[지금, 다시 읽는 책] 과학은 세상을 어떻게 바꿔왔을까…발견과 협력, 인간의 미래를 읽는 책들
- 우주와 생명의 비밀을 밝혀온 과학, 인류의 세계관을 바꾸다
- 천재의 발견을 넘어 협력과 검증으로 발전한 과학의 역사
- 기후위기부터 양자컴퓨터·AI까지…미래를 결정할 과학의 역할
우주의 기원을 탐구하고, 눈에 보이지 않는 원자의 세계를 이해하며, 생명의 진화와 질병의 원인을 밝혀온 과학. 인류가 당연하게 여겼던 상식은 매번 새로운 발견 앞에서 끊임없이 수정됐다. 오늘날 인공지능(AI)과 양자컴퓨터 등 첨단 기술 역시 오랜 시간 축적된 과학적 발견과 연구의 결과다. 그러나 과학의 발전이 언제나 인류에게 이로운 결과만 가져온 것은 아니다. 과학은 새로운 가능성을 열어주는 동시에 환경 파괴와 기술의 오용 등 해결해야 할 과제도 남겼다.
오늘(11월 10일)은 유네스코(UNESCO)가 지정한 ‘평화와 발전을 위한 세계 과학의 날(World Science Day for Peace and Development)’이다. 올해 주제는 ‘과학 외교를 통한 공통의 기반(Common ground through science diplomacy)’으로, 국가와 사회의 경계를 넘어 과학을 통해 공동의 문제를 해결하자는 의미를 담았다. 과학은 어떻게 인간의 세계관을 바꿔왔고, 앞으로 어떤 미래를 만들어갈까. 세계 과학의 날을 맞아 발견과 협력의 역사를 돌아보고 과학의 사회적 책임과 미래를 생각하게 하는 여섯 권의 책을 다시 펼쳐본다.
우주를 이해하고 상식을 뒤집다…발견이 만든 과학의 역사
-‘코스모스’ (칼 세이건, 사이언스북스)
인간은 오랫동안 밤하늘의 별을 바라보며 우주의 끝과 자신의 존재를 궁금해했다. 그 질문에 답하기 위해 천문학과 물리학이 발전했고, 인류는 지구가 우주의 중심이라는 오래된 믿음에서 벗어날 수 있었다. 천문학자 칼 세이건의 ‘코스모스’는 인류의 이러한 지적 여정을 우주라는 거대한 무대 위에 펼쳐 보이는 과학 교양서다.
책은 우주의 탄생과 별의 일생, 태양계와 지구, 생명의 진화에 이르는 방대한 이야기를 다룬다. 에라토스테네스의 지구 크기 측정부터 케플러와 뉴턴의 연구, 현대 천문학의 성과까지 과학자들이 자연의 비밀을 밝혀온 과정을 따라간다. 세이건은 복잡한 과학 이론을 전달하는 데 그치지 않고, 수많은 발견이 인간의 세계관을 어떻게 확장했는지 보여준다.
특히 과학의 역사를 소수 천재의 업적으로만 설명하지 않는다는 점이 인상적이다. 이전 세대가 남긴 지식과 관찰, 새로운 가설과 검증이 축적되면서 인류는 우주에 대한 이해를 넓혀왔다. 책이 처음 출간된 이후 천문학의 지식도 크게 발전했지만, 인간이 자연을 이해하기 위해 끊임없이 질문하고 증거를 찾는다는 과학의 본질은 여전히 유효하다. 광대한 우주 속 인간의 위치를 생각하게 하는 이 책은 과학적 호기심이 왜 중요한지 일깨운다.
-‘과학혁명의 구조’ (토머스 S. 쿤, 까치)
과학은 새로운 사실을 하나씩 발견하며 꾸준히 발전하는 것일까. 미국의 과학사학자이자 과학철학자인 토머스 S. 쿤은 ‘과학혁명의 구조’에서 과학 발전에 대한 익숙한 인식에 근본적인 질문을 던진다. 1962년 처음 출간된 이 책은 과학이 기존 지식을 단순히 축적하는 과정만으로 발전하지 않는다고 설명한다.
쿤은 과학자 공동체가 공유하는 이론과 연구의 기준을 설명하기 위해 ‘패러다임(Paradigm)’이라는 개념을 제시한다. 과학자들은 일정한 패러다임 안에서 문제를 해결하지만, 기존 이론으로 설명하기 어려운 현상이 쌓이면 위기가 발생할 수 있다. 이러한 과정에서 새로운 이론적 틀이 등장하고 과학자들의 연구 방식과 세계를 바라보는 관점까지 달라질 수 있다는 것이다.
책은 과학혁명을 단순히 새로운 사실의 발견이 아니라 과학적 사고의 틀이 변화하는 사건으로 바라보게 한다. 다만 모든 과학적 발견이 기존 이론을 완전히 뒤집는 것은 아니다. 쿤 역시 과학자들이 기존 이론 안에서 문제를 해결하는 ‘정상과학’의 중요성을 강조했다. 과학의 발전이 언제나 직선적으로 이루어지는 것은 아니라는 그의 통찰은 오늘날 새로운 기술과 이론의 등장에 붙는 ‘혁명’이라는 표현을 비판적으로 살펴보는 데도 도움을 준다.
천재 혼자서는 불가능했다…대화와 책임으로 완성되는 과학
-‘부분과 전체’ (베르너 하이젠베르크, 서커스출판상회)
20세기 초 물리학은 인간이 자연을 이해하는 방식을 근본적으로 바꿨다. 원자와 전자의 세계를 설명하는 양자역학이 등장하면서 고전물리학만으로는 설명하기 어려웠던 현상들이 새로운 이론의 영역으로 들어왔다. 독일의 물리학자 베르너 하이젠베르크가 쓴 ‘부분과 전체’는 이러한 변화의 중심에 있었던 과학자들의 고민과 대화를 담아낸 책이다.
하이젠베르크는 닐스 보어를 비롯한 동시대 과학자들과 나눈 논의, 양자역학의 형성과 발전 과정, 과학과 철학의 관계를 회고한다. 책에는 자연현상을 설명하기 위한 치열한 토론뿐 아니라 과학자들이 서로 다른 관점을 조정하고 새로운 개념을 발전시켜 나가는 모습이 등장한다. 위대한 과학적 성과가 개인의 독창적인 통찰만으로 완성되는 것이 아니라 다른 연구자와의 논쟁과 검증 속에서 다듬어진다는 사실을 보여준다.
과학자의 사회적 책임도 이 책의 중요한 주제다. 두 차례의 세계대전을 거치며 핵물리학이 군사기술과 연결되자 과학자들은 자신들의 연구가 인류에게 미칠 영향을 고민해야 했다. 하이젠베르크의 회고는 당시를 이해하는 중요한 자료지만, 특히 제2차 세계대전 중 독일 핵 연구에 관한 그의 서술은 다른 역사적 자료와 함께 비판적으로 읽을 필요가 있다. 과학적 지식의 생산과 그것을 활용하는 사회의 선택이 결코 분리될 수 없음을 생각하게 한다.
-‘침묵의 봄’ (레이첼 카슨, 에코리브르)
봄이 찾아왔지만 새들의 노랫소리가 사라진다면 어떨까. 미국의 해양생물학자이자 작가인 레이첼 카슨은 ‘침묵의 봄’에서 이러한 상상을 통해 인간이 사용하는 화학물질이 자연에 미칠 수 있는 위험을 경고했다. 1962년 발표된 이 책은 살충제를 비롯한 합성화학물질의 무분별한 사용이 생태계와 인간의 건강에 어떤 문제를 일으킬 수 있는지 과학적 자료를 바탕으로 설명한다.
카슨은 특정 화학물질이 해충뿐 아니라 새와 물고기 등 다른 생물에도 영향을 미칠 수 있다는 사실에 주목했다. 특히 생태계의 먹이사슬을 따라 오염물질이 이동하고 축적될 수 있다는 문제를 제기하며, 인간이 자연을 마음대로 통제할 수 있다는 믿음에 의문을 던졌다. 과학기술이 가져온 편리함과 생산성의 이면에서 충분히 검토되지 않았던 환경적 비용을 드러낸 것이다.
‘침묵의 봄’은 현대 환경운동과 환경정책에 큰 영향을 미친 저작으로 평가받는다. 책의 의미는 모든 화학물질을 무조건 배척하자는 데 있지 않다. 새로운 기술을 활용할 때에는 효과뿐 아니라 생태계와 인간에게 미칠 위험을 과학적으로 평가해야 한다는 문제의식에 있다. 과학이 만들어낸 문제를 바로잡는 데에도 과학적 연구와 시민사회의 감시, 제도적 대응이 필요하다는 점을 보여주는 고전이다.
지구의 위기부터 미래 기술까지…과학은 어디로 향해야 할까
-‘여섯 번째 대멸종’ (엘리자베스 콜버트, 쌤앤파커스)
지구 생명의 역사에는 다섯 차례의 대멸종이 있었다. 그렇다면 지금 인류는 여섯 번째 대멸종의 시대를 살아가고 있는 것일까. 미국의 저널리스트 엘리자베스 콜버트는 ‘여섯 번째 대멸종’에서 과학자들의 연구와 세계 곳곳의 취재를 바탕으로 현대 생태계가 마주한 위기를 추적한다. 2015년 퓰리처상 일반 논픽션 부문을 수상한 작품이다.
저자는 양서류의 감소와 산호초의 위기, 생물의 서식지 변화 등 다양한 사례를 통해 인간 활동이 다른 생명체에 미치는 영향을 살핀다. 화석연료 사용에 따른 기후변화, 서식지 파괴, 외래종의 확산 등 생물다양성을 위협하는 여러 요인을 설명하면서 과거의 대멸종과 오늘날의 생태계 변화를 비교한다. 이 과정에서 생명의 역사를 이해하는 과학이 현재의 환경위기를 진단하는 도구가 된다는 점을 보여준다.
책이 제기하는 중요한 문제는 인간이 자신의 행동으로 지구 생태계를 변화시키는 강력한 존재가 됐다는 사실이다. 다만 현재의 생물다양성 감소가 심각하다는 과학적 평가와 지질학적으로 여섯 번째 대멸종이 이미 확정됐는지에 관한 논의는 구분해서 이해할 필요가 있다. 책은 생태계의 미래를 결정하는 데 과학적 지식뿐 아니라 국제적 협력과 사회적 선택이 중요하다는 메시지를 전달한다.
-‘양자컴퓨터의 미래’ (미치오 카쿠, 김영사)
과학이 자연의 비밀을 밝히는 데서 출발했다면, 이제 그 원리를 이용해 기존 기술의 한계를 뛰어넘으려는 시도도 이어지고 있다. 이론물리학자 미치오 카쿠의 ‘양자컴퓨터의 미래’는 그중 하나인 양자컴퓨팅을 통해 미래 기술의 가능성을 전망하는 책이다. 양자역학의 원리를 이용하는 새로운 계산 방식이 과학 연구와 산업에 어떤 변화를 가져올 수 있는지 살핀다.
일반적인 디지털 컴퓨터가 0과 1로 표현되는 비트를 기본 정보 단위로 사용하는 반면, 양자컴퓨터는 중첩과 얽힘 등 양자역학적 특성을 활용하는 큐비트(Qubit)를 이용한다. 카쿠는 이러한 계산 방식이 분자와 물질의 양자적 성질을 모사하거나 특정한 복잡한 문제를 해결하는 데 새로운 가능성을 열 수 있다고 설명한다. 신약 개발과 신소재 연구, 에너지 문제 등 다양한 분야의 활용 가능성도 제시한다.
그러나 양자컴퓨터가 기존 컴퓨터보다 모든 작업을 빠르게 처리하거나 사회의 난제를 곧바로 해결할 수 있다는 의미는 아니다. 오류를 줄이고 충분한 규모의 안정적인 계산을 구현하는 일은 여전히 중요한 기술적 과제다. 카쿠의 책은 미래 기술의 가능성을 폭넓게 살펴볼 기회를 제공하지만, 제시된 전망과 이미 실현된 기술적 성과를 구별해 읽을 필요가 있다. 과학이 열어줄 미래를 기대하는 동시에 기술의 한계와 활용 방향을 함께 고민하게 한다.
이주의 신간
AI도 과학자가 될 수 있을까…달라지는 연구의 방식
‘AI와 과학기술’ (유화선·정도범, 커뮤니케이션북스)
과학 연구의 방식에도 변화가 찾아오고 있다. 인공지능(AI)은 방대한 연구자료를 분석하고 복잡한 계산을 수행하는 도구를 넘어, 새로운 가설을 탐색하거나 실험 설계를 지원하는 영역으로 활용 범위를 넓히고 있다. 지난 10월 출간된 ‘AI와 과학기술’은 AI와 과학 연구의 결합이 가져오는 변화를 살펴보는 책이다.
저자들은 AI가 과학기술 연구에 활용되는 양상과 그 가능성을 설명하면서 연구 환경의 변화, 기술적 과제, 정책과 윤리적 문제 등을 함께 다룬다. 과학적 발견의 속도를 높일 수 있다는 기대와 함께 연구 결과의 신뢰성, 검증 가능성, 기술 활용에 따른 책임도 중요한 문제로 제시한다.
과학의 역사가 인간의 질문과 관찰, 실험과 협력의 역사였다면 AI 시대에는 그 과정에 새로운 도구가 참여하고 있다. 그러나 AI가 생성한 가설이나 분석 결과 역시 검증을 거쳐야 과학적 지식으로 인정받을 수 있다. 과학기술이 빠르게 발전하는 시대, 무엇을 연구하고 그 성과를 어떻게 활용할 것인지에 대한 인간과 사회의 판단이 여전히 중요하다는 사실을 되짚게 한다.
