어느새 2021년 한 해의 마지막 달이 됐다. 코로나19로 인해 2020년은 잃어버린 한 해가 됐다는 글을 쓴 게 엊그제 같은데, 안타깝게도 1년이 지난 현재 상황도 크게 달라진 것 같지는 않다. 코로나의 새로운 변형인 오미크론이 3~6개월이면 전 세계를 지배할 것이라는 얘기도 들려온다. 두 해째 팬데믹 속에서 연말을 보내며 필자는 우주공간 속 ‘창백한 푸른 점’ 지구의 탄생과 역사는 어떠했고, 지구를 대표하는 물질과 실질적으로 지배하는 생명체는 무엇일까 하는 질문을 던져 본다. 우선 지구를 대표하는 물질은 수소 원자 2개와 산소 원자 1개가 결합한 H2O, ‘물’이라고도 할 수 있다. 크고 작은 인공 연못부터 거대한 로마 시대의 수로와 수에즈 운하까지, 어떻게 보면 물은 ‘인간’을 이용해 지구 곳곳을 누비고 다닌 ‘주체’라고도 할 수 있을 것이다. 우주 전체에 가장 많은 원소는 수소와 헬륨이지만 지구 내부를 구성하는 질량 비율로는 철, 산소, 규소 순이다. 우리가 살고 있는 지구는 초신성 폭발, 중성자 충돌 같은 천체 현상에서 발생한 다양한 원소들로 구성된 ‘우주 먼지’가 45억년 전 중력으로 뭉쳐져서 형성됐다. 지구의 45억년을 1년으로 압축한다면 시간

필자는 고등학교 시절에 자전거를 타고 통학했다. 마포대교의 시작 지점인 마포동부터 학교가 있는 연남동까지 30분 남짓 걸리는 거리를 눈이나 비가 오는 날이 아니면 매일 자전거를 타고 달렸다. 지금처럼 자전거 길이 따로 없었고 도로에서는 차들의 우선권이 용인되던 시절이었기에 서울에서 자전거를 타는 것은 무척 위험한 일이었다. 몇 달 동안 어머니를 설득한 끝에 가능하면 찻길이 아닌 골목길로만 다니겠다는 다짐을 받고 어렵게 자전거를 탈 수 있었다. 덕분에 나는 그 당시 자전거로 통학하는 몇 안 되는 학생 중 한 명이었다. 그 이후 자전거를 탈 기회가 없다가 2년 전 대전에 있는 기초과학연구원으로 직장을 옮기면서 다시 자전거를 타기 시작했다. 이제는 1970년대와는 비교도 할 수 없을 정도로 안전하고 정겨운 자전거 전용도로가 많다. 요즘 같은 가을, 공기 저항을 느끼며 코스모스 길을 달리면 짧은 여행을 하는 것처럼 기분 전환이 되곤 한다. 천고마비의 계절이라는 가을에 빈약한 다리가 근육으로 조금씩 채워질 거라는 기분 좋은 착각을 하며 자전거를 타고 있다. 자전거를 타면 걷는 것에 비해 에너지를 덜 쓰면서도 더 빨리 갈 수 있는 이유는 무엇일까? 그것은 마찰력 차이

우리에게는 각자의 정해진 이름이 있다. 때로는 이름으로 인해 인생이 바뀔 수도 있을 만큼 중요하다고 믿었기에 부모들은 자식이 태어나면 작명에 엄청난 공을 들이기도 한다. 사람뿐만 아니라 물건이나 건물, 작품, 지형, 사건, 심지어 새로운 과학적 발견에도 작명이 매우 중요하다. 예를 들어 우리나라가 동해의 영문 명칭을 ‘East Sea’라고 하지 말고 처음부터 ‘East Sea of Korea’ 또는 ‘Sea of Korea’라고 정했으면 좋았을 것이다. 외국 사람들에게 동해를 ‘East Sea’와 ‘Sea of Japan’ 중에서 하나를 정하라고 하면 아무래도 ‘East Sea’가 불리할 수밖에 없다. 동쪽에 바다를 두고 있는 나라들이 많은 상황에서 구체성이 부족한 ‘East Sea’라는 이름은 설득력이 약하기 때문이다. 또한 한반도 서해의 영문명은 ‘West Sea’가 아니고 중국 황하강의 영향을 받아서 명명한 것으로 보이는 ‘Yellow Sea’로 표기하는 점도 함께 생각해 봐야 한다. 물리학은 가장 작은 것에서부터 가장 큰 우주까지를 다루는 학문이다. 질량을 가진 모든 물질의 가장 작은 단위는 쿼크와 경입자이다. 경입자는 6가지가 있는데 우리가 알고

코로나19로 끝까지 개최 여부가 불확실했던 도쿄올림픽의 막이 올랐다. 세계대전으로 올림픽이 취소된 적은 있었지만 이번처럼 전 세계적인 감염병으로 연기됐다가 결국 무관중으로 치르는 것은 처음이라고 한다. 경제적으로도 어렵고 연일 이어지는 찜통 더위로 지쳐 가는 이 여름, 올림픽에 대해 두서없이 생각을 나눠 보고자 한다. 올림픽은 정말 참가하는 것만으로도 의의가 있을까? 어느 정도는 그렇기도 하지만 솔직히 말하자면 필사적으로 좋은 성적을 거두는 데에 목표를 둘 수밖에 없다. 실제로 냉전시대에는 메달 숫자가 한 나라의 국력을 보여 준다고 여겨서 과도한 자존심 대결의 양상을 보이기도 했다. 아주 작은 차이로 승부가 결정되는 스포츠의 세계에서 결과를 선수들의 기량에만 의존하던 시대는 지나갔다. 요즘은 모션 센서와 영상 기술 등으로 상대팀에 대한 분석은 물론이고 우리편 선수들에게 정확한 피드백을 제공해 기록을 높일 수 있도록 한다. 스포츠와 과학이라는 담론과 별개로, 올림픽 경기의 순수하고 열렬한 방구석 관중의 한 명으로서 필자는 국가별 순위를 정하는 방식에 대해 엉뚱한 생각도 해 본다. 올림픽에서 국가별 순위를 정하는 방법은 나라별로 조금씩 다르다. 한국은 금메달

지난주에 아주 큰 선물을 받았다. 국내외에서 널리 알려진 조각가 권치규, 김경민 부부가 한국 기초과학연구 발전에 기여하고 싶다며 귀중한 미술 작품 여러 점을 필자가 속한 기초과학연구원(IBS) 희귀핵연구단에 무상으로 대여해준 것이다. 세계를 선도하는 핵물리 연구를 위해 2019년 말 출범한 우리 연구단에는 연구원들이 담소를 나누며 소통할 수 있는 라운지가 있다. 이 휴식 공간은 여느 라운지와 비슷하게 소파와 책장 외에는 달리 놓여 있는 게 없어 약간은 삭막해 보이기도 했다. 이 때문에 연구소에 흔히 있을 법한 과학 관련 사진이나 포스터 대신 연구와는 전혀 상관없는 순수 예술 작품을 두는 것도 의미가 있겠다고 생각했다. 기존의 틀을 깨는 창의적 연구를 하려면 연구 환경만큼이나 휴식 환경도 중요하다고 믿기 때문이다. 훌륭한 예술 작품을 보는 것은 정신을 정화시키고 영감을 얻게 해 줘 연구가 답보상태일 때 획기적인 돌파구를 마련해 줄 수도 있다. 과학과 예술은 별개의 영역임에도 불구하고 비슷한 점이 많을뿐더러 일종의 상호작용을 하기도 한다. 예를 들어 물리학의 한 분야인 음향학은 소리를 과학적으로 연구해 공연장을 어떻게 설계하면 더 좋을지, 그리고 다양한 악기의

한국처럼 교육열이 높은 나라도 드물 것이다. 우리나라가 단기간에 선진국 반열에 올라설 수 있었던 가장 큰 원동력도 교육열 덕분이라고 생각한다. 하지만 국가 백년지대계를 좌우하는 교육을 학부모의 교육열에만 의존할 수는 없다. ‘교육의 질은 교사의 질을 넘지 못한다’라는 말처럼 교육 시스템이 성공적으로 돌아가려면 훌륭한 교사 양성이 가장 우선돼야 한다. 필자는 사범대 교수로 재직하는 동안 과학교육, 중등교육, 그리고 사범대 교과과정에 대해 고민할 기회가 상대적으로 많아 여러 안타까운 현실을 직면해야 했다. 그중 하나가 전공 과목과 교직 과목 비중의 불균형이다. 지난 20여년간 지켜본 바에 따르면 사범대에서 교직과목 비율은 지속적으로 많아지는 반면 전공과목은 줄어드는 추세다. 물리교사가 되고자 하는 사람은 물리를, 화학교사는 화학에 대해 지금보다 더 많이 배워야 한다고 생각한다. 전공에 대한 깊이 있는 이해와 통찰이 선행되고, 거기에 다양한 교육학적 요소가 더해질 때 창의적이고 동기부여가 가능한 과학수업이 나올 수 있다. 교사가 본인 전공에 대한 내용을 깊이 알아야 자연과 생명에 대한 호기심이 많은 학생들에게 과학의 ‘맛’을 알려줄 수 있다. 이를 위해 중등 과

대학에서 연구원으로 자리를 옮긴 지 1년 만에 좋은 기회가 생겨 이번 학기에 이화여자대학교에서 대학원 수업을 맡게 되었다. 오랜만에 강의를 다시 하게 되니 설레는 마음과 함께 학생들을 가르치는 것이 얼마나 큰 축복인지 새삼 깨닫게 된다. 누구나 학창 시절에 감명 깊게 들었던 수업이 한두 개쯤 있듯이 필자에게도 기억에 남는 수업이 있다. 그중 하나가 벌써 40년 전 미국 캘리포니아 로스앤젤레스대(UCLA)에서 들었던 언어학개론 수업이다. 대형 강의실에서 수백 명이 함께 수강하는 교양과목이라 별 기대 없이 신청한 수업이었다. 그런데 이 수업에서 교수는 한글에 관한 내용을 자주 예로 들었다. 미국인 교수가 한글을 언급하는 것 자체도 반갑고 인상적이었지만, 어떤 질문을 해도 막힘없이 설명하는 것이 감탄스러울 정도였다. 어느 날 한 학생이 모음 ‘ㅡ’ 발음을 어떻게 하는지 질문했다. 교수는 학생들을 향해 혹시 이 모음을 발음해 줄 수 있는 한국인이 있는지 물어보았다. UCLA에는 한국 학생들이 많았기 때문에 누군가는 일어나서 답을 할 줄 알았는데 아무도 일어서지 않았다. 결국 교수가 직접 설명을 하게 되었다. 영어에는 ‘으’ 발음이 없는 것으로 알고 있었던지라 필자

대한민국 건국 이래 가장 큰 기초과학 프로젝트는 한국형 중이온가속기 구축일 것이다. 대전 신동지역에 건설 중인 중이온가속기는 잠실종합운동장보다 큰 시설로 세포보다 훨씬 작은 원자핵을 연구해 자연의 비밀을 탐사하는 초대형 ‘현미경’이라고 할 수 있다. 잠실종합운동장에서 축구뿐만 아니라 다양한 육상경기를 하듯, 중이온가속기는 핵물리는 물론 응집물리, 의생명과학 등 다양한 연구를 할 수 있는 과학계의 종합운동장인 셈이다. 이 사업이 예상보다 지연돼 향후 사업 방향에 대한 의견을 수렴하는 공청회가 지난주 열렸다. 토론에 참석한 패널들은 2011년 시작돼 1조 5000억원이 투입된 이 프로젝트의 올해 말 완공 목표를 수정해야 하는 이유와 성공적인 구축을 위한 다양한 의견을 제시했다. 사실 아무리 작은 과학 프로젝트라도 처음 예상한 기한과 예산에 맞춰 성공하는 경우는 많지 않다. 미리 결과를 알고 있다면 연구할 필요가 없기 때문에 우스갯소리로 ‘무엇을 하는지 잘 모르고 하는 것이 연구’라고도 한다. 특히 자연현상을 밝히는 첨단 연구는 성공을 확신할 수 없어 단지 과학적으로 실현 가능한 목표를 잡고 최선을 다할 뿐이다. 앨버트 마이컬슨이라는 미국의 실험물리학자는 빛을

어느덧 한 해의 끝자락에 와 있다. 연말이 되면 으레 주고받던 비슷한 형식의 안부 메시지가 올해는 조금 달라졌다. 코로나19가 물러가고 건강한 새해를 기원하는 인사말이 2021년을 맞이하는 가장 중요하고도 간절한 덕담이 됐다. 1년은 모든 사람들에게 가장 의미 있는 시간의 단위인데 우리는 2020년을 ‘코로나19’라는 이름조차 낯선 바이러스에 통째로 빼앗겨 버렸다. 젊은이들 사이에 돌아다니는 소셜네트워크서비스(SNS) 메시지 중에 ‘2020년은 사용하지 않았으니 내 나이에서 빼 달라’는 농담에도 잃어버린 1년이라는 시간에 대한 아쉬움이 그대로 담긴 듯하다. 과학적 측면에서 1년은 지구가 초당 약 30㎞ 속력으로 태양 주위를 타원형 궤도로 공전해 출발했던 자리로 돌아오는 데 걸리는 시간이다. 하지만 지구는 1년 전에 출발했던 바로 그 자리로 되돌아오지는 않는다. 왜냐하면 태양계는 은하수 중심의 더 큰 궤도로 공전하고 있고, 우리 은하를 포함한 우주는 계속 팽창하고 있기 때문이다. 봄, 여름, 가을, 겨울로 바뀌면서 1년 단위로 계절은 반복되지만 1년 전과 같을 수는 없다. 반복되는 모든 자연 현상은 다시 원래로 돌아오는 것 같지만, 사실은 이전과 다른 상태로

얼마 전 추운 날씨에 가습기살균제 피해자들이 거리에 나와 기자회견을 했다. 사회적참사특별조사위원회가 제 역할을 하지 못하고 있다는 것이다. 최근 가습기살균제의 유해성을 입증하는 연구 결과가 나왔지만 제조사의 반대로 법정 채택까지는 난관이 예상된다. 가습기살균제 사용으로 인한 건강 피해 경험자가 약 67만명, 그중 최소 1만 4000여명이 목숨을 잃은 것으로 사참위는 추산하고 있다. 2003년 겨울, 필자의 아내가 가습기살균제를 사가지고 온 날 저녁을 아직도 기억하고 있다. ‘안전할까’라는 의심 때문에 사용 여부를 두고 아내와 약간의 논쟁이 있었다. 물리학자인 필자는 자세히 알지 못하지만 가습기 속 곰팡이나 균을 없애려면 어느 정도 독성이 있을 것이고, 이 독성이 몸에 좋을 리가 없지 않은가 싶었다. 가습기 원리상 화학물질이 바로 물분자처럼 작게 나뉘어서 코로 들어갈 수 있다는 사실이 매우 찜찜했다. 그럼에도 불구하고 “주변 사람들도 사용하고 정부 인증을 받은 제품”이라고 주장하는 아내를 이길 수 없어서 일단 사용해 보기로 했지만 찜찜함을 떨쳐버릴 수가 없어 아내 몰래 정량의 절반만 넣거나 넣는 시늉만 했다. 나중에는 아내를 설득해 사용하지 않기로 하고, 절반

추석 연휴를 지나면서 하루가 다르게 노랗게 변하는 들판과 높고 푸른 하늘을 보며 코로나바이러스도 멈출 수 없는 결실의 계절 가을이 성큼 다가왔음을 느낀다. 수확의 계절이기도 한 10월은 한국 과학자들에게는 다소 부담이 되는 시기이기도 하다. 매년 이맘때 생리의학, 물리, 화학 분야 노벨상 수상자가 발표되는데, 왜 우리나라는 아직 노벨과학상 수상자를 배출하지 못하는지에 대한 기사들이 쏟아지기 때문이다. 한국에 노벨과학상 수상자가 없는 이유에 대해서는 이미 많은 전문가들의 다양한 분석이 있었다. 상대적으로 짧은 현대과학의 역사, 창의성을 살리지 못한 입시 위주의 교육환경, 실패 확률은 높지만 창의적 연구에 충분한 시간과 예산을 투자할 수 없었던 사회환경 등을 예로 들 수 있겠다. 한국전쟁 뒤 국제사회에서 원조를 받아야 했던 한국은 국민의 희생과 노력으로 반세기 만에 선진국 대열에 들어섰고 모든 분야에서 기적 같은 성과를 이뤘다. 과학계 역시 어려운 여건에도 불구하고 자랑할 만한 성장을 했다. 외국 과학자들 사이에서도 한국 과학계의 위상은 결코 낮지 않다. 다만 과학, 문학, 경제 분야의 노벨상과 수학 필즈상 정도가 한국 사람들이 아직 달성하지 못했을 뿐이다.

코로나19로 인해 사회 모든 분야에서 큰 변화가 일어나고 있다. 대학도 예외일 수 없다. 대학은 곧 가을학기 개강을 하게 되는데 봄학기에 이어서 대부분의 수업이 온라인 강의로 대체될 것이라고 한다. 교수들은 다시 온라인 강의 준비에 바쁠 것이고, 국내외 학회 및 행사 취소 등으로 달라진 연구 환경에 적응해야 한다. 온라인 강의는 언제든지 수월하게 녹화가 될 수 있기 때문에 작은 실수라도 생기지 않도록 더 철저히 준비해야 한다. 강의 동영상을 사전에 녹화해 올릴 때 1시간짜리 수업 내용을 녹화해 보면 실제 동영상은 20분도 안 되는 경우가 있다고 한다. 사정이 이렇다 보니 필자 주변 교수들도 현장 강의 때보다 온라인 강의 준비에 훨씬 많은 시간과 에너지를 소모한다고 한다. 시험조차 온라인으로 치러야 하므로 공정한 평가 방식도 모색해야 한다. 대면 수업에서는 학생들에게 질문을 던지고 반응도 살피면서 강의실 안을 왔다 갔다 해도 어색하지 않은데 온라인 수업에서는 그런 여유가 통하지 않는다. 수업 중 강사의 침묵은 학생들에게 생각할 시간을 주기 위해 필요한 요소인데 온라인 강의에서는 그저 연속성의 단절일 뿐이다. 코로나19 이전부터 동료 교수들과 미래의 강의 형태

오래전 미국 텍사스주에서 운전을 하던 중 공영 라디오 방송에서 ‘이순신’이라는 단어를 듣고 놀랍고 반가워서 귀를 기울인 적이 있다. 신무기로 무장한 일본군이 1592년 조선을 침공했지만 전술적으로 뛰어난 이순신 장군이 거북선을 만들어 대항했고, 영국이 스페인의 무적함대를 이긴 것과는 비교할 수 없는 규모의 승전을 거두었다는 내용이었다. 한국인이라면 익히 알고 있는 사실이지만 외국에서, 그것도 공영 라디오에서 이순신 장군을 칭송하다니 가슴이 먹먹해지는 감동을 느꼈다. 그 프로그램에서 말하고 싶었던 내용은 단순한 전쟁사가 아니었다. 이순신 장군이 거둔 엄청난 승리는 거북선이 있었기 때문이고, 당시 조선이 거북선을 만들 수 있었던 배경에는 뛰어난 기반의 과학기술 덕분이라는 것이다. 이순신 장군과 거북선에 얼마나 혼이 났으면 일본은 그 후 300여년 동안 감히 조선을 다시 침공하지 못했고, 이순신 장군의 전사와 함께 거북선도 홀연히 사라졌다고 언급하면서 방송은 끝을 맺었다. 임진왜란 무렵 유럽에서 일어난 과학혁명은 서구 지식사회를 바꿔 놓았고 산업혁명의 밑거름이 됐다. 내가 아는 어떤 물리학자는 한국에 노벨과학상을 받은 사람이 한 명이라도 있었다면 근현대사의 아픔