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64K DRAM 개발 주역 공학박사의 거의 모든 것의 기원에 관한 탐구 이야기

저자 이원식 박사는 세계 최고 반도체 기업 삼성전자의 오늘을 있게 한 64K DRAM 개발 주역 중 한 사람이다. 저자는 호기심을 좇아 거의 모든 것의 기원에 관한 탐구를 하다 보니 현대 과학과 인문학이 도달한 성과를 대중적으로 개설한 삼사백 권의 원서를 읽게 됐고 이를 정리하여 이 책을 쓰게 됐다. 독자는 저자의 탐구를 따라가다 보면 최신 지식의 습득은 물론 어느새 학문 간 통섭(concilience)의 한 복판에서 천문학, 지질학, 생물학, 진화론, 뇌과학이 한데 어우러지고 언어학, 인류학, 사회학, 사학 등 걷잡을 수 없을 정도로 학문의 전통적인 경계를 넘나드는 것에 경이로움을 경험하게 될 것이다. 지식과 교양을 추구하는 특히 학문의 통섭에 관심 있는 독자들에게 일독을 권한다.

거의 모든 것의 기원에 관한 지식과 통섭의 향연

〈〈호기심 많은 로맨틱 과학자의 독서 기행 - 거의 모든 것의 기원을 찾아서 - 〉〉
저자는 삼성전자에 입사해서 64k DRAM을 만든 공학자 중 한 사람이다. 64k DRAM의 제조는 국가로서는 한국이 세계 세 번째였고 이를 토대로 이제는 세계 최고의 메모리 반도체 제조국이 되었다. 저자는 로맨틱 과학자라는 애칭을 즐겨 쓰는데 이는 낭만적이라는 감상적이고 감미로운 태도를 의미하는 것이 아니다. 유럽 중세의 암흑시대를 극복하고자 그리스·로마 문화를 지향하며 인간성 해방을 추구했던 인문주의, 르네상스의 정신을 함축한 의미로 쓴 것으로 기독교 가문의 3세로서 성경에 대한 무조건적 신앙에서 벗어나 과학의 성과를 수용하는 개혁적 신학을 모색하는 저자의 태도를 드러낸 것이다.

우주는 어떻게 창조됐을까? 생명은, 사람은 어떻게 창조됐을까? 우주의 끝은 있을까? 물질의 궁극적 본질은 무엇일까? 영혼은 있을까? 등등 미지의 영역에 대한 의문에 골몰해보지 않은 사람이 있을까 싶다. 지식과 과학 추구의 원동력은 당연 호기심이다. 스스로 호기심인 많은 과학자라고 말하는 저자는 소년 시절부터 호기심을 좇아 독서를 게을리하지 않았다. 게다가 외교관인 부친을 따라 초등 시절과 중학 시절의 일부를 해외에서 보내게 됐는데, 학교 도서관에서 많은 시간을 보내며 영어 원서를 쉽게 볼 수 있게 되었다. 이후 서강대 전자학과, KAIST를 거쳐 미국 메릴랜드 대학에서 공학 박사학위를 취득했다. 저자의 호기심과 탁월한 영어 실력으로 현대 과학과 인문학이 도달한 성과를 대중적으로 저술한 삼사백 권의 원서를 읽게 됐고 이를 정리하여 이 책을 쓰게 됐다.

책은 창조론으로 출발한다. 성서의 창조론에서 허블이 별을 관찰하다 발견한 빅뱅론으로, 다시 양자역학과 빅뱅론, 창조과학의 관계에 대해 알아보고 우리가 사는 태양계에 관해 얘기한다. 물리적 창조는 생명의 창조로 이어지고 유전자와 진화론으로 발전한다. 진화론에서 저자는 원숭이가 진화해서 인간이 태어났다는 속설을 진단하고 인간이 만물의 영장이라는 속설에 관해서도 진화론적 견해를 알려준다. 이어서 인간의 삶의 터전인 대륙은 어떻게 만들어졌고 지구의 지형은 어떻게 만들어졌는지, 지형은 어떻게 기상에 영향을 미치는지에 대해 탐구하고 생명의 근원인 세포는 어떻게 탄생했는지, 세포가 페일리의 시계공 논리처럼 얼마나 정밀하게 작동하는지에 관한 연구결과를 알려준다. 다시 저자는 사람과 문화의 탄생을 다룬다. 나무에서 내려온 유인원은 어떻게 사람이 되었고 사람의 생각과 언어는 어떻게 발생하게 되었는지, 전통문화와 종교는 어떻게 만들어졌는지, 문명과 예술과 정치체제는 어떻게 발생했는지를 탐색한다. 더 나아가 빈부격차, 전쟁, 종교적 근본주의부터 한국의 교육, 정치, 재벌, 통일 문제에 이르기까지 저자가 연구했던 주제에 대해 저자의 견해를 허심탄회하게 토로한다.

독자는 저자의 탐구를 따라가다 보면 최신 지식의 습득은 물론 어느새 학문 간 통섭(concilience)의 한 복판에서 천문학, 지질학, 생물학, 진화론, 뇌과학이 한데 어우러지고 언어학, 인류학, 사회학, 사학 등 걷잡을 수 없을 정도로 학문의 전통적인 경계를 넘나드는 것에 경이로움을 경험하게 될 것이다. 지식과 교양을 추구하는 특히 학문의 통섭에 관심 있는 독자들에게 일독을 권한다.

I. 들어가기 ㆍ 10

II. 빛이 있으라 ㆍ21
A. 신앙 세계의 믿음이 과학 세계의 믿음으로 ㆍ 22
B. 별을 보다가 알아낸 빅뱅 ㆍ 30
C. 빅뱅의 창조관 ㆍ 37
D. 소립자 연구로 빅뱅 알아가기 ㆍ 41
E. 양자역학과 창조과학 ㆍ 45

III. 태양과 지구와 달ㆍ 51
A. 우리는 모두 별의 후손 ㆍ 52
B. ET Go Home ㆍ 62
C. Giant Leap for Mankind ㆍ 68

IV. 생명이 태어나다 ㆍ 73
A. 불덩이가 푸른 행성으로 ㆍ 74
B. 자기 복제에서 유전자로 ㆍ 79
C. 게으른 유전자 ㆍ 83
D. 진화론에 대한 오해 ㆍ 87
1. 원숭이가 진화해서 인간이 태어났다 ㆍ 87
2. 만물의 영장인 인간이 가장 고등한 동물이다 ㆍ 89

V. Pangea에서 태백산맥까지 ㆍ 91
A. 방랑하는 대륙 ㆍ 92
B. 물이 조각한 그랜드 캐니언 ㆍ 98
C. 지구의 지형이 만드는 기상 ㆍ 106
D. 태백산맥은 어떻게 만들어졌나? ㆍ 114

VI. 세포가 페일리의 시계공이었다 ㆍ 117
A. 세포의 정밀 공학 ㆍ 118
B. 반응이 기억과 표현으로 ㆍ 125

VII. 사람이 되다 ㆍ 135
A. 나무에서 내려온 원숭이 ㆍ 136
B. 아기가 어른이 되기까지 ㆍ 144
C. 사람의 생각은 어디에서 오나? ㆍ 149
D. 사람의 생각은 편견에서 시작된다 ㆍ 156

VIII. 감정과 표정이 언어가 되다 ㆍ 159
A. 언어가 사람을 낳는다 ㆍ160
B. 시조 인류의 원시언어 ㆍ 164
C. 발성의 비밀 ㆍ 167
D. 불이 언어를 낳게 된 까닭 ㆍ 170

IX. 전통이 만들어지다 ㆍ 175
A. 관습이 전통이 되고 ㆍ 176
B. 종교가 인류사회 질서의 뿌리가 되고 ㆍ 180
C. 종교와 나라 만들기의 상부상조 ㆍ 186
D. 경전의 변천으로 바라본 기독교 ㆍ 195

X. 문명이 일어나다 ㆍ 201
A. 농경사회가 일궈낸 고대문명 ㆍ 202
B. 인류의 대륙이동과 홀로서기 문명 ㆍ 205
C. 유목민들의 침략과 교역이 문명의 가교가 되다 ㆍ 208
D. 왕정에서 공화제와 민주주의로 ㆍ 213
E. 모방과 창의와 상징의 상호작용이 예술이 되다 ㆍ 217
F. 로맨틱 과학자가 생각하는 인류의 ‘10대 발명’ ㆍ 222
G. 무명의 사업부에서 업계 1위 기업이 된 이야기 ㆍ 231

XI. 눈에 보이는 것이 진실의 전부가 아닌 세상 ㆍ 237
A. 빈부격차는 농경사회의 시작부터 존재해왔다 ㆍ 239
B. 전쟁의 성격과 목적은 시대에 따라 변한다 ㆍ 242
C. 야사(野史)와 같은 한국전쟁의 정사(正史) ㆍ 246
D. 종교적 근본주의의 문제 ㆍ 251
E. 포퓰리즘에 변질되는 민족주의와 민주주의 ㆍ 254
F. 국가와 정치와 역사에 대해 다시 생각해본다 ㆍ 258
G. 국사가 아닌 우리 역사를 가르치자 ㆍ 269
H. 사고(思考)의 집단 마비를 초래하는 분극화 ㆍ 275
I. 명함만 보수와 진보로 찍어낸 분극화된 보수와 진보 ㆍ 277

XII. Quo Vadis ㆍ 281
A. 아이들 키우는 것이 재미있는 나라를 만들자 ㆍ 283
교육은 잘 놀게 하는 것에서 시작된다ㆍ 284
B. 대기업과 재벌은 구분되어야 한다 ㆍ 287
C. 효율이 떨어진 통치체제를 기업이 도울 방법이 있을까? ㆍ 290
D. ？남북통일과 한반도 평화중에 무엇을 우선 과제로 삼을 것인가? ㆍ 293
E. 21세기에 의미 있는 전쟁은 어떤 것인가? ㆍ 296

XIII. 나가면서ㆍ 299
추천 도서 목록 ㆍ 302

이 책을 구상한 것은 공부처럼 재미있고 쉬운 것은 없다는 평소의 소신을 피력할 생각 때문이었다. …… 처음부터 책으로 배운 내용을 다 옮길 생각은 하지 않았다. 그래서 무모하다 싶을 정도로 과감한 축약을 했는데 300~400쪽에 해당하는 책의 내용을 한 문장으로 축약하는 경우도 있어서 …… 전하고자 하는 메시지는 넓어 보이는 학문의 영역들이 서로 겹치는 부분이 많아서 호기심을 잃지 않고 주의를 기울이면 분야 간의 턱이 낮아질 수 있다는 것과 적당한 회의심을 가지고 사물을 대하면 보이지 않던 면이 보일 수가 있더라는 것이다. …… 이 책은 Google, Wikipedia, Youtube, Amazon의 가이드가 없었으면 탄생하지 못했을 것이다.
〈본문 ‘나가면서’ 중에서〉

지금으로부터 35년 전에 발사되어 성간 우주(interstellar space)를 날고 있는 보이저는 지구로부터 300억km도 안 되는 가까운(!) 곳을 날아가고 있어서 10,000초(~3시간) 안에 전파통신이 가능하다. 그러나 아무리 가까운 별이라 하더라도 우리와는 4광년 이상 떨어져 있으니 보이저와 같은 속도로 가더라도 대략 50,000년이 걸린다는 간단한 계산이 나오게 된다. 앞으로 기술이 발달하여 지금의 가장 빠른 무인 탐사선보다 더 빠른 유인 탐사선이 만들어진다고 가정하여도 지금의 10배 이상이 되기는 힘들 것이어서 수만 년 이상의 우주여행을 생각해야 한다. 냉동 수면과 같은 기술을 가정할 수는 있지만 수십 년 이상을 바라기는 힘들어서 결국은 수백 세대 이상의 우주여행이 필연적이라는 결론에 도달하게 된다. 돌아오지 못할 여행을 떠나는 것이어서 가족 단위의 파견을 해야 하고 이것을 수용할 수 있는 구조를 갖춘 탐사선 건조, 미래에 대한 구체적인 확신을 주지 못하는 자녀들을 위한 특별한 교육이념을 수립하고 유전병 방지를 위해 다양한 유전자 집단을 확보하여 파견해야 하고 밀집된 다세대 집단의 사회적 갈등을 조절하기 위한 자치제도를 구축하는 등 생물학적ㆍ사회학적 난제가 하나둘이 아니다. 〈본문 pp. 27~28〉

우주는 대략 135억 년 전에 빅뱅으로 탄생하였다. 이 수치는 현재까지 물리학자들이 정설로 받아들이는 우주 기원의 모델을 가정하고 역산으로 계산한 수치이다. 빅뱅 이론은 에드윈 허블이라는 천문학자가 세웠는데 허블은 LA 근교의 윌슨산 천문대(Mount Wilson Observatory)에서 은하계의 스펙트럼을 관찰하면서 대부분이 서로 멀어지고 있음을 발견하고 이로부터 우주가 어떤 대폭발(Big Bang)을 일으킨 이후 지속해서 팽창하고 있다고 세운 이론이다. 허블은 은하계들의 빛에서 파장이 길어져서 보이는 적색편이(Red Shift)를 발견하고 이것이 서로 멀어지고 있는 물체에서 일어나는 도플러 효과 (Doppler Effect)에 의한 것으로 판단했다. 〈본문 p. 30〉

우주는 은하계로 이루어져 있고 은하계는 별들로 이루어져 있다. 은하계의 모습은 중력에 의한 회전운동으로 가운데가 불룩한 원판(나선형의 날개가 서너 개 있을 수도 있음) 모양으로 만들어지게 돼 있는데 자신이 속해 있는 은하계 내에서는 먼 하늘에 한 부분이 두껍고 그 양쪽으로 띠 모양인 별 무리가 보이게 된다. 워낙 별이 많고 넓어서 어느 방향으로나 무한히 많은 별이 보인다는 착각을 일으키게 된다. 우리와 가장 가까이 있는 은하계는 안드로메다 은하계로서 원래는 캄캄한 밤에 망원경이 없이도 관찰할 수 있었는데 요즘은 도시의 불빛에다 공기 오염 때문에 우리 은하도 잘 보이지 않아서 상당한 노력을 하지 않고는 보기가 어려울 것이다. 참고로 안드로메다 은하계는 250만 광년 떨어져 있는데 500억 년 후에 우리 은하와 충돌할 것으로 예측되고 있다. 〈본문 p. 50〉

지구가 태어나기 전부터 물이 있고 탄소가 있는 곳에서는 생명의 원료가 되는 당류, 아미노산, 지방산 등의 기본 화합물들이 만들어졌다. 초기 지구에서는 성간 매질과 소행성들이 운반해온 재료들이 거친 화산활동으로 수많은 화합물로 변하게 됐고 다시 표면에 고인 물에 용해된 상태(Primordial Soup)가 나타났다. 여기서 탄소가 다른 원소와 공유결합을 이루면서 만들어지는 유기화합물이 나타나는 과정은 두 가지의 모델로 제시되고 있다. 그 하나는 대기에 있는 이런 기본적인 화합물들이 번개를 맞으면서 일어나는 화학반응으로 유기화합물을 형성하게 됐다는 것인데 이것은 필자도 중학교 생물 시간에 배운 기억이 있다. 이 반응은 실험실에서 유사한 조건에서 여러 차례 재현되고 있어서 그럴 가능성이 보편적으로 받아들여지고 있다. 그런데 최근에는 심해화산의 용암 분출구 근처에 유기화합물이 많은 것으로 발견되면서 화산에서 분출되는 풍부한 광물질들이 주변의 고열에 의한 에너지를 받아서 바닷속의 기본 재료들과 새로운 화학반응을 일으켰다는 모델이 제기됐다. 특별한 실험을 하지 않고도 자연상태로 유기화합물이 발견되고 있어서 이 모델이 더 매력이 있어 보인다. 이러한 환경에 머물러 있는 미생물들의 총량이 지상의 모든 동식물의 총량과 버금갈 정도로 많은 것으로 추정하는 연구결과들도 보고되고 있어서 이런 화학반응의 흔적을 화성의 땅속에서도 찾을 수 있겠다는 생각을 하고 무인 탐사선이 채굴한 표본을 지구로 회수해 오는 계획도 진행 중인데 실현되기까지는 최소한 10년 이상 걸릴 것으로 예상한다. 현재 화성에서는 퍼서비어런스(Perseverance) 탐사차가 화성 표면에서 생명의 흔적을 발견할 만한 곳의 채굴 시편을 정해진 용기에 담아놓는 일이 진행되고 있어서 나중에 이것을 지구로 회수할 계획이 진행되고 있는데 회수를 위한 구체적인 일정은 지연되고 있다. 〈본문 pp. 76~77〉