뉴욕시장을 세 번이나 한 마이클 블룸버그는 정치인, 자선사업가 이전에 전기공학도였다. 세계에서 아홉 번째로 재산이 많은 사람인 그는 재산의 절반 이상을 사회에 공헌하겠다고 약속하기도 했다. 그는 지난 6월 미국 매사추세츠공대(MIT) 졸업식 연설자로 나와 놀라운 계획을 발표했다. 기후변화에 대응하기 위해 블룸버그재단에서 5억 달러(약 6000억원)를 투자하겠다고 밝힌 것이다. ‘탄소를 넘어서’라 불리는 그의 계획은 넘어야 하는 난관이 매우 많아 보이는 것이 사실이다. 달에 인간을 보내는 것이 쉬워서가 아니고 어렵기 때문에 도전한다는 1960년대 케네디 전 대통령의 목소리처럼 블룸버그는 2030년까지 미국의 모든 석탄발전소를 없애는 한편 새로운 가스발전소 건설을 완전히 막겠다는 등 목표를 분명히 밝혔다. 그는 단순히 과학기술적 접근뿐만 아니라 기후변화 문제에 민감한 정치인과 비정부기구(NGO) 등은 적극적으로 지원하고 선거 때 기후변화 이슈를 부각시키도록 지원하겠다고도 했다. 달에 가는 것은 당시에는 존재하지 않던 수많은 과학기술의 혁신을 필요로 했기 때문에 처음에는 반대 여론도 적지 않았다. 반면 기후변화에 대처하는 과학기술은 이미 많이 존재한다. 문제는

한국의 대학입시 제도는 매우 다양해졌음에도 불구하고 수험생들에게는 많은 부담을 주도록 돼 있다. 특히 수학, 과학의 경우 좋은 점수를 얻기 위해 많은 유형의 문제를 2~3분에 하나씩 풀어야 하고 5지선다로 돼 있다. 사고와 논리 추론 과정이 중요함에도 불구하고 반복 연습으로 빨리 답을 찾는 연습을 잘한 사람이 좋은 점수를 받게 돼 있다. 학생들의 부담을 덜어준다는 이유로 문제를 쉽게 출제하다 보니 실수하지 않는 훈련을 위한 과외는 더 성행하고 ‘진정한’ 창의 인재는 오히려 제도의 피해자가 되고 있으며 부모의 재력에 의해 대학 입학이 정해지는 상황이다. 결과적으로 우리나라 중고등학교의 수학, 과학 교육은 완전히 실패했다. 미래에 꼭 필요한 융합적이고 창의적인 인재를 찾을 수 없게 만들어 놓은 것이다. 정보를 얻기 어려웠던 과거에는 암기가 중요했고, 모방 사회에서는 단편적이고 빠른 반응이 필요한 인력이 많이 필요했다. 한국의 경제 성장에도 많은 도움을 준 것도 사실이다. 21세기 중반을 향해 가는 현재 깊은 사고를 하고 융합적이면서 창의적 인재는 더욱 필요하다. 그러나 현재 대학입시 제도는 이런 인재 발굴과는 거리가 멀고 입시 행정의 편의성과 허황된 공정성 때

900년 가까이 온갖 전란에도 굳건히 버티던 프랑스 노트르담 대성당에 지난달 15일 큰 화재가 났다. 인류의 소중한 문화유산이 소실되는 것을 뉴스로 접하면서 많은 사람들이 큰 슬픔에 잠겼다. 파리에 가 본 사람이라면 반드시 들렀을 노트르담 대성당은 서쪽에 매우 화려한 입구가 있다. 이 문으로 들어가면 스테인글라스 창들과 높은 천장이 있는 실내 분위기에 압도돼 기독교인뿐만 아니라 모든 사람이 성스러움을 느낄 수밖에 없는 공간이다. 그뿐만 아니라 건물을 둘러싸고 있는 고딕식 높은 첨탑들은 하늘을 향한 믿음의 표현으로 나타났다. 게다가 구석구석 작은 조각들은 스토리텔링의 매개체로서 멋진 역할을 하고 있다. 사실 노트르담 대성당에는 12세기 초 등장한 고딕 양식에 필요한 당시의 과학기술이 집대성되어 있다. 높다란 천장을 만들기 위해서는 벽을 높게 쌓아야 하는데 돌이나 벽돌로 높이려면 벽이 두꺼워질 수밖에 없다. 또 어둑한 실내에 빛이 들어오게 곳곳에 유리창을 만들다 보면 벽은 더 약해질 수밖에 없다. 쌓아 놓은 돌의 특성상 누르는 힘에는 강하지만 옆으로 밀리면 쉽게 무너진다. 이런 문제를 해결하기 위해서 ‘벽날개’라는 독특한 구조가 등장했다. 초기 고딕 건축물에서

연일 계속되는 미세먼지 때문에 사람에게 가장 중요한 호흡조차 매우 불편한 상태가 되고 있다. 중국에서는 인정하고 있지 않으나 화석연료에 크게 의존하고 있는 중국 전력 에너지의 70%를 석탄이 담당하고 있다는 세계은행의 자료는 중국 미세먼지의 주범이 석탄임을 보여주고 있다. 우리나라에서도 석탄에 의한 발전 비율이 2017년 기준으로 50%를 넘었다. 무서울 정도로 엄청난 양의 오염물질과 미세먼지 그리고 이산화탄소가 이 글을 쓰기 위한 컴퓨터를 작동시키기 위해 배출되었다는 것에 두려움마저 느껴진다. 1952년 영국에서 ‘그레이트 스모그’라 불리는 사건이 있었다. 런던에서 닷새간 심각한 스모그가 발생해 1만명 이상이 사망한 사건이다. 현재 한국을 뒤덮는 초미세먼지가 중장기적으로 얼마나 큰 질병과 사망으로 이어질지는 세밀한 역학조사로 밝혀져야 하겠지만 감히 예측하건대 상상을 뛰어넘는 수준이 될 것이다. 그런데 눈에 보이고 직접 우리가 느끼는 미세먼지보다 더 심각한 문제가 있다. 아무리 깨끗하다고 하는 화석연료도 반드시 배출하게 되는 이산화탄소이다. 금성의 예에서도 알 수 있듯이 대기 중 이산화탄소 농도가 어느 수준을 넘어가면 태양 복사에너지는 지구에 갇혀 지구 온

20세기 후반까지 대한민국의 발전은 앞서가는 나라들을 열심히 흉내 내면 됐다. 정답이 있는 문제를 잘 풀어보면 유사한 문제가 나오는 대학 입시에 성공하는 것과 유사했다. 21세기 후반 한국이 어떤 나라가 될 것인가에 대해 여러 발전된 모습이 제시되고 있다. 그것을 성취하기 위해서는 혁신적 사고가 필요하다고 한다. 창의적, 독창적 사고가 어떻게 나오는가에 대해서는 정답이 없다. 혁신의 주역은 자라나고 있는 학생들 중에서 나올 것이다. 따라서 사회를 주도적으로 변화시킬 수 있는 인재들이 어느 분야에 관심을 갖고 모이는지 살펴보면 그 사회의 미래를 엿볼 수 있다. 지난 50년간 대한민국의 발전은 최고의 인재들이 과학기술 분야에 어릴 때부터 관심을 갖기 시작해 그 분야에서 열심히 일한 결과이다. 이전 세대에서 ‘과학자’는 선망의 대상이었다. 그런데 최근 설문조사를 보면 학생들의 최고 인기 직업은 ‘공무원’이다. 과학자는 10위권에 보이지 않는다. 사회주의 국가가 아니라면 공무원이 국가 발전의 주역일 수는 없다. 반면 일본 다이치생명에서 최근 수행한 일본 학생들의 인식조사에서는 1위에 ‘학자, 과학자’가 올랐다고 한다. 왜 한국 과학자는 일본 과학자에 비해 인기가

수학에서 어려운 문제는 엄청난 노력과 천재성에 의해서만 풀린다고 생각한다. 미국 클레이연구소는 아직까지 풀리지 않은 7가지 밀레니엄 문제를 내걸어 많은 사람들의 관심을 끌고 있다. 그중 하나인 ‘푸앵카레 추측’은 2002년 러시아의 수학자 페렐만에 의해 풀렸으나 나머지 문제들은 아직도 난제로 남아 있다. 순수 수학자뿐만 아니라 컴퓨터공학, 인공지능 연구자들에게도 관심을 끄는 ‘P-NP’라는 밀레니엄 문제가 있다. 이 문제는 ‘순회하는 외판원 문제’라고 불리기도 한다. 여러 도시를 다니며 물건을 파는 사람이 각 도시를 1번씩만 다니되 여행의 거리는 최단이 되게 하려면 어떤 경로로 움직여야 하는가를 묻는 것이다. 간단해 보이지만 도시의 숫자가 늘어날수록 가능한 경우의 수는 기하급수적으로 늘고 최적 경로를 찾는 것은 아주 복잡한 문제가 된다. 4개의 도시만 있는 경우엔 3가지 경로밖에 없지만 8개 도시의 경우에는 2520개의 경로가 생긴다. 수천, 수만개의 도시를 가정한다면 대형 컴퓨터를 동원해 복잡한 알고리즘으로 풀어야 할 정도로 복잡해진다. 그런데 얼마 전 하등 생명체인 아메바 군집에 의해서 외판원 문제가 풀렸다는 소식을 접하게 됐다. ‘황색망사점균’이라 불

종합병원에 가 보면 진료과목들이 너무나도 세분화돼 있어 환자가 이곳저곳을 찾아다녀야 하는 때가 종종 있다. 분야별로 특화된 전문의들을 환자들이 이리저리 찾아가는 것이다. 환자 중심이 아니기 때문에 많은 불편이 따르고 전체적 치유가 아닌 조각난 여러 치료를 받게 된다. 이런 문제를 해결하기 위해 중증 암환자의 경우 선진국형 통합진료를 하는 대형병원들이 생겨나고 있다. 현재 지구도 인구 문제, 국가 간 부의 편중화 등 여러 중병을 앓고 있다. 이런 문제를 해결하기 위해서는 과학적, 논리적 접근이 필요하다. 대학 내 학자들은 인간의 호기심 충족 외에도 인류 문제를 해결하기 위해 노력해야 한다. 그런데 현재 한국의 대학들 모습은 학과 간 칸막이가 있고 한 학과 내에서도 연구실 간 소통을 안 하는 경우가 많다. 최근 일부 학자들이 융합연구나 공동연구를 하는 경우가 늘고 있다. 그러나 그런 연구들도 인류의 당면 과제에 대한 깊은 고민을 하는 과정에서 만들어진 것은 아니다. 인류가 처한 전지구적 문제들 특히, 종 다양성 감소, 기후 문제처럼 오랫동안 지속되고 있는 문제들을 해결하기 위해서는 과학의 몇 개 분야만이 아니라 인문사회, 기술, 예술 등 다양한 분야 사람들의

10월 초 어김 없이 노벨과학상 수상자가 발표됐다. 국내에서 가장 큰 연구지원 기관에서 말도 안 되는 지표로 노벨상 근접 한국인을 발표했지만 실제 노벨상은 이런 예측과 무관하게 업적에 대한 국제적 평가를 잘 받아 온 분야와 사람에게 수여된다. 근시안적인 정량적 성과에만 익숙해 다른 방식의 평가 능력을 아예 상실해 버린 한국에서는 중장기적으로 과학 진흥을 어떻게 해야 할지 방향을 잃고 눈앞의 이익 좇기에만 급급하다. 이런 풍토에서 과학에 관심을 갖고 있는 학생들에게 무슨 이야기를 해 줄 수 있을까. 차라리 이 나라에서는 제대로 된 과학 연구를 할 생각을 버리라고 해야 할까. 과학에 관심을 갖고 공부하는 어린 학생들은 ‘새로운’ 발견을 하기 위해서는 모든 과학적 지식을 알아야 한다는 착각을 한다. 그러나 과학을 배우는 가장 좋은 방법은 연구를 바로 시작하는 것이다. 대학원에 진학해 아무것도 모르더라도 부딪치는 과정에서 배우게 되는 것이다. 많은 학생들이 이미 잘 발전해 좋은 성과를 내고 있는 분야에서 연구하고 싶다고 이야기를 하곤 한다. 그렇지만 학생들은 아름답게 잘 정리된 연구 결과가 많은 곳이 아닌 아직 잘 발전하지 않아 뒤죽박죽인 곳으로 나가야 옳다. 여

사람이 과학에 처음 관심을 갖게 되는 이유는 호기심 때문이다. 호기심은 인간만이 가지고 있는 본성이라 여겨지고 있다. 하늘의 별을 바라보며 별이 어떻게 떠 있고 움직이는가 하는 호기심과 이를 해결하기 위해 상상력을 발휘하는 과정에서 현재와 같은 문명을 만들어 낼 수 있었다. 순수한 호기심을 통해 자연의 이치를 알게 되었고 이런 이치를 활용하는 과정에 인간은 몸이 할 수 있는 것을 훨씬 넘어선 생산력을 갖게 되었으며 현대 문명을 꽃피운 것이다. 인류 문명 초기에는 호기심에 대한 답으로 종교나 정치적인 권위를 앞세운 비이성적, 비논리적인 설명을 사람들에게 강요하기도 했다. 그러나 점차 이성과 논리를 통해 보다 많은 질문에 대한 대답을 얻을 수 있게 되고 여기에 이어지는 심층적인 질문을 만들어낼 수 있음을 알게 됐으며 이러한 과정이 결국 과학 연구로 발전하게 된 것이다. 과학 연구의 결과물은 과학적 세계관으로 자리잡게 됐다. 또 과학에 의한 각종 혜택을 얻게 되고 자연적 제약에서부터 자유로워진 사회는 과학에 대한 지원을 아끼지 않게 됐다. 그런데 과학이 호기심에만 의존해 발전할 수 있을까? 사회는 이런 형태의 과학을 계속 지원할 수 있을까? 이런 질문에 답하기

2022년부터 시행되는 대학수학능력시험(수능) 개편안을 본 과학계는 다시 한번 깊은 걱정에 빠졌다. 최고 수준의 학생들이 모이는 서울대 공대에서는 고등학교에서 물리교육을 제대로 받지 못하고 진학한 학생들을 위한 ‘물리 열(劣)반’을 운영한다고 한다. 입학 후 6개월~1년은 고등학교에서 배웠어야 할 과목들을 보충하고, 마지막 1년은 학점 관리를 위해 재수강을 하는 게 우리 현실이니 실제 대학교육을 받는 기간은 3년에 불과하다. 국내 이공계 대학에서 이런 현상은 오래전부터 시작돼 대학에서 제대로 된 과학 및 공학교육이 어렵다는 현장의 지적은 끊이지 않고 있다. 현재 수능 과학에서 물리, 화학, 생물, 지구과학 4과목은 I , II 두 단계로 나뉘어 전체 8과목으로 구성됐다. 2018년 통계를 보면 과학 I 중 수능 응시 비율은 지구과학(30%), 생물(28%), 화학(19%), 물리(11%) 순이다. 반면 이공계 대학생들의 수강 과목은 화학(40%), 물리(39%), 생물(16%), 지구과학(5%) 순으로 대학에서 중요한 전공 과목들이 무엇인지를 잘 보여 주고 있다. 과학 II는 더욱 기현상을 보인다. 수능 과목 선택 비율이 지구과학(2%), 생물(1.7%),

라돈이 연일 뉴스에 오르내리고 있다. 폐암을 일으키는 방사성물질이 우리 주위에 흔하다는 것에 대해서도 많이들 놀라고 있다. 사실 라돈은 자연에 존재하는 기체로 헬륨처럼 다른 원소들과 반응하지 않고 공기보다 무거워 아래로 가라앉는 성질이 있다. 반감기가 3.8일밖에 되지 않는 라돈222는 다 사라졌어야 할 것 같은데 왜 이렇게 자연에 꾸준히 존재하는 것일까. 라돈222는 반감기가 44억년이 넘는 우라늄238이 수차례 방사능 붕괴를 해 만들어진다. 우라늄238은 주석만큼 지구 표면에 많이 존재하는 흔하디흔한 물질로 가격도 유연탄의 4분의1 정도로 저렴하다. 따라서 자연 상태의 라돈222가 우리 주변에 흔하다는 것은 놀랍지 않은 일이다. 인류가 등장하기 훨씬 전부터 있었던 방사능은 100여년 전 인간에게 처음 알려진 뒤 희망과 절망을 동시에 안겨 주는 존재가 됐다. 1920년대에는 방사성물질인 라듐을 첨가한 에너지드링크가 현재 시세로 한 병에 2만원이라는 비싼 가격에도 날개 돋친 듯 팔렸다. 건강을 위해 매일 몇 병씩 마시던 에벤 바이어스란 사람은 방사성물질이 뼈에 침착돼 턱을 잃고 두개골에 구멍이 나고 결국 뇌종양으로 비참한 최후를 맞았다. 1930년대 프랑스에

수천 년 된 바둑은 361개 위치에 돌을 놓는 비교적 단순한 게임임에도 불구하고 경우의 수가 너무나 커서 단 한 번도 똑같이 놓인 바둑 경기가 없었다고 한다. 경우의 수를 나타내는 171자리의 숫자가 정확히 계산된 것도 2016년의 일이다. 우주에 있는 원자의 숫자가 대략 80자리 수라고 한다. 그런데 2016년 초 인공지능(AI) ‘알파고’가 이세돌 9단에게 이기는 장면을 보고 사람들이 충격을 받았다. 알파고는 그 이전까지 기보들을 학습해 확률적으로 어떤 수가 유리할 것인가를 계산할 수 있어 이런 성과를 얻었던 것이다. 2017년에는 간단한 규칙만 알고 혼자 바둑을 연습한 알파고 제로가 이제는 어느 누구도 당할 수 없는 실력을 갖추게 되었다. AI가 가지고 올 미래의 그림에는 인간을 넘어선 AI의 도움을 받아 놀랍게 발전할 사회와 인간통제를 벗어나 버린 AI에 의한 디스토피아가 마구 혼재되어 있다. 실제로 많은 직업군이 재편되는 과정에서 크게 도움을 받을 사회도 있을 것이나, 완전히 낙오되는 곳도 나올 것이 분명하다. 이런 변화는 과거 여러 차례의 산업혁명에 비해서 훨씬 더 빠르고 광범위하게 나타날 것이 분명하다. 사실 물리학에서는 AI의 도움을 받아 연구

평창동계올림픽은 우리에게 많은 이야깃거리를 남겼다. 동계스포츠를 즐기지 않는 사람들도 스키를 타고 내려오는 듯한 짜릿한 기분을 공유할 수 있었으며, 국가 간 치열한 경쟁을 통해 국민이 한뜻으로 뭉치는 좋은 기회가 되기도 했다. 물론 문화, 산업 측면에서 한국의 위상을 더욱 높이고 전지구적 공동체 의식을 통해 인류 평화 메시지를 공유한 것처럼 수치로 나타나지 않는 성과 역시 매우 크다. 스포츠 분야에서 대한민국의 위상은 국가ㆍ사회의 지원으로 나날이 발전하고, 특히 특정분야에 치우쳐 있던 성과가 이전까지는 불가능해 보이던 분야로 빠르게 확산되고 있다. 덕분에 스켈레톤, 평행대회전, 컬링 등 중계조차 제대로 되지 않았던 생소한 종목의 경기에 온 국민이 몰입하고 선수들의 그간 노력에 공감하며 자신의 일인 것처럼 응원했다. 사실 스포츠와 기초과학은 비슷한 면이 많다. 국가ㆍ사회의 지원에 의지하며 성과는 해당 국가와 사회에 큰 자부심을 가져다주고 산업을 융성시킨다. 언어와 국경을 넘어선 과학 문화는 세계 평화에도 기여한다. 그렇지만 한국의 과학 경쟁력은 스포츠보다 국제 경쟁력이 최소한 10년 이상 뒤떨어진 것 같다. 왜 그럴까? 영미라는 유행어를 낳은 컬링과 스켈레톤에

고백할 것이 있다. 필자를 포함해 우주 기원을 연구하는 입자물리학자들은 수지를 만나고 싶어 한다. 수지를 만나기만 하면 많은 일들이 풀릴 것으로 생각되기 때문이다. 우주의 기원을 알기 위해서 필요한 것은 무엇일까. ‘요리’를 생각하면 쉽다. 요리에는 재료가 가장 중요하다. 우주에는 비어 있는 시공간뿐만 아니라 온갖 물질과 물질을 구성하는 기본입자들이 있다. 지난 100년 동안 물리학자들은 전자, 중성미자를 포함한 렙톤들, 핵을 구성하는 쿼크들을 발견했다. 이런 물질과 입자들의 다양한 상호작용은 우주의 거대한 구조에서부터 생명현상에 이르기까지 모든 현상을 만들어 낸다. 이런 상호작용들도 모두 발견됐다. 더군다나 힉스 입자의 발견으로 긴 여정이 일단락된 상태다. 이런 입자들의 역할을 알기 위해서는 빅뱅 초기처럼 매우 높은 에너지가 필요하다. ‘거대강입자충돌장치’(LHC)가 이 환경을 재현하고 있다. 이런 재료만으로 우주를 설명하기는 부자연스럽다. 특히 이론물리학자들은 오래전부터 힉스 입자의 질량이 지나치게 작다는 점을 지적해 왔다. 정신없이 뛰놀고 있는 아이들이 가득한 방에 비싸고 깨지기 쉬운 꽃병을 방바닥 한가운데 놓아두었다고 하자. 한 시간 뒤 방에 들어갔더

일본 작가 무라카미 하루키의 소설 중에 ‘스푸트니크의 연인’이 있다. 1957년 구 소련에서 인공위성 ‘스푸트니크’를 쏘아 올려 올해로 60년이 되었다. 지름 58㎝, 무게는 84㎏ 정도인 작은 물체를 인간이 최초로 지구 대기권 밖으로 쏘아 올린 뒤 고도 480㎞ 정도에서 지구 궤도를 돌게 한 충격적인 사건이었다. 이 사건 직후 미국에서는 소련과의 경쟁에서 뒤졌다는 긴장감이 돌았고 이를 극복하기 위해 과학교육을 전면 개편하였다. 처음에는 당연히 반대에 부딪혔다. 과학계에서는 과학교육의 발목을 잡고 있는 실용적인 교육보다는 기본에 충실한 기초과학 교육을 오히려 더 강화해야 한다고 주장했다. 결국 과학자들이 주도한 과학기술 교육 쇄신이 성공했다. 그 덕분에 미국의 과학기술은 지금까지 세계 최고의 지위를 지킬 수 있었고, 이를 기반으로 한 혁신적 사회 발전이 가능했다. 이후에 미국의 과학교육의 개편은 교육학자나 시민단체가 아닌 과학자들의 주도로 진행됐다. 실험실습을 더 강조하고 기초과학을 체계적으로 가르치는 과학교육이 등장한 것이다. 개편된 과학교육을 받은 미국인들이 인공심장, 개인용 컴퓨터, 심우주 탐사선을 발명했다. 이런 점은 과학의 짧은 역사에도 불구하고 노

생물학에서 진화는 매우 엄밀한 뜻을 갖고 있다. 유전형질이 다음 세대로 전달되도록 유전자의 변화가 누적되어 일어나는 것을 의미한다. 가장 간단한 유전정보를 가지고 있는 바이러스는 책 한 페이지에 담을 수 있을 정도의 1000바이트 정도의 정보를 갖고 있다. 박테리아의 유전자 정보는 책 100페이지 정도의 정보인 0.1MB보다 조금 더 많다. 인간의 유전자 정보는 CD 한 장에 담을 수 있을 정도인 750MB라고 한다. 세대를 이어 가면서 보다 복잡한 형질을 나타내 왔던 것이 생물의 진화이다. 세포 속 미토콘드리아는 어쩌다 다른 세포 속에 들어간 호기성 세포라고 한다. 약 5억 2000만년 전 출현한 삼엽충은 외부 빛 환경을 활용하기 위해 눈을 사용하기 시작했다. 이렇게 외부 환경과 적응하며 공생하면서 발전하는 것도 생물 진화의 한 과정이다. 지구상 생물 진화의 정점은 인간이다. 그런데 동물에서 인간으로의 진화는 DNA에 담긴 정보로만 설명하기엔 부족하다. DNA를 넘어 뇌라는 정보저장장치를 활용하면서 동물의 활동은 보다 복잡해진다. 뇌는 학습이 가능하기 때문이다. 그렇지만 뇌가 학습한 정보는 생물학적으로 다음 세대로 전달되지 않는다. 그런데 인간은 뇌로 많은

프랑스 파리 국립기술공예박물관에 가보면 1897년 만들어진 ‘아비용3’이란 비행기가 복원돼 천장에 달려 있다. 날개 폭 16m, 무게 400㎏의 박쥐를 닮은 이 비행기는 증기 엔진을 장착하고 있다. 아비용3의 발명가 클레망 아델은 비행에도 성공했다고 주장했으나 그의 말을 믿는 사람은 거의 없었다. 그러나 그의 시도는 라이트 형제의 최초 비행보다 16년이나 앞선 것으로 프랑스 사람들은 이를 매우 자랑스러워한다. 라이트 형제가 1903년 만든 동력 비행기 플라이어는 날개 길이가 12m에 무게가 174㎏이다. 성공 비결은 비행기를 띄우는 힘인 양력에 대한 방정식에 들어가는 여러 계수에 대해 많은 고민과 풍동 실험을 통한 비행기 설계 덕분이다. 단순히 자연을 흉내 낸 아델과 달리 철저한 실험과 이론적 고찰을 통한 물리법칙의 이해가 바로 라이트 형제의 성공 비결이라는 말이다. 오랜 진화의 과정에서 비행에 최적화된 새들과 달리 왜 인간이 만든 비행기는 깃털로 덮여 있는 날개를 퍼덕이며 하늘을 날지 않는 것일까. 사실 새들은 자신의 몸무게와 물어 나르는 먹잇감 정도만 감당할 비행만 하면 된다. 자신보다 무거운 물체를 들고 비행하는 것에 대해서 자연의 진화 과정은 고려할

좋은 과학자가 가져야 하는 소양은 어떤 것일까. 과학을 좋아하고 남보다 앞선 생각을 하며 창의적 아이디어가 샘솟아 시간 가는 줄 모르고 실험이나 계산을 하는 사람을 떠올릴 것이다. 과학적 아이디어로 사업을 해서 많은 돈을 벌면 금상첨화라고도 생각할 것이다. 아이가 과학에 소양이 있다고 하면 위와 같은 사람이 되게 하려고 부모들은 물심양면으로 과학에 몰입하게 만들어 주고 싶어 한다. ‘과학에서 리더십’을 말하면 ‘과학자에게 그런 것이 필요할까’라고 되묻는 사람이 많다. 연구만 열심히 하면 되지 다른 사람들과의 관계인 리더십이 중요하느냐는 것이다. 그러나 21세기를 살아가는 과학자들에게 리더십은 점점 더 필요한 덕목이 되고 있다. 첫째 집단 연구에 의한 과학 실험이 많아지고 있다. 2015년 힉스입자 관련 논문은 저자 수가 무려 5154명에 달했다. 저자 이름만 나열한 분량이 전체 33쪽의 논문 중 24쪽에 이른다. 생물학에서도 초파리 유전자 논문 하나에 1014명의 저자가 등장하기도 했다. 이런 거대 집단 연구에는 반드시 리더가 필요하다. 필자가 지난주 참가한 국제우주선학회에서는 여러 실험 그룹에서 발표했는데 대부분이 수백명의 연구자가 참여하는 실험이다. 한

한국 출신 최고의 과학자는 과연 누구일까. 필자는 한 명의 이름을 가장 먼저 떠올린다. 이휘소. 2015년 우리나라 첫 과학자 우표에 실린 그는 1935년생으로 여전히 우리 곁에 있었을 수도 있지만, 불행하게도 1977년 6월 16일 교통사고로 42세에 생을 마쳤다. 그의 연구기간은 20년도 안 되지만 그는 입자물리학 분야에서 세계 최고의 업적을 남겼다. 우주 기원 이해에 필수인 표준모형을 완성하는 데 없어선 안 될 게이지 이론 발전에 지대한 공헌을 했다. 그의 영향을 받은 사람들 중 노벨상을 수상한 이들도 많다. 2013년 힉스와 앙글레는 한 입자를 발견한 공로로 노벨 물리학상을 받았다. 이 입자를 힉스 입자라 이름 붙인 주인공이 이들과 입자물리학계에서 함께 활동했던 이 박사다. 이 박사는 1979년 노벨 물리학상을 수상한 와인버그와 함께 1977년에는 암흑물질의 질량 최소값을 추정하는 계산을 했다. 이 방법은 아직도 사용되고 있다. 이 박사는 한국 태생이지만 미국 국적을 취득하고 중국계 부인과 결혼했기 때문인지 국내에서 그의 흔적을 찾아보기는 쉽지 않다. 그의 제자였던 고(故) 강주상 고려대 교수가 쓴 ‘이휘소 평전’을 통해 그의 삶을 들여다볼 수 있다.

지난 수십년 동안 인간 사회 발전에 컴퓨터가 기여한 바는 지대하다. 커다란 방 크기의 컴퓨터가 지니고 있던 능력을 뛰어넘는 스마트폰이 이제 거의 모든 사람의 삶의 중심에 있다 해도 과언이 아니다. 나아가 여러 장치가 서로 연결된 4차 산업혁명, 빅데이터에 의한 인공지능 등 하루가 다르게 새로운 발전이 있을 것 같다. 그런데 컴퓨터의 하드웨어적 한계는 예정돼 있다. 비트라 불리는 0과 1을 다루는 매우 간단한 연산자들의 집적으로 이루어져 있는 하드웨어 소자는 이제 거의 원자 크기에 근접할 정도로 작아졌다. 원자의 세계를 지배하는 양자역학에 따르면 이런 고전적 튜링 방식의 연산은 더이상 발전할 수 없다. 기존 컴퓨터에 대한 대안은 무엇이 있을까. 물리학자들은 오래전부터 양자컴퓨터라는 완전히 새로운 방식의 컴퓨터를 꿈꿔 왔다. 양자물리학의 세계에서는 0과 1의 분명한 구분이 없고 0과 1의 값을 가질 확률만이 의미가 있는 것이다. 이런 확률적 최소 단위를 큐비트라 부른다. 작은 자석처럼 행동하는 원자를 활용하면 큐비트를 구현할 수 있다. 큐비트가 2개 있으면 2의 제곱만큼 많은 정보가 있게 되고 큐비트의 수가 커짐에 따라 정보량이 기하급수적으로 많아지게 된다. 원