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시험에서 벗어난 과학, 일상에 숨어 있는 과학, 어렵지만 제대로 알고 싶은 과학의 세계로 안내하는 길잡이

인간이 가진 기본적인 욕구 중 하나는 호기심이다. 지적 생명체라면 누구나 가지고 있는 본능이다. 호기심을 충족시켜주는 학문이 바로 과학이다. 아인슈타인은 스스로에 대해 “나는 특별한 재능이 있는 것이 아니고, 단지 굉장히 호기심이 많다”라고 평했다. 모르는 게 있다는 건 당연한 일이다. 모르는 것을 접했을 때 궁금증이 생기는 것도 당연하다. 호기심에서 시작된 인간의 노력이 우리의 삶을 바꿔놓고 있다는 것도 중요한 점이다.
아는 것보다 더 중요한 것은 그 앎을 얻는 자세와 태도다. 과학 지식이 의미 있는 이유도 그 지식이 밝혀지고 체계가 잡히기까지 수많은 과학자가 과학적인 자세와 태도를 잃지 않고 끊임없이 노력한 결과이기 때문이다. 또 누군가가 객관적이고 타당한 근거와 논리를 펼치면 자기 의견과 생각을 바꿀 줄 알아야 한다. 세상은 아집과 고집, 무모함만으로 살아가기에는 너무나 위험한 곳이다. 이런 자세를 배우는 가장 좋은 방법이 바로 과학에 대해 생각하는 것이다.
물론 과학이 항상 옳지는 않다. 그래서 과학 지식의 특징으로 ‘잠정성’을 꼽는 것이다. 과학 지식은 절대 불변의 진리가 아니며 새로운 증거가 나오면 언제든 바뀔 수 있는 임시체계다. 그래서 과학이 더 대단한 것이다. 과학 지식은 분명히 어렵고 난해한 점이 있다. 하지만 그런 최첨단의 지식만이 과학인 것은 아니다. 과학적 사고를 기반으로 생각하고, 과학적 태도를 삶의 기준으로 삼는 데는 아주 간단한 과학 지식이면 충분하다. 이 책은 과학에 대한 거부감과 두려움을 친숙함과 즐거움으로 바꿀 수 있는 길로 안내하는 친절하고 믿음직한 길라잡이다.

◆ 현대 사회는 과학기술의 시대라는데……

한국인이 똑똑하다는 사실은 이미 전 세계적으로 널리 알려져 있는 사실이다. 지적 능력을 겨루는 각종 올림피아드에서 우리나라 참가자가 꾸준히 좋은 성적을 거두고 있는 것도 익숙한 뉴스다. 또한 최근 누리호 3차 발사에 성공함으로써 짧은 시간에 폭발적으로 성장한 우리나라의 우주항공 기술력에 전 세계의 이목이 집중되기도 했다. 하지만 아직까지 과학 분야에서 노벨상을 받은 사람은 한 명도 나오지 않았다. 점수와 암기 위주의 답답한 교육 현실에 치여 일찌감치 수학과 과학을 포기한 ‘수포자’, ‘과포자’들이 수두룩한 게 현실이니 당연한 결과일 것이다. 노벨상 자체가 한 나라의 과학기술 수준을 대변하는 것은 아니지만 연관성이 전혀 없다고 말할 수는 없다. 모든 국민이 과학을 잘 알아야 하는 것도 아니고 모두가 과학자가 될 필요도 없지만, 귀가 따갑게 들려오는 ‘4차 산업혁명’ 시대를 너무 뒤처지지 않게 살아가기 위해서라도 과학과 친해질 필요는 있다. 그리고 시험을 위한 것도, 지식을 뽐내기 위한 것도 아닌 일상생활을 좀 더 풍요롭게 해나가기 위한 즐거운 과학의 세계를 얼마든지 누릴 수 있다.
이 책은 한국과학창의재단에서 12년간 다양한 과학교육 사업을 통해 올바른 과학문화를 뿌리내리고 국민이 직접 과학을 즐기고 참여할 수 있는 기회의 장을 만드는 일을 해온 저자가 더 적극적으로 시민들과 소통하고자 ‘과학 커뮤니케이터’로서 세상에 내놓는 첫 번째 결실이다.
저자가 실제 일상에서 겪은 다수의 에피소드를 곁들여 아이들의 장난감인 슬라임부터 어렵고 딱딱하게만 느껴지는 인공위성 기술까지를 쉽고 친근한 에세이 스타일로 서술해놓아 과학의 문턱을 확 낮추었다. 나아가 주제에 어울리는 상당수의 올컬러 도판까지 곁들여 시간 가는 줄 모르고 금방 읽게 만들었다.
과학과 담 쌓은 독자에게는 과학에 한 발짝 다가설 수 있는 용기를, 과학에 관심은 있지만 시험 스트레스가 많은 학생들에게는 ‘앎’ 자체의 순수한 즐거움을, 어린 자녀를 둔 독자에게는 자녀에게 좀 더 쉽게 과학의 원리를 들려주는 방법을, 과학에 관심이 많고 잘 아는 독자에게는 과포자들과 효과적으로 소통하는 방법을, 누리호 발사 성공 소식으로 우리나라의 과학기술력 수준이 궁금해진 독자에게는 다방면의 과학 지식을 선사할 것이다. 이제 맛있는 브런치를 먹을 때처럼, 또는 가까운 둘레길을 걸을 때처럼 한껏 여유롭고 느긋하게 과학을 즐겨보자.

◆ 친절한 과학 커뮤니케이터의 탐방로

이 책은 프롤로그와 총 여섯 개의 본문, 에필로그로 구성되어 있다.
프롤로그에서는 현재 과학기술이 얼마나 중요한지, 왜 과학에 관심을 두어야 하는지를 설명하고 아직 진정한 과학기술의 시대는 오지 않았음을 지적하면서 이야기의 첫걸음을 뗀다.
1장은 우리 삶 깊숙이 들어와 있는 ‘과학’의 의미를 살펴보고, 과학은 학창시절에만 배우고 끝내는 단순한 시험 과목이 아님을 강조함으로써 과학에 한걸음 다가갈 수 있게 한다.
2장은 우리가 늘 마주하는 하늘과 구름, 빛, 별 등의 이야기로 시작해 망원경, 인공위성, 스페이스X 등 다양한 우주 이야기를 풀어나간다.
3장은 일상 속에서 자주 맞닥뜨리는 혈액형 관련 에피소드부터 장마, 태풍, 산사태 등의 자연재해와 관련한 과학 이야기를 나눈다.
4장은 보온병, 컴퓨터, 에어컨, 전기, 엘리베이터, 터널, 자동차, 항공기 등 실제로 우리 일상생활에 과학기술이 안겨준 혜택들을 살펴봄으로써 과학 자체가 우리 주변에 얼마나 깊게 뿌리내리고 있는지를 보여준다.
5장은 아이들의 장난감 슬라임에도 과학 원리가 숨어 있음을 보여주고 꽃이나 놀이기구에 관한 흥미로운 에피소드들을 들려주면서 심해와 곤충의 세계, 화석 이야기 등 신비하거나 이상한 세계로 초대한다.
6장은 우리나라를 대표하는 과학자에 대한 이야기로 시작해 SF, 외계 생명체, 실험용 동물에 관한 논의를 거쳐 글로벌 이슈인 기후위기와 기후비상에 대한 이야기로 마무리한다.
에필로그에서는 우리가 과학에 대해 지금보다 더 많은 관심을 가져야 하는 이유를 설명하고, 평소 과학적 사고를 기반으로 생각하는 것과 과학적 태도를 견지하는 것이 얼마나 중요한지 밝히면서 모두가 과학자가 될 수도 없고 될 필요도 없지만 자라나는 세대가 기성세대보다 과학과 더욱 친숙해지도록 노력할 필요가 있음을 강조한다. 이제부터 기성세대들도 과학에 대한 선입견을 버리고 가볍게 즐겨보자고 호소하면서.

이정모(전 국립과천과학관장)
우리는 과학의 시대에 살고 있다. 그렇다면 친구나 가족과 언제든 가볍게 과학 이야기를 나눌 수 있어야 한다. 그런데 대부분은 어디에 과학이 숨어 있는지 잘 모른다. 어떻게 해야 할까? 시민들에게 과학문화를 확산하는 일을 해온 작가는 이 문제의 모범답안을 보여준다. 일상에서 건져 올린 생각의 꼬투리가 꼬리에 꼬리를 물고 흥미로운 과학 이야기로 이어진다. 이 책을 읽는다면 누구나 과학을 충분히 즐길 수 있는 소중한 단초를 얻게 될 것이다.

조율래(한국과학창의재단 이사장)
물 흐르듯 전개되는 이야기에 빠지다 보면 다양한 과학 분야에 대한 호기심과 이해가 저절로 높아진다. 최근 들어 자극적인 소재로 단기간에 소비되는 출판 트렌드와 달리 잔잔한 여운을 남기는 특별함이 있다. 오랜 기간 과학 대중화와 과학문화에 대해 고민해온 작가의 내공이 엿보인다. 조금은 긴 호흡으로 과학기술이 만들어가는 세상에 대한 호기심과 시야를 넓히고자 하는 독자들에게 일독을 권한다.

김찬종(서울대학교 명예교수)
재미와 유익함이라는 두 마리 토끼를 모두 잡은 책이다. 저자는 딱딱한 지식으로 생각하기 쉬운 과학을 직조기 속의 북처럼 우리의 삶과 씨줄ㆍ날줄로 엮어나간다. 과학 전공자들이 미처 생각하지 못한 일상생활과의 연결고리도 상당히 재미있다. 너무 익숙해져서 당연하게 생각하기 쉬운 과학기술의 혜택을 되새기고, 과학이 경제발전의 수단을 넘어 우리 사회의 중심 문화로 자리 잡아야 함도 잘 보여준다.

궤도(과학 커뮤니케이터, 『과학이 필요한 시간』, 『궤도의 과학 허세』의 저자)
과학의 의미라는 본질적인 질문부터 상식과 첨단과학, 나아가 기후위기라는 깊은 주제까지 다루는 과학 대중서가 “가볍게 즐기는 사이언스 브런치”라는 부제를 들고 나타났다. 포근한 주말에 느지막이 일어나 즐기는 아침 겸 점심처럼 현대인들에게 삶의 낭만을 선사한 서구형 식사 자리는 여유롭게 느껴지지만, 사실 브런치를 먹는 이유는 밥을 먹는 시간조차 아까울 정도로 바쁘기 때문인 경우가 많다. 어쩌면 과학은 이처럼 가볍지만, 결코 진중함을 포기할 수 없는 브런치 같은 마음의 양식일지도 모른다. 지적 건강을 위해 한 조각의 과학도 놓치지 말고 마음껏 즐겨보자.

프롤로그

1. 우리가 잘 모르는 과학
‘과학적’이라는 말에서 ‘과학’의 의미
과학은 시험 과목이 아니야!

2. 올려다보기
파란 바탕에 흰색 구름, 때로는 노란 바탕에 붉은 구름
빛은 다른 빛을 가린다
밤하늘을 가로지르는 선 하나
비켜! 너 때문에 안 보이잖아!
두 개의 꼬리를 가진 녀석
망원경으로 보면 이렇게 보인단 말이지!
세계에서 가장 큰 망원경은?
우주로 가면 얻을 수 있는 이점
우리나라의 인공위성
스페이스X, 별거 아니라고?
창백한 푸른 점

3. 일상의 과학
RH- AB형이라고?
다가가지 못하는 이유
뽀송뽀송함에 대한 갈구
칡 좀 캐보셨나요?
착한 벌레, 나쁜 벌레
소주에 대한 오해
요즘 장마
요즘 태풍
잠 못 이루는 밤
순식간에 모든 걸 쓸어가는 산사태

4. 기술이 안겨준 혜택
열의 이동을 차단하다
PC에 대한 추억
신이 내린 축복, 에어컨
어두운 밤, 우리 주변을 비추는 LED
엘리베이터가 없다면?
더 빨리, 더 편하게 이동한다
과학기술이 만든 축지법, 터널
자동차, 과학의 결정체
굉음을 뿜어내는 최첨단의 기술, 항공기

5. 신비하거나 이상하거나
꽃의 화려함에 대해
슬라임도 과학이야?
장난감이 변한 이유
놀이기구가 주는 스릴
바닷물이 강물의 영향을 받는다고?
백두산과 한라산
심해, 그 심연의 세계
인류가 등장하기 전, 지구의 지배자는?
화석? 그거 동물의 뼈 아니야?

6. 가끔, 진지하게 생각해보기
우리나라를 대표하는 과학자?
좀 더 쉽게 표현한다
SF 바라보기
바이러스와 함께하는 삶
내 머리 위에 누군가 있다는 것
물을 다스리기 위한 노력
전파가 공공재인 이유
우주에 살고 있는 생명체는 우리뿐일까?
그들의 죽음으로 만든 인류의 번영
기후변화? 기후위기? 기후비상!

에필로그

‘권’자가 붙은 구름은 상층운이고, ‘고’자가 붙은 구름은 중층운이다. ‘층’자가 붙은 구름은 수평으로 퍼져 있는 구름을 뜻하고, ‘적’자가 붙은 구름은 수직으로 발달한 구름을 뜻한다. 마지막으로 ‘란(난)’자가 붙은 구름은 비나 폭풍을 동반하는 구름이다. ‘권층운’이라는 구름은 ‘권’자가 있으니 상층운이고 ‘층’자가 있으니 수평으로 넓게 퍼져 있는 구름이다. ‘적란운’이라는 구름은 ‘적’자와 ‘란’자가 붙어 있으니 ‘수직’으로 발달한 ‘비’구름을 뜻한다는 사실을 알 수 있다. 적란운은 바로 소나기와 토네이도를 유발하는 구름이다.
재미있는 것은 구름에는 이런 이름 말고 예쁜 우리 이름도 있다는 점이다. 우리 선조들은 구름에 모양을 빗대 여러 가지 이름을 붙였다. 수직으로 발달한 구름인 적운은 ‘뭉게구름’, 또는 ‘쌘구름’이라고 불렀다. 높은 하늘에 떠 있는 권운은 ‘새털구름’이라는 이름이 붙어 있는데, 이름대로 누가 봐도 새털 같은 모양을 하고 있다. 고적운은 마치 양떼와 같이 보인다고 해서 ‘양떼구름’ 또는 ‘높쌘구름’이라고도 한다. 뇌우를 동반하는 가장 무서운 구름인 적란운은 우리말로 ‘쌘비구름’이라고 한다. (30~31쪽)

‘별똥별’은 다른 말로 ‘유성’이라고도 하는데, 지구 밖의 물체가 지구의 중력에 이끌려 대기권에 진입하면서 밝은 빛을 내는 천체를 말한다. 보통은 대기권에서 다 타서 없어지는데, 가끔 다 타지 않고 지표면에 떨어지는 경우가 있다. 이렇게 떨어진 암석 또는 금속 덩어리를 운석이라고 한다. 운석은 종류에 따라 가치가 천차만별이다. 별 가치가 없다고 판단된 운석은 1그램에 1달러도 되지 않는 반면, 상상을 초월할 정도로 비싼 녀석들도 있다. 한 예로 2013년에 러시아 체르바쿨 호수에서 건져 올린 운석이 있다. 당시 기사에 따르면 600킬로그램 정도인 이 운석의 가치는 1그램당 2,200달러에 달했는데, 당시 환율로 무려 1조 4,000억 원이 훌쩍 넘었다. 그야말로 ‘하늘에서 떨어진 초특급 로또’라 할 만하다. (39~40쪽)

우리는 흔히 땀 자체가 냄새를 풍긴다고 생각하기 쉽지만 사실 땀 자체는 냄새가 거의 없다. 99퍼센트가 물이고 냄새가 날 만한 성분은 매우 적다. 우리가 느끼는 땀 냄새는 배출된 땀을 세균이 분해하는 과정에서 생성되는 것이다. 세균들이 땀에 포함된 일부 성분을 분해하면 암모니아와 지방산이 생성되는데, 이 녀석들이 땀 냄새의 주범이다.
아주 친한 친구 사이라면 땀 냄새가 나는 친구에게 ‘썩은 내’가 난다고 핀잔을 주기도 하는데, 이 말은 과학적으로 근거가 있다. 썩는다는 것은 세균 같은 미생물의 활동으로 유기체가 분해되는 현상을 의미한다. 땀 냄새도 세균의 분해 작용으로 나는 냄새이기 때문에 ‘썩은 내’라는 표현은 그 나름의 근거가 있다는 뜻이다. 역시 한국어는 과학적이다. (90~91쪽)

최근에 양자 컴퓨터가 대중의 큰 관심을 받은 적이 있다. 양자 중첩을 비롯한 여러 양자역학적 원리를 이용하는 컴퓨터인데, 기존의 IC칩을 이용한 컴퓨터보다 훨씬 성능이 뛰어나다고 한다. 아직은 갈 길이 멀지만, 만약 지금 우리가 쓰고 있는 PC처럼 누구나 양자 컴퓨터를 쓰는 세상이 된다면 어떨까? 인간의 활동 영역은 다시 한 번 우리가 생각지도 못한 부분까지 확대될 것이다.
“내가 회사에 처음 입사했을 때는 PC가 없었어. 타자기 썼어. 아, 근데 허 연구원은 타자기 본 적 있나?”
전 직장에서 같이 일하던 나이 지긋한 선배님이 하신 말씀이다. 아마 나도 20년 후에 어린 친구들에게 이와 비슷한 이야기를 하지 않을까?
“나 때는 양자 컴퓨터가 아니라 IC칩 기반 컴퓨터를 썼어. 그뿐인 줄 알아? 키보드를 직접 손으로 두들겼다니까? 아, 키보드가 뭔지 모르나?” (144쪽)

우리나라 기상청에서는 매년 꽃(벚꽃ㆍ철쭉)이 언제 개화했는지를 발표한다. 그런데 궁금하지 않은가? 기상청은 도대체 어떤 기준으로 개화를 발표하는 것일까? 답은 생각보다 간단하다. 기상청에서는 지역별로 꽃의 개화기를 측정하기 위한 ‘기준 나무’를 정해두고 있다. 그 나무에 꽃이 피면 ‘꽃이 피었다’고 선언하는 것이다. 서울의 벚꽃 개화기를 정하는 기준목은 송월동 서울기상관측소에 있는 왕벚나무다. 그 나무에 꽃이 피면 ‘서울에 벚꽃이 피었다’고 선언한다. 기상청은 이렇게 지역별로, 그리고 사람들이 많이 찾는 벚꽃 군락지마다 기준목을 정해두고, 그 기준목의 개화 여부에 따라 개화기를 발표하고 있다. (185~186쪽)

전문가들은 백두산이 특히 더 위험하다고 말한다. 천지의 존재 때문이다. 음식을 만들다가 달아오른 냄비나 젓가락에 실수로 찬물을 부어본 경험이 있을 것이다. 요란한 소리와 뿌연 수증기를 내뿜는 것을 보면 자기도 모르게 어깨가 움츠러든다. 천지는 상당히 깊은 호수다. 평균 수심이 200미터가 넘는다. 천지가 담고 있는 물의 양도 거의 19.5억 톤에 이른다. 우리나라에서 저수량이 가장 많은 댐인 소양강댐의 저수량이 29억 톤이라는 사실을 감안하면 엄청난 양이다. (중략) 얼마 전에 백두산이 몇 년 내로 폭발할 확률이 100퍼센트라는 이야기가 퍼지면서 많은 사람이 두려움에 휩싸인 적이 있다. 하지만 화산학자들은 몇 년까지 반드시 화산이 폭발한다는 식의 단정적인 말은 하지 않는다. 정확히 판단하는 것은 불가능하기 때문이다. 백두산은 활화산이기 때문에 언제든 폭발할 가능성은 있다. 다만 그 시기나 규모를 단언하는 것은 불가능하다. 특히 백두산을 연구하는 전문가들은 백두산이 화산 폭발 직전에 보이는 현상, 예를 들어 잦은 지진, 지형의 변화, 갑작스러운 가스 분출 등의 현상이 2023년 1월 현재는 보이지 않고 있다고 하니 크게 걱정하지 않아도 될 듯하다. (212~213쪽)

세계에서 공룡 발자국 화석이 가장 많이 발견되는 진주층과 진동층이라는 지층은 경남 남해ㆍ진주ㆍ마산ㆍ고성 등지에 분포되어 있다. 특히 경남 고성에 있는 천연기념물 411호인 ‘상족암’은 한때 세계 3대 공룡 화석지로 꼽히기도 했다. 그리고 몇 년 전에 진주 뿌리산단 조성지에서 공룡 발자국이 단일 화석지로는 세계 최대 규모인 1만 개 이상 발견되었다. 문화재청에서 그 가치를 인정해 ‘현지 보존’ 결정을 내렸다.
또 한 가지 우리나라에서 발견되어 한국 이름을 가진 공룡도 있다. ‘코리아노사우루스 보성엔시스’, ‘코리아케라톱스 화성엔시스’가 주인공이다. 이름에서 알 수 있듯이 전남 보성과 경기 화성에서 발견되어 붙여진 이름이다. 하동에서 발견된 ‘부경고사우르스’라는 녀석도 있는데, 이 공룡의 이름은 부경대학교 연구팀이 발견했다고 해서 붙여진 이름이다. (222~224쪽)

전 세계적으로 실험에 쓰이는 동물은 연간 5억~6억 마리 정도라고 추산된다. 우리나라에서도 한 해에 400만 마리 이상이 활용된다니 얼마나 많은 동물이 인류를 위한다는 명목으로 희생되고 있는지 알 수 있다. 여기에는 분명히 심각한 문제가 있다.
동물도 당연히 고통을 느낀다. 한때 어류가 고통을 느낄 수 있는지에 대한 논쟁이 있었지만, 최근에는 어류도 고통을 느낀다는 것이 정설이 되어가고 있다. 만약 동물들이 고통을 느낄 수 없다고 해도 동물실험이 정당화되는 것은 아니다. 더욱이 우리를 포함한 지구상의 모든 생명체는 DNA를 근본으로 하고 있다. 우리 인간이 다른 생물들과 근본적으로 다르지 않다는 것이다. 우리가 과연 동물의 생명을 마음대로 해도 되는 것일까? (271쪽)