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“우리는 어떻게 해서 지금의 우리가 되었을까요?”
양자 역학부터 분자 생물학까지
빅뱅에서부터 시작된 우주와 생명의 역사

《그래, 네가 바로 우주야》에는 매우 다양한 과학이 담겨 있습니다. 원자, 주기율표, 태양, 지구, 에너지, 빛, 파동, 시공간, 진화, 공룡, 포유류, 호모 사피엔스, 세포, 단백질, DNA 등 다양한 분야의 과학을 통하여 지금의 우리가 어디에서부터 왔고, 어디에 닿았으며, 어디를 향해 가는지를 이야기하는 책입니다. 과학자는 당연한 것을 당연하지 않게 바라보는 시선을 가진 사람입니다. 과학의 눈으로 바라보면 온 우주가 경이롭습니다. 이 책을 읽으며 과학과 만난 아이는 과학이 주는 기쁨과 성취감을 맛보고, 과학이 그저 복잡한 이론이나 공식이 아니라 사유하며 탐구하는 학문임을 알게 될 것입니다. 무엇보다도 광활한 우주 속 우리가 살아가는 이 지구와 자기 자신이 얼마나 소중하고 경이로운 존재인지를 깨닫게 될 것입니다.

다양하지만 따로가 아닌, 서로 연결된 과학 이야기
이 책의 시작은 ‘이 세상이 무엇으로 이루어졌는가’에 대한 이야기입니다. 이 세상 모든 물질을 이루는 기본 단위는 원자입니다. 그럼 이 세상은 어떻게 시작했을까요? 작디작은 점 하나가 폭발하여 우주가 생겨났고, 별과 행성들, 우리가 아는 태양과 지구가 탄생했습니다. 지구의 작은 입자가 서로 반응하여 첫 생명이 태어났고, 진화가 이어져서 여러 생물이 생겨났으며, 마침내 우리 인간이 탄생하고 지금의 모습이 되었습니다. 이 책에는 화학, 물리학, 지구 과학, 생물학을 가리지 않고 다양한 과학이 나옵니다. 하지만 그냥 따로따로 존재하는 과학은 아닙니다. 이 책의 과학 이야기들은 서로 긴밀하게 연결되어 모두 한 가지 목적을 향해 나아갑니다. 바로 이 세상과 우리 자신의 근원에 대해 알아보는 것입니다. ‘우주란 무엇인가.’, ‘생명이란 무엇인가.’, ‘우리 인간은 어떤 존재인가.’ 이 책은 이러한 질문에 대하여 탐구하는 과정을 담고 있습니다. 양자 역학과 상대성 이론, 분자 생물학 등 꽤 수준 높은 과학까지 다루지만, 그 촘촘한 연결성을 따라가면 맥을 놓지 않고 끝까지 읽을 수 있습니다.

과학은 경이로움과 감동에서부터 시작하는 것
우리는 익숙한 세계에서 살아갑니다. 평소에는 눈에 보이지 않는 먼 우주나 아주 작은 입자들의 세계에 관심을 두지 않습니다. 늘 보던 그대로가 아니라, 말로 설명할 수 없을 만큼 아주아주 거대한 것을 마주 대할 때, 이해할 수 없는 것을 마침내 받아들였을 때, 무한한 경이로움과 함께 우리가 살아가는 세계를 더 잘 알고 싶다는 호기심이 생깁니다. 끝이 어디일지 상상할 수조차 없는 광활한 우주의 물질이 생명을 얻어 숨을 쉬고 사물을 인식할 수 있게 된 곳이 바로 우리가 사는 지구입니다. 이 책을 읽다 보면 ‘아, 나는 티끌보다도 작은 존재이지만, 동시에 이 우주를 밝히는 빛과 같이 소중한 존재이구나.’라는 생각이 떠오릅니다. 점수를 잘 받기 위하여 어려운 용어를 익히는 것만이 과학 공부는 아닙니다. 일상의 경험과는 다른, 당연한 것을 당연하지 않게 바라보는 시선과 그로 인한 감동이 바로 과학의 출발입니다.

과학자는 편견 없이 세상을 바라보려고 노력하는 사람들
과학자는 세계를 관찰하고, 실험하고, 새로운 발견을 합니다. 그런데 우리 뇌는 생존에 유익한 것만 지각하도록 진화했고, 인간은 진짜 현실이 아니라 뇌가 만들어낸 것을 현실이라고 받아들입니다. 자연 과학은 이러한 뇌에 속지 않고 선입견이나 편견의 영향을 받지 않은 상태에서 세계를 이해하려고 합니다. 우리 감각으로는 도저히 이해가 안 되는 것도 이해하려고 노력한 결과가 지금의 과학입니다. 하지만 어떤 과학도 ‘진리’는 아닙니다. 과학은 계속 검증되며 변하기 때문입니다. 이 책의 저자는 과학에서 절대적으로 맞는 진리라는 건 존재하지 않는다고 말합니다. 과학을 하는 사람들은 언제나 있는 그대로 관찰하고 의문을 갖고 질문을 던집니다. 이 책을 통하여 아이들과 과학을 공부하는 목적이나 태도에 대하여 이야기할 수 있습니다.

과학을 좋아하는 사람, 어려워하는 사람 모두를 위한 책
이 책에는 이런 구절이 나옵니다. ‘책에 소개한 내용 중 이해가 잘 아는 것도 있겠지만 독자 여러분의 잘못은 아니며, 어느 정도는 이해했을 테니 지식이 쌓여 가면서 순차적으로 이해할 수 있게 될 것’이라고요. 저자의 글에는 어린 독자를 위해 친절하게 논리적으로 설명하려고 애쓴 흔적이 가득하지만, 사실 이 책에서 다루는 과학 가운데 양자 역학이나 상대성 이론은 원래 어렵습니다. 아무리 쉽게 설명해도 짧은 글을 통하여 모든 것을 금방 이해하기란 쉽지 않습니다. 그래서 저자는 또 이런 말도 합니다. ‘여러분은 양자 역학을 본격적으로 연구하고 있지는 않으니, 지금은 양자 역학이라는 것이 대략 어떤 생각인지를 알고 이해하는 것만으로도 충분하며 더 알고 싶은 게 있으면 나중에 깊이 공부해 보라’고요. 과학을 좋아하는 아이에게는 자신감과 도전 의식을 북돋워 주며, 과학을 어려워하는 아이에게는 용기와 성취감을 안겨 주는 말입니다. 이 책을 다 읽은 아이는 어려운 과학의 핵심을 어느 정도 이해했다는 것만으로도 뿌듯함을 느낄 것입니다.

들어가는 글 우리는 어떻게 우리가 되었을까요?

1장 우주가 탄생하려면 무엇이 필요할까요?
2장 세상은 원자로 되어 있어요
2.1 소시지, 양동이, 그리고 에너지
2.2 주기율표
3장 우주의 시작, 모든 것의 시작
3.1 빅뱅
3.2 원자의 탄생
3.3 최초의 별
4장 모두가 태양 덕분이에요
4.1 태양의 탄생
4.2 코로나와 중심부
5장 우주 먼지에서 태어난 지구
5.1 우주비행사의 소금 실험
5.2 뜨거운 공
6장 우리가 아는 가장 커다란 것
6.2 팽창
6.3 구조-1 암흑 물질 / 2 라니아케아
7장 아주아주 작은 세계를 다루는 양자 역학
7.1 빛과 원자, 파동과 입자-1 빛과 파동 / 2 빛과 원자 / 3 뭔가가 있는 곳
7.2 얽혀 있는 쌍둥이
8장 이 세상을 이해하는 새로운 생각, 상대성 이론
8.1 빛의 속도와 특수 상대성 이론
8.2 중력과 일반 상대성 이론
9장 생명, 생물, 진화, 그리고 우리
9.1 첫 생명
9.2 세균, 고세균, 진핵생물
9.3 진화
9.4 시작
9.5 육지의 생물
9.6 삼엽충
9.7 공룡-1 용반목 / 2 조반목
9.8 새
9.9 포유류
9.10 린네와 학명
10장 호모 사피엔스, 인간, 그리고 너
10.1 인간의 진화
10.2 호모 사피엔스
10.3 너
10.4 다른 행성의 생물
11장 DNA와 단백질, 생명의 분자들
11.1 단백질
11.2 DNA
12장 이해할 수 없는 것도 이해하려는 마음

우리는 우리 인간이 많은 생물 종 가운데 하나라는 걸 깨달은 최초의 생명체랍니다. 이 세상에서 우리가 어떤 위치에 있는지, 생명의 의미는 무엇인지를 생각한 최초의 생명체지요. 이것만 봐도 우리 삶을 무의미하다고 할 수는 없을 거예요.
-본문 4쪽

우주는 이렇게 빅뱅에서부터 출발했어요. 우리는 빅뱅이 있었다는 것은 알아요. 하지만 무엇이 빅뱅을 일으켰는지는 아무도 알지 못해요. 우주의 시초에 대한 이론은 빅뱅에서 더 나아가지 못했어요. 빅뱅 전에 시간과 공간이 없었다면 어떻게 이 모든 사건이 일어날 수 있었을까요? 아무것도 없는 상태라는 건 어땠을까요? 이는 자연 과학의 커다란 수수께끼 중 하나예요. 여러분은 앞으로 과학을 더 공부하게 될 거예요. 공부하다가 이에 대해 좋은 생각이 떠오른다면 내게도 꼭 알려 주세요.
-본문 29쪽

인류는 우주 어딘가에 생명체가 존재하지 않을까 하는 질문도 했어요. 지구가 아닌 곳에 생명체가 전혀 없다면 그거야말로 아주 이상한 일일 거예요. 기존에 알려진 자연법칙만 따져 봐도 어딘가에서 화학 과정이 진행되는 동안 생명이 탄생할 가능성이 있으니까요. 하지만 그 어딘가의 생물은 지구상의 생물들과는 굉장히 달라서 우리가 직접 눈으로 본다 해도 그것이 생명체라고는 생각하기 어려울지 몰라요.
-본문 123쪽

아직 이해하지 못하는 게 많은 것 같아 답답한가요? 하지만 나는 아직 잘 모르는 것들을 연구할 수 있어서 참 재미있답니다. 수수께끼를 조금씩 풀어 가는 일은 흥미롭잖아요. 연구를 하다 보면 이제껏 이해하지 못했던 것들을 이해하게 되는 순간들이 있어요. 그 전에 다른 사람들이 보지 못했던 것들이 비로소 내 눈에 보이지요. 그럴 때는 하얗게 쌓인 눈에 맨 처음 발자국을 내는 기분이 든다고 해야 할까요?
-본문 136쪽