[eBook]도대체 都大體 과학 : 시간, 인공지능, 전기, 성, 무한, 노화 그리고 과학이 세계를 이해하는 방식에 대한 질문 특강 10

저 : 이강영, 다니엘 리, 김갑진, 김범준, 조세형, 류형돈, 심원목, 김상욱, 한상근, 천현득재단법인 카오스 기획출판사 : 반니발행일 : 2020년 12월17일 | 종이책 발행일 : 2020년 06월05일

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‘과학’이란 무엇인지 대한 멈추지 않는 질문!
우리가 알아야 할 과학의 중요한 근원적 질문들에 답하다!

“아무도 묻지 않는다면 ‘시간’이 무엇인지 안다. 정작 물어보면 그것을 설명할 수 없다.”
아우구스티누스의 이 질문을 간단히 ‘도대체?’로 바꿔봤습니다. 그랬더니 “도대체 시간이란 무엇일까?”란 질문이 되었습니다. 그리고 심사숙고 끝에 ‘시간’을 포함한 9개의 주제를 골랐습니다. 에너지, 엔트로피, 전기와 자기, 시간, 성(sex), 성장과 노화, 뇌, 인공지능, 무한. 이 각각의 주제가 그대로 질문이 되었습니다. 그러자 우리가 왜 이런 것을 궁금해 하고 알고 싶어 하는지 그 자체가 궁금해졌습니다. 자연스럽게 마지막 주제가 떠올랐습니다.

“도대체 ‘과학’이란 무엇일까?”

우리의 질문은 이제 시작되었습니다.

▼ 도대체 무엇일까?
제목이 [도대체 都大體 과학]이다. 어쩌면 심오하고 어쩌면 뜬금없는 제목이 아닐 수 없다. ‘도대체’는 질문할 때 사용하는 표현이다. 잘 알 수 없는 것, 알 듯 말 듯 애매한 것을 물어볼 때 흔히 도대체를 붙인다. ‘도대체 삶이란 무엇인가?’, ‘도대체 인생이란 무엇인가?’
과학은 증명을 통해 명확한 결론을 추론하는 학문이다. 하지만 정말 그럴까? 모든 과학이 명확할까? 우리가 안다고 생각하는 ‘과학’의 많은 주제들을 우리는 설명할 수 있을까? 예를 들어 ‘도대체 에너지란 무엇인가?’, ‘도대체 인공지능이란 무엇인가?’, ‘도대체 엔트로피는 무엇인가?’, ‘도대체 전자란 무엇인가?’ 등등을 명확히 과학적 잣대를 대어 설명할 수 있는가이다.
이 책은 우리 일상과 떼려야 뗄 수 없는 과학의 중요한 질문들을 주제로 한, 과학재단 KAOS의 2019년 가을 강연 ‘도대체’를 엮은 것이다. 각 분야의 전문가들이 펼친 근원적인 질문들에 대한 답이 담겨 있다.

▼ 과학은 언제부터 사용되었는가
과학이라는 말은 언제부터 사용됐을까? 과학이라고 하는 용어는 일본 사람들이 과학(科學)이라고 한자로 번역해 불렀던 말을 수입해 부르고 있는 것이다. 과학은 영어로 사이언스(Science)를 번역한 말이고, 더 거슬러 올라가면 라틴어로 스키엔티아(Scientia)라고 하는 말이 번역된 것이다. 스키엔티아는 원래 일반적이고 보편적인 지식 일반을 얘기하는 것으로, 특별히 과학 지식만을 뜻하지는 않았다.
과학은 이미 우리 일상과 충분히 밀접하게 연결되어 있다. 어디까지를 과학적이고, 어디까지를 비과학적이라 구분하는 것조차 무의미할지도 모른다. 하지만 동시에 그 근원이 어디서부터 시작인지 밝혀내는 것은 과학으로서도 쉽지 않은 일이다. 그렇기 때문에 ‘도대체’라는 질문은 중요하다. 근원에 다가가기 위해서는 끊임없는 질문만이 문제의 해결방안이 될 수 있기 때문이다.

▼ 근원을 찾는 질문의 과학
과학은 질문하는 학문이다. 그러나 하나의 질문에 대한 답을 얻었다고 모든 궁금증이 해소되는 것은 아니다. 그 안에서 다시 새로운 질문을 찾아내고 또 다른 해답을 찾아나가는 것이 과학을, 그리고 인류를 발전시킬 수 있는 원동력이 되기 때문이다.
과학이 우리 생활과 밀접한 관계가 있다는 것은 말할 필요가 없다. 이 책은 인류의 더 나은 미래를 위해 근원에 대한 탐구가 얼마나 필요한 것인지 잘 보여주고 있다.

과학재단 KAOS는 ‘과학, 지식, 나눔’을 모토로 대중이 과학을 좀 더 쉽게 이해하고 즐기게끔 노력하는 단체다. 매년 상반기와 하반기로 나누어 선정된 과학 주제로 10회에 걸쳐 강연한다. 2015년 상반기 주제 ‘기원’을 시작으로, ‘빛’, ‘뇌’, ‘지구’, ‘물질에서 생명으로’, ‘미래과학’, ‘수학’이 어떤 것인지에 대해 강연을 진행했 ...

목차 TOP

머리말 / 4
LECTURE 01 어떤 숫자: 에너지에 관하여 - 이강영
에너지란 도대체 무엇인가? / 16 에너지(개념)의 역사 / 17 열, 전자기파, 에너지보존법칙 / 22 에너지를 절약한다는 것은 무엇인가 / 26 일, 에너지, 일률 / 29 상대성 이론: 질량도 에너지다 / 32 패널 토의 / 39 질의응답 / 46

LECTURE 02 인공지능과 로봇 지능: AI and Robot Intelligence - 다니엘 리
인공지능 대 자연지능 / 50 사물인지 능력 / 52 인공 뉴런 / 57 매니폴드 이해하기 / 61 지능이 있는 로봇 만들기 / 64 새로운 로봇 지능 휴머노이드 / ...

본문중에서 TOP

에너지라는 개념이 운동에너지에서 퍼텐셜에너지, 열, 전자기파 이렇게 확장되어 나간 것입니다. 그러니 어떤 의미에서는 에너지라는 개념보다 에너지보존법칙이 더 우선입니다. 결국 과학자들이 탐구했던 것은 ‘변하지 않는 양’이라는 일종의 형이상학적인 믿음이라고 할 수 있습니다.
(/ p.25)

AI는 완성 단계가 아닙니다. 아직 많은 문제가 남아 있습니다. 우리가 이해해야 할 것은 기술이 어떤 것을 할 수 있는지, 어떤 제약이 있는지, 미래를 위해서 어떻게 계획할 수 있는지를 생각해봐야 합니 다. 그래서 인공지능 기술을 제대로 이해해야 합니다.
(/ p.68)

열역학 제2법칙은 주변과 에너지를 주고받지 않는 ‘닫힌계’에서만 성립하기 때문입니다. 생명 현상은 열려 있을 때만 가능합니다. 그리고 우리는 그 열려 있는 외부와 서로 관계맺음하면서 끊임없이 모든 것을 교환하는 존재라고 생각할 수 있습니다.
(/ p.107)

물리뿐만 아니라 어떤 원소와 원소가 결합하는 화학에도 전기력이 필요합니다. 그래서 화학도 전기를 이해해야 합니다. 생물도 뇌에 자극이 전달되어야 모든 것이 가능한데, 이 전달 메커니즘이 전기적인 신호입니다. 세상 모든 게 전기로 ...

저자소개 TOP

이강영 [저]

서울대학교 물리학과를 졸업하고 카이스트에서 입자물리학으로 석사 학위와 박사 학위를 받았다. 카이스트, 고려대학교, 건국대학교의 연구교수를 지냈다. 지금까지 입자물리학의 여러 주제에 관해 70여 편의 논문을 발표했다. [LHC, 현대 물리학의 최전선] [보이지 않는 세계] [스핀] [불멸의 원자] 등을 썼다. 현재 경상대학교 물리교육과 교수이다.

다니엘 리 [저]

하버드대학교 물리학과를 수석졸업하고, 매사추세츠 공과대학(MIT)에서 응집물리학 박사 학위를 받았다. 미국 국립과학 재단 CAREER Award와 Lindback award for distinguished teaching을 수상했으며, 한국과학기술원(KAIST)과 연관된 예루살렘 히브리대학교 고등연구소의 펠로우를 지냈다. 현재 삼성리서치 부사장과 코넬공과대학교 교수로 재직 중이다.

전체선택

김갑진 [저]

서울대학교 사범대학 물리교육과를 졸업하고, 동 대학교 물리천문학부에서 박사학위를 받았다. 교토대학교 화학연구소 에서 박사후연구원과 조교수를 지냈고, 현재 한국과학기술원(KAIST) 물리학과 조교수로 재직 중이다.

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김범준 [저]

성균관대학교 물리학과 교수. 서울대학교 물리학과에서 학사, 석사, 박사학위를 받았다. 스웨덴 우메오대학교와 아주대학교 교수를 지냈다. 우리 사회를 과학적인 방법으로 살펴보는 연구에 관심이 많은 통계물리학자다. 저서 [세상물정의 물리학]으로 제 56회 한국출판문화상을 수상했다.

조세형 [저]

서울대학교 자연과학대학 분자생물학과를 졸업하고 동 대학교 대학원에서 이학석사 및 이학박사를 받았다. 프랑스 유전 및분자세포생물학연구소(IGBMC)에서 Postdoctoral Fellow 를 지냈고, 현재 경희대학교 의과대학/의학전문대학원 교수로 재직 중이다.

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류형돈 [저]

뉴욕 대학교 의과대학 세포생물학과 교수. 연세 대학교 생화학과를 졸업하고, 뉴욕의 컬럼비아 대학교에서 생화학으로 박사학위를 취득하였다. 록펠러 대학에서 박사후 과정을 거쳐, 2005년부터 뉴욕대 교수로 재직 중이다. 초파리를 모델로 하여 색소 망막염과 같은 퇴행성 질환을 연구하면서, 세포가 질병의 원인이 되는 스트레스에 어떻게 대처하는가를 주로 연구하고 있다.
최근에는 단백질 섭취를 줄이면 세포가 어떻게 반응하는지, 이같은 여건에서 왜 실험동물들이 오래 사는지에 대한 연구를 진행 중이다. [네이처], [셀], [미국국립과학원회보] 등 세계적인 과학저널에 40편 이상 논문을 발표했으며, [셀 리포트]와 미국 미생물...
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전체선택

심원목 [저]

연세대학교 심리학과를 졸업하고 동 대학교에서 석사 학위를, 미국 하버드대학교에서 심리학 박사 학위를 받았다. 미국 하버드대학교 심리학과 박사후 연구원, 미국 MIT, Brain and Cognitive Sciences 학과 박사후 연구원, 미국 다트머스대학교 Psychological & Brain Sciences 학과 교수를 지냈고, 현재 성균관대학교 글로벌바이오메디컬공학과 교수로 재직 중이다.

전체선택

김상욱 [저]

경희대학교 물리학과 교수. 예술을 사랑하고 미술관을 즐겨 찾는 ‘다정한 물리학자’. 카이스트에서 물리학으로 박사학위를 받았고, 독일 막스플랑크연구소 연구원, 도쿄대학교와 인스부르크대학교 방문교수 등을 역임했다. 주로 양자과학, 정보물리를 연구하며 70여 편의 SCI 논문을 게재했다.  tvN  「알쓸신잡 시즌 3」, 「금요일 금요일 밤에」 등에 출연했고, 《동아일보》, 《경향신문》 등에 연재를 했으며, 아시아태평양이론물리센터 APCTP의 과학문화위원장을 역임하는 등 과학을 매개로 대중과 소통하고 있다. 저서로 『김상욱의 양자 공부』, 『떨림과 울림』, 『김상욱의 과학 공부』 등이 있다.

한상근 [저]

서울 대학교 수학과를 졸업하고 오하이오 주립 대학교 수학과에서 박사 학위를 받았다. KAIST 수리과학과 교수로 재직하며 KAIST 정보 보호 대학원 교수를 겸임하고 있다. 대한 수학회 암호 분과 위원장과 정보 보호 학회 이사를 지냈다. KAIST 교수 협의회 회장과 KBS 시청자 위원을 역임했으며 국가 정보 학회 창립 회원이다.

천현득 [저]

서울대학교 물리학과를 졸업하고, 동 대학원에서 석사와 박사 학위를 받았다. 현재 이화여자대학교 이화인문과학원 교수로 재직 중이다.

재단법인 카오스 기획 [기타]

우리는 과학이 세상에 도움을 줄 수 있고, 과학적 사고가 세상을 바꿀 수 있다고 믿습니다. 그렇기 때문에 더 많은 사람들과 기초과학에 관한 다양하고 깊이 있는 지식을 대중 강연, 콘서트, 출판 등을 통해 보다 쉽고 재미있게 나누고자 합니다.
카오스재단의 강연은 누구에게나 열려 있으며, 지난 강연은 재단 홈페이지와 네이버 TV캐스트를 통해 다시 볼 수 있습니다.
http://www.ikaos.org/
http://tvcast.naver.com/kaos

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