31. 최소한의 과학 공부 : 볼 것 많은 요즘 어른을 위해 핵심 요약한 과학 이야기

최소한의 과학 공부 : 볼 것 많은 요즘 어른을 위해 핵심 요약한 과학 이야기
배대웅 지음.
 
정말 재미있게 읽었다!!! 그래서 다읽고 나서 한번 더 읽었다.
이 세상 모든 것이 과학으로 설명될 수 있을 것 같은 생각이 들었다.
의학, 정치, 경제, 철학에서 이어지는 과학의 연결 고리가 신기하고 재미있었다.

과학을 좋아해서 이과를 선택했지만 이런 과학은 더 유익하고 낯설면서 재밌는 것 같다. 작가의 말처럼 F=mA 의 역사적 의의나 중요성을 모른 채 입버릇처럼 그냥 외우고 계산하여 정답을 맞추는 식의 과학에만 익숙했다. 이러한 과학의 의의와 역사를 알고 배운다면, 과학에 흥미를 갖는 사람들이 더 늘어날 수도 있을 것 같다.

 

작가의 바램처럼 우리가 과학을 교양과 문화로서 즐길 수 있기를 바란다. 그 길에 이 책이 큰 지침이 될 수 있을 것같다.

또 책을 읽으며 우리 나라가 서양이나 일본처럼 과학에 투자할 시간과 여유가 없었다는 점이 무척 아쉽게 느껴졌다. 우리 나라의 뉴턴, 아인슈타인이 나올 수 있기를. 우리나라에서 혁신적인 과학기술이 발명될 수 있기를.

 

R&D 전문기관에서 사무직으로 일하면서도, R&D에 대한 중요성과 그 역할에 대한 사명감을 전혀 갖고 있지 못했다. 이번 기회에 나의 업무에 대하여 목표의식과 사명감을 가질 수 있을 것 같다. 눈에 보이지 않는 입자들에서 놀라운 현상들을 밝혀내고 거대한 우주의 비밀을 풀어가는 것처럼, R&D 전문기관의 일원으로서 나의 작은 업무가 과학기술의 발전에 조금이라도 도움이 될 수 있기 때문이다. 

 

다음은 책을 읽으며 간단하게 요약하고 정리했다.

 
<의학>
전문적인 의학 지식을 갖고 수술을 하여 사람을 살리는 외과의사가 예전에는 단순 손기술자로, 이발사와 같은 취급을 받았다는게 충격적이었다. 인체를 직접 해부하지 않고, 이론과 사유로 인체원리를 정의했다는 엉터리 같은 말도 마찬가지였다.
 
수술을 하는데 마취는 필수다. 마취를 하지 않는다면 환자는 온전히 수술의 고통을 겪어야하고, 의사도 그 모습을 보며 침착하게 수술을 할 수 없을 것이다. 그래서 마취제가 발견되기 이전에는, 수술을 가장 빨리 끝내는 사람이 실력있는 사람이었고 마취대신에 환자를 냅다 후려치거나 술을 먹여 고통을 줄여주었다고 한다. 
 
이러한 내용들을 보며 의학이 발전된 현대에 살고있음이 얼마나 다행인가 싶었다.
 
노벨물리학상의 첫 시상 : 빌헬름 뢴트겐, X선의 발견
노벨상의 취지 : 자연의 비밀을 밝힌 동시에, 인류 삶의 질을 획기적으로 높인 사람
X선, CT, MRI의 발명으로 인체를 절개하지 않고도 골절이나 장기 출혈 등의 상태를 확인하고 예방할 수 있게 되었다.
 
페니실린은 과학자, 기술자, 기업가, 그리고 국가가 협력하였기에 성공할 수 있었던 과학이다. 과학에 국가적 지원이 필요함을 함의한다.
 
DNA의 발견과 생명과학의 발달로 인간은 동식물처럼 자연의 메커니즘을 따르는 객체에서 진화에 개입할 수 있는 가능성을 갖추게 되었다.   
 
<정치>
달빛에 대한 궁금증, 기체 종류에 따라 열을 흡수하는 정도가 다른 것에 대한 단순 호기심에서 시작되어 발견된 과학적 사실들이 기후 변화라는 지구적 위기를 예고한다.

불, 전기 다음으로 제3의 불이라 불리는 원자력. 극단적인 양면성을 갖고있다. 원자력의 위험을 일찌감치 깨달은 살라르드가 아인슈타인을 설득하여 미국에 편지를 보냈다. 독일보다 먼저 미국이 원자핵을 비밀리에 빠르게 개발해야했다. 대규모의 국가적 지원과 수준높은 인재들의 협력으로 성공할 수 있었던 이 것이 바로 ‘맨해튼 계획’이다.

선진국의 조건은 단순히 경제적 수치에 달려있지 않다. 사회적 평등, 문화적 우수성 등과 함께 지적 리더십이 추가된다. 지식의 최전선을 확장하여 그 혜택이 전 인류에게 돌아가도록 하는 것이 선진국의 역할이자 품격이다. 그래서 대규모 가속기를 짓고, 입자물리학의 연구를 하는 것이다.
 
과학, 정치, 경제의 삼위일체.
소련이 먼저 우주로켓을 발사하고 유인탐사선을 보낸 것이 당시 미국에게는 강대국으로서 자존심이 크게 상했고, 국가 안보에도 위협이 되었다.
이에 ‘아폴로 계획’을 추진하여 8년만에 인간을 달에 보내는 데 성공한다.

유럽입자연구소(CERN) 내 정보 시스템 구축을 위해 만들어진 버너스리의 “WWW”, 나사와 동시에 만들어진 아르파에서 국가 안보 시스템으로서 만들어진 “아르파넷”. 이렇듯 인터넷은 입자물리학과 국방이라는 전혀 다른 영역에서 출발한 기술들이 합쳐진 결과였다.

과학은 산업 발전과 전쟁 수행의 지적원천으로 받아들여져 국가에서는 과학 지식과 인재들을 포섭하고자 했다.

최초의 근대적 과학단체는 영국의 런던 왕립학회.(과학자들이 만든 것)
프랑스에서는 정부가 기획한 과학아카데미.
프랑스 절대왕정은 부국강병을 위해 과학자를 우대했지만, 시민혁명의 사상적 토대에 기여하는 역설적 결과도 초래한 것이었다.

<경제>
산업혁명은 인간의 물리적 자유를 불러왔다.
산업혁명의 주역은 과학자들보다는 와트와 볼턴 같은 기술자와 사업가들이었다. 그러나 그들은 누구보다 과학자의 면모를 갖춘 이들이었다. 이들이 모인 루나 소사이어티의 성격도 그러했다.

과핟은 대단한 발견을 통해 인류의 진보를 직접 이끌기도 하지만, 다양한 문명이 꽃피울 수 있는 지적 토양을 만든다는 점에서도 중요하다.

서양과 동양의 빈부 격차는 16세기라는 분기점을 기준으로 크게 벌어진다. 그 이유는 근대과학, 자유사상 두가지 이유라고 할 수 있다. 16세기 서양에서 가장 중요한 사건은 과학혁명이다. 철학적 사유에 기초하던 기존 자연관에서 자연과학이라는 새로운 지식체계를 세웠다. 자연을 유용한 기계로 인식하고 자연에 개입해 인간 삶을 나아지게 하자는 베이컨의 적극적, 실용적인 자연관에서 기인했다. 실험과 관찰의 방법론으로 경험주의를 견지했다.

패러데이가 전자기 유도현상을 발견함으로써 전기를 생산할 수 있는 발전기를 만들 수 있게 되었고, 맥스웰이 전자기학의 법칙을 방정식으로 정리했다.

미국에서 석유 시추와 정제 기술이 발달하며 인간은 또다른 동력원을 얻을 수 있었고 산업혁명은 계속 이어졌다.
석유왕 록펠러에 맞서는 전기왕 에디슨. 그리고 교류 전기를 내세운 테슬라의 승리.

대중의 자동차를 만든 포드. 3S(단순화, 전문화, 표준화)의 혁신적 생산방식과 직원들의 복지 정책으로 이루어진 포드주의.

최초의 컴퓨터 애니악은 진공관으로 인해 그 크기와 전력규모가 상당했다. 이를 해결하기위해 트랜지스터가 발명되었다.

실리콘밸리: 반도체로부터 여러 회사가 스핀오프하고, 많은 인재들이 기존 회사에서 나와 다른 회사를 창업하는 현상이 실리콘밸리의 문화적 상징이 되었다.

화석 연료를 대체할 2차전지(리튬이온전지)-일본에서 발명. 
 
불-> 백열전구(필라멘트, 낮은 효율성, 화재 위험) -> 형광등(백열전구보다 효율이 높아짐, 중금속(수은), 폐형광등 관리)
-> LED(높은 효율성, 긴 수명, 환경오염의 우려가 없음)
LED는 빛의 삼원색(R,G,B)으로 조명으로 사용가능한 백색을 만들 수 있었는데 그중 파장이 짧고 에너지가 큰 청색 LED를 만드는 것이 가장 어려웠다. 이 문제를 일본에서 해결하고 노벨상을 받았다.
 
<철학>
현대 과학기술문명의 기원은 16~17세기 유럽이라고 할 수 있다. 이 때부터 인류는 모든 것을 신 중심으로 해석하는 중세적 사고에서 벗어나 경험적 지식과 합리적 이성을 핵심으로 하는 과학적 사유체계를 확립했다. 과학사가들은 이를 과학혁명이라고 부른다.
 
천동설을 주창했던 아리스토텔레스와 프톨레마이오스.
신은 이렇게 복잡하지 않다는 생각으로 태양과 지구의 위치를 바꾸어 지동설을 주장한 코페르니쿠스. <천구의 회전에 관하여>
->요하네스 케플러가 행성들의 궤도는 원이 아니라 타원임을 밝힘. / 갈릴레이가 망원경으로 지동설의 경험적 증거를 관측.
 
아리스토텔레스의 목적론(자연은 신의 목적에 따라 존재함)에 따른 자연에 대한 정의가 전쟁을 겪고 종교가 무너지며 기계론적(자연은 기계처럼 움직일 뿐, 인간이 그 메커니즘을 밝혀 자연을 다룰 수 있음) 정의로 바뀌었다.
기계론은 경험주의(귀납법, 경험과 데이터를 쌓아 사실 도출, 베이컨, 아는 것이 힘이다, 실험의 발전)와 합리주의(회의론, 나는 생각한다 고로 존재한다, 절대적 지식 체계, 수학의 발전)
 
F=mA 뉴턴역학으로 모든 일에는 원인이 있다는 결정론적 세계관이 보편화되었다. 
뉴턴의 <프린키피아>는 뉴턴이 정리한 운동법칙을 알려주는 것을 넘어서, 인간 이성으로 뭐든 할 수 있다는 자신감도 심어주었다.
이 것이 교회의 권위와 전제정치에는 합당한 이유가 없음으로 부수고 혁파해야 하는 것으로 여기게 하며, 계몽주의에 큰 영향을 끼쳤다.
자본주의, 공리주의, 시민혁명 등은 모두 뉴턴의 과학적 사고에서 촉발된 하나의 역사적 흐름으로 이해할 수 있다.
 
다윈의 진화론. 자연선택으로 우연히 선택된 특징이 변이되어 계승된다.
이후 제국주의 시대의 정치가와 자본가들이 이를 진화=적자생존이라는 방식으로 해석했다. (다윈의 원래 의도와 다르게)
다윈의 진화론은 사회진화론(스펜서, 자본주의, 제국주의)과 마르크스주의(칼 마르크스, 사회주의) 양쪽의 진보사관에 영향을 끼쳤다.
 
아인슈타인은 뉴턴역학과 맥스웰의 전자기학으로 점철된 고전물리학을 바꾸어버리는 현대물리학의 기점이 되었다. 상대성이론과 양자역학이 물릭학의 헤게모니를 쥐게 된다. 아인슈타인은 상대성이론을 창조했고 양자역학의 계기를 마련했다.
상대성이론으로 시간과 공간의 절대성을 부정했다.

양자역학.