유명한 스웨덴의 알프레드 노벨의 유언장에서 시작된 노벨상은 그의 유산 3100만 크로나를 기금으로 1901년에 제정되어 시상을 시작한 이래 100여 년의 역사를 기록하고 있다. 우리는 이러한 노벨상에 대해 얼마나 알고 있는가. 노벨상 수상자들의 지식과 지혜를 배울 수 있는『노벨상을 꿈꿔라』제2권은 노벨상에 얽힌 흥미로운 사실과 과학자들에 대한 새로운 정보를 두루 익힐 수 있도록 도와준다.

노벨상 수상자의 수상 과정과 배경, 업적 등 풍부한 지식을 담고 있어 단순한 개념이나 업적만을 습득하는 것이 아니라 폭넓은 이해를 통해 사고력을 향상시키고 통합적 시각을 가지도록 도와준다. 이 책은 노벨상을 꿈꾸는 미래의 꿈나무들이 노벨상 수상자가 되는 데 한 걸음 더 나아갈 수 있도록 도와줄 것이다.

2016 노벨 물리학상
물질에서 일어나는 기묘한 현상의 수수께끼를 위상수학을 적용해 이론적으로 설명하다!
미래의 전자제품, 초전도체, 양자컴퓨터 등 혁신적인 물질 개발에 박차를 가한 연구 성과!

2016 노벨 화학상
‘세상에서 가장 작은 기계’ 분자기계를 개발해
몸에 쌓인 중금속 배출 및 암세포 치료의 길을 열다!

2016 노벨 생리의학상
오랫동안 영양소를 섭취하지 못하거나 해로운 균에 감염됐을 때
기존의 세포를 재활용해 재료와 에너지를 얻는 자가포식 현상을 규명하다!

해마다 전 세계가 노벨상이 발표되는 순간을 주목하는 이유는 무엇 때문일까?
2016년 노벨 과학상 수상자와 연구 업적을 낱낱이 파헤치다!

2016년 노벨상, 누가 어떤 연구로 받았을까?
한계를 뛰어넘고 인류 문명을 도약시킨 위대한 과학자들의 도전과 승부!
2016 노벨상은 가수에서부터 과학자, 대통령까지 수상자들의 직업이 매우 다양했다. 그중에서도 가장 화제가 된 건 시인이나 소설가가 아닌 대중가수 밥 딜런의 문학상 수상 소식이었다. 밥 딜런은 지금까지 37장의 정규 앨범을 냈고, 지금까지 세계적으로 1억 장 이상의 앨범을 판 대중 음악가다. 출판한 책은 자서전과 산문 시집 단 2권에 불과하지만, 밥 딜런의 가사는 문학성을 인정받아 미국 하버드대 고전문학 강좌 등 학교 수업에서 문학교재로도 쓰이고 있을 정도다. 수상자를 선정한 스웨덴 학술원은 “반전과 평화, 저항 정신을 노래하면서도, 가사가 서정적이고 시적인 은유와 상징을 구사하고 있다”며, “미국 음악 내에서 새로운 시적 표현을 창조했다”고 수상 이유를 밝혔다.
2016 경제학상은 미국 하버드대 올리버 하트 교수(영국)와 벵트 홀름스트룀 MIT 교수(핀란드)에게 돌아갔다. 두 교수는 ‘계약이론’을 발전시킨 공로를 인정받아 상을 수상했다. 노벨위원회는 “계약이론은 실생활에서 계약과 제도를 이해하고, 이 과정에서 생길 수 있는 문제를 해결하는 데 도움을 준다”고 수상 이유를 밝혔다.
2016 노벨 평화상은 후안 마누엘 산토스 콜롬비아 대통령이 받았다. 산토스 대통령은 52년간 계속된 콜롬비아 무장혁명군과의 내전을 끝내기 위해 노력한 공로를 인정받아 올해 노벨 평화상 수상자로 선정됐다.
2016 노벨 생리의학상은 세포의 ‘자가포식(오토파지)’ 현상을 연구한 일본 도쿄공업대 오스미 요시노리 명예교수가 단독으로 수상했다. 노벨 물리학상을 수상한 미국 워싱턴대 데이비드 사울리스 교수, 프린스턴대 던컨 홀데인 교수, 브라운대 마이클 코스털리츠 교수는 우리 주변에서 흔히 볼 수 있는 고체, 액체, 기체 상태의 물질 변화가 낮은 차원에서는 일어나지 않는다는 사실을 수학적으로 설명했다. 마지막으로 노벨 화학상은 ‘분자기계’를 개발한 프랑스 스트라스부르대 장 피에르 소바주 교수, 미국 노스웨스턴대 프레이저 스토다트 교수, 네덜란드 흐로닝언대 베르나르트 페링하 교수가 공동 수상했다.
이 책은 노벨상을 패러디해 만든 이그노벨상에 대한 생생한 이야기도 들려준다. ‘이그노벨상’이란 과학 유머 잡지 《황당무계 연구 연보(Annals of Improbable Research)》가 10개 부문에 수여하는 상으로, ‘다시 할 수도 없고 해서도 안 되는’ 기발한 연구나 업적을 대상으로 매년 10월경 노벨상 발표에 앞서 수여된다. 2016년에는 동물을 사람처럼 살게 만들어 성생활에 어떤 영향을 미치는지 연구한 의사, 돌의 브랜드 성격을 마케팅 관점으로 평가한 과학자, 소가죽파리와 잠자리가 특별히 좋아하는 색깔의 비밀을 밝힌 과학자, 사람은 평생 언제, 얼마나 자주 거짓말을 하는지 연구한 과학자, 심오해 보이는 헛소리의 수용과 인식에 대해 연구한 과학자, 물체를 똑바로 서서 볼 때와, 허리를 굽혀 다리 사이로 뒤를 볼 때 그 크기와 거리가 달라 보인다는 것을 증명해낸 과학자, 직접 동물이 되어 본 체험을 책으로 출간한 예술가, 죽은 파리와 죽지 않은 파리를 수집하는 즐거움에 대해 쓴 작가 등에게 이 상이 돌아갔다.

2016 노벨 과학상 수상자들의 주요 업적!
미시세계에서 벌어지는 위상수학, 분자기계, 오토파지 현상의 비밀을 밝히다!
2016 노벨 과학상은 세 분야 모두 맨눈으로 볼 수 없을 정도로 아주 작은 ‘미시세계’에서 벌어지는 신기한 현상을 밝혀낸 연구 성과라는 공통점이 있다.
2016 노벨 과학상 수상자는 모두 7명이다. 우선, 2016 노벨 물리학상 수상자는 미국 워싱턴대 데이비드 사울리스 교수, 프린스턴대 던컨 홀데인 교수, 브라운대 마이클 코스털리츠 교수로, 우리 주변에서 흔히 볼 수 있는 고체, 액체, 기체 상태의 물질 변화가 낮은 차원에서는 일어나지 않는다는 사실을 수학적으로 설명했다. 우리가 살고 있는 공간인 3차원에서 물질은 고체, 액체, 기체로 존재하다가 온도나 압력에 따라 상태가 바뀐다. 그런데 2차원이나 1차원 같은 낮은 차원에서 물질은 3차원과 다른 방식으로 상태 변화가 일어난다. 2016 노벨 물리학상 수상자들은 낮은 차원의 물질에서 이런 기묘한 현상이 일어나는 원인을 ‘위상수학’이란 수학적 개념을 통해 설명했다. 위상수학은 물질의 모양이 바뀌어도 변하지 않는 성질을 연구하는 수학의 한 분야다. 노벨위원회는 수상자들이 “물질에서 일어나는 기묘한 현상을 수학을 적용해 설명했다”며 “물리학에 수학을 적용해 새로운 개념을 만들어낸 공로”를 인정해 상을 수여한다고 밝혔다. 이들의 업적은 미래의 전자소재용 신소재를 개발하는 데 중요한 역할을 할 것으로 기대를 모으고 있다.
2016 노벨 화학상은 ‘분자기계’를 개발한 프랑스 스트라스부르대 장 피에르 소바주 교수, 미국 노스웨스턴대 프레이저 스토다트 교수, 네덜란드 흐로닝언대 베르나르트 페링하 교수가 공동 수상했다. 분자기계는 머리카락의 1000분의 1 정도인 나노미터(nm, 1nm=10억 분의 1m) 크기에 불과해 ‘세상에서 가장 작은 기계’로 불린다. 노벨 화학상 수상자들은 분자 한두 개를 연결해 외부 자극을 받으면 기계처럼 움직일 수 있도록 만들었다. 이들이 만든 분자기계는 새로운 물질이나 센서 개발에 이용될 것으로 기대돼 몸에 쌓인 중금속 배출 및 암세포 치료의 길을 열었다.
마지막으로 노벨 생리의학상은 세포의 ‘자가포식(오토파지)’ 현상을 연구한 일본 도쿄공업대 오스미 요시노리 명예교수가 단독으로 수상했다. 자가포식은 인체가 오랫동안 영양소를 섭취하지 못하거나, 해로운 균에 감염됐을 때 기존의 세포를 재활용해 재빨리 재료와 에너지를 얻는 현상이다. 수μm(마이크로미터ㆍ1μm는 100만 분의 1m) 크기의 세포는 위기에 처했을 때 자신을 이루는 구성물을 없애거나 재활용하는 방식으로 살아남는다. 오스미 교수는 자가포식 현상에 관여하는 유전자를 처음으로 발견하고, 그 기능을 설명한 공로를 인정받았다. 자가포식 현상을 규명한 덕분에 앞으로 암이나 치매와 같은 난치병을 치료하는 길이 열렸다.

한국은 왜 노벨상 수상자를 배출하지 못할까?
노벨상에 대한 친절한 가이드북이자 희망의 메시지!
한국에도 오스미 교수처럼 오토파지 현상을 연구하는 과학자들이 있다. 송현규 고려대 생명과학부 교수팀은 2014년 오토파지 과정에 관여하는 오토파고리소좀의 구조를 밝혀냈다. 2014년 삼성서울병원의 이명식 교수와 울산의대 강상욱 교수 공동연구팀은 오토파지를 활용한 당뇨 치료제를 개발하기도 했다. 2016년에는 백성희 서울대 생명과학부 교수팀이 세계 최초로 오토파지가 일어나는 과정을 구체적으로 밝혀내는 데 성공했다. 이 연구 결과를 활용하면 새로운 암 치료법을 찾아낼 수 있을 것으로 기대된다.
하지만 안타깝게도 우리나라는 아직 노벨 과학상 수상자를 한 명도 배출하지 못했다. 국내총생산(GDP) 대비 연구개발(R&D) 투자 1위 국가인 한국이 부진을 면치 못하는 이유는 기초과학 분야 투자가 부족하고 연구비 지원체계가 장기적 안목으로 뒷받침되지 못하고 있기 때문이다. 이외에도 획일화된 주입식 교육으로 창의성이 말살되고 더 나은 연구 환경을 찾아 ‘두뇌’가 유출되는 등 다양한 원인이 있을 것이다.
《노벨상을 꿈꿔라 2》는 우리가 잘 몰랐던 노벨상과 관련한 흥미로운 사실을 들려준다. 2016 노벨 물리학상, 노벨 화학상, 노벨 생리학상을 받은 과학자들의 공통점은 눈에 보이는 단기간의 성과보다는 오랜 기간 꾸준히 연구한 성과가 빛을 발했다는 것이다. 또한 대부분의 사람들이 관심 갖지 않는 미개척 분야나 기초 학문에 충실했다. 이들은 한 세기가 지나도록 풀리지 않았던 눈에 보이지 않는 세계를 연구했고, 사소한 호기심과 의심을 그냥 지나치지 않았다. 이들의 연구 업적을 통해 영예로운 노벨상 수상자를 배출하기 위해서는 기초학문에 대한 투자를 과감히 확대해야 할 뿐만 아니라 연구자 개개인의 끊임없는 열정과 의지가 필요함을 알 수 있다.
이 책에서 알게 된 수많은 과학자들의 노력을 들여다보고, 노벨상에 관한 흥미로운 이야기를 들으면서 우리는 한국인 노벨상 수상자에 대한 희망 또한 품을 수 있다. 그런 면에서 이 책은 노벨상에 대한 친절한 가이드북이자 희망의 메시지다.

들어가며
01 2016 노벨 과학상
2016 노벨상, 누가 받았나?
2016 노벨 과학상의 이모저모
잠깐! 2016 이그노벨상도 보고 가세요!
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02 2016 노벨 물리학상
2016 노벨 물리학상의 주인공 3인방을 소개합니다!
몸 풀기! 2016 노벨 물리학상 사전 지식 깨치기
본격! 2016 노벨 물리학상
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03 2016년 노벨 화학상
2016 노벨 화학상의 주인공 3인방을 소개합니다!
몸 풀기! 2016 노벨 화학상 사전 지식 깨치기
본격! 2016 노벨 화학상 수상자들의 업적
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04 2016 노벨 생리의학상
2016 노벨 생리의학상의 주인공은?
몸 풀기! 2016 노벨 생리의학상 사전 지식 깨치기
본격! 2016 노벨 생리의학상
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참고 자료

2016 노벨상은 가수에서부터 과학자, 대통령까지 수상자들의 직업이 매우 다양해요. 그중에서도 가장 화제가 된 건 문학상 수상자예요. 늘 그래 왔듯 시인이나 소설가가 상을 탄 게 아니라 대중가수가 상을 탔으니 말이에요.
2016 노벨 문학상 수상자는 미국의 대중가수 밥 딜런이에요. 밥 딜런은 지금까지 37장의 정규 앨범을 냈고, 전 세계적으로 1억 장 이상의 앨범을 판 대중음악가예요. 출판한 책은 자서전과 산문 시집 단 2권에 불과하지요. 수상자를 선정한 스웨덴 학술원은 “반전과 평화, 저항 정신을 노래하면서도, 가사가 서정적이고 시적인 은유와 상징을 구사하고 있다”며, “미국 음악 내에서 새로운 시적 표현을 창조했다”고 수상 이유를 밝혔어요. 실제로 밥 딜런 의 가사는 문학성을 인정받아 학교 수업에서 문학교재로도 쓰이고 있어요. 미국 하버드대학교에서는 그의 노래로 고전문학을 가르치는 강좌가 있을 정도지요.
-〈01 2016 노벨 과학상〉에서

2016 노벨 물리학상은 역사상 가장 수학적이라는 평가를 받았어요. 수상자들은 ‘위상수학’이라는 수학적 도구를 이용해 낮은 차원에서의 물질의 상태 변화를 밝혀낸 업적을 인정받았지요. 노벨위원회는 이들의 연구가 “수학과 물리학의 아름다운 관계를 보 여줬다”며, “미지 세계의 문을 열었다”고 표현했어요.
덧붙여 이번 수상자들의 업적에 대해 “전자공학이나 컴퓨터공학 등에서 바로 사용될 수 있는 실용성보다는 물리학의 통찰력 을 제공했다는 점에서 높이 평가했다”고 말했지요. 2016 노벨 물리학 수상자들의 연구는 앞으로 첨단 신소재 연구에 응용될 무궁한 가능성을 열었답니다.
-〈02 2016 노벨 물리학상〉에서

2016 노벨 화학상은 세상에서 가장 작은 ‘분자기계’를 개발한 과학자에게 돌아갔어요. 프랑스 스트라스부르대학교의 장 피에르 소바주 교수, 미국 노스웨스턴대학교의 프레이저 스토더트 교수, 네덜란드 흐로닝언대학교의 베르나르트 페링하 교수가 그 주인공이지요.
분자기계는 빛이나 열과 같은 외부 자극에 반응해 움직일 수 있는 분자 또는 분자 집합체예요. 수상자들은 엄청난 수의 분자들이 모인 재료를 가공하고, 끼워 맞춰서 만드는 대신 화학결합으로 연결된 원자들을 이용해서 세상에서 가장 작은 기계 장치 를 만들었지요.
노벨위원회는 노벨 화학상 수상자로 3명의 과학자를 선정한 이유에 대해 “이들은 세상에서 가장 작은 기계인 분자기계를 만들 어냈다”며 “기계를 매우 작게 만들어 화학을 새로운 차원으로 발전시켰다”고 설명했어요. 또 “분자기계를 이용해 앞으로 새로운 센서나 에너지저장시스템 등을 개발할 수 있을 것으로 기대된다”고 말했답니다.
-〈03 2016 노벨 화학상〉에서

2016년 노벨 생리의학상은 6년 만에 단독 수상이 나왔어요. 2010년 시험관아기 기술 개발로 로버트 에드워즈 박사가 노벨 생리의학상을 받은 이후, 그간 여러 명이 공동으로 상을 받았거든요. 그만큼 이번 노벨 생리의학상 수상자인 일본 도쿄공업대 분자세포생물학과 오스미 요시노리 교수는 자기 분야에서 독보적인 학자랍니다.
오스미 교수는 세포 안에 있는 쓰레기를 분해해 재활용하는 시스템인 ‘오토파지’ 과정을 밝혀낸 업적을 인정받았어요. 그의 업적을 통해 세포 내 신비를 풀어낼 수 있을 뿐만 아니라, 여러 난치병을 해결할 수 있는 실마리도 찾게 되었답니다.
-〈04 2016 노벨 생리의학상〉에서