피, 땀, 오줌으로 증명해낸 생물학의 발견들
노벨상 수상자들의 질문과 의심의 과정을 통해 증명하는 과학적 사고의 본질
노벨상의 역사는 과학으로 인류를 진일보하게 한 발견의 역사인 동시에, 가장 먼저 합리적인 의심을 품고 기존 학계의 편견과 싸우며 인식의 지평을 넓힌 ‘과학적 투사’들의 역사이기도 하다. 이 책은 다소 무모하고 엉뚱하지만, 결국에는 새로운 진리를 증명해낸 과학자들의 역사를 추적하며, 넘쳐나는 정보와 결과들 사이에서 정말로 가치 있는 발견과 진보를 이루기 위한 사고의 조건은 무엇일지 곰곰이 고찰했다.
굳어 있는 우리 사고를 자극하는 선명하고 아름다운 결과값의 역사
질문과 의심, 뚝심과 영감이 만들어낸
도대체가 정상이 아닌 과학자들의 발견과 증명의 기록
“어떤 진실은 스스로 발견할 때에만 그 모습을 드러낸다.” 드니 빌뵈브 감독의 영화 <그을린 사랑>의 대사인 이 문장은 (비단 가혹한 운명에 처한 비운의 주인공이 아니어도) 과학을 공부해본 이라면 누구나 수긍할 수 있는 말일 것이다. 몇몇은 ‘어떤 진실’이라는 말에 갸우뚱 할지도 모르겠다. ‘거의 모든 진실’이 스스로 발견하지 않고는 그 모습을 드러내지 않기 때문이리라.
《가장 먼저 증명한 것들의 과학: 어느 호기심 많은 인간의 생각이 노벨상을 타기까지》(위즈덤하우스 刊)는 모두가 한 곳을 바라보고 있을 때, 아무도 생각하지 않은 곳에서 위대한 발견을 해낸 과학자들에 관한 이야기다. 대체로 많은 위대한 발견이 ‘노벨’이라는 인증서를 받아왔기 때문에, 노벨상을 수상한 과학자들을 중심으로 발견의 순간과 그 발견을 가능하게 한 과학적 사고에 대해 추적한다. 그러나 이 책에서 노벨상이 지니는 의미는 크지 않다. 노벨상을 수상했건 수상하지 않았건, 대체로 무언가를 가장 먼저 발견하고 증명한 이들이 지닌 태도는 크게 다르지 않기 때문이다. 황열병 환자와 접촉하는 것이 위험하지 않다는 사실을 증명하기 위해 스터빈스 퍼스라는 과학자는 환자의 토사물을 먹었다. 죽어 나간 환자의 침대에서 잠을 자기도 하고 환자의 몸에서 나오는 피, 땀, 오줌을 먹기도 했다. 이런 미친 이력 말고 그가 과학사에 남긴 것은 아무것도 없다. 그러나 그의 실험은 ‘황열병은 접촉으로는 전염되지 않는다’는 사실을 확실히 증명했다.
이 책은 누구도 생각지 못한 방식으로 가장 먼저 의문을 품고 질문한 이들에 대한 기록이다. 동시에 온갖 위험을 무릅쓰고, 지루하고 고통스럽게 반복하고 열중해나간 끝에 누구도 보지 못한 것을 가장 먼저 확인한 이들의 기록이다. 그들은 모두 과학자였지만, 그들이 발견해낸 혁신의 실마리는 인류 전체의 생활과 의식 수준을 더 높은 차원으로 끌어올렸다. 또한 회사를 다니고 학교에서 공부를 하고 있는 평범한 우리들에게도 많은 영감을 불러일으킨다. 우리 각자는 어제와 똑같은 방법으로 오늘의 일을 그저 반복하는 데 그쳐도 되는 것일까? 우리는 우리의 학생과 후배들에게 어떻게 질문하고 해결하도록 북돋을 수 있을까? 책은 다양한 방식으로 우리 안에 잠들어 있는 ‘더 나은 삶의 방향과 방식’에 대해 욕망하게 만든다. 또한 우리가 안고 있는 문제를 깨부술 수 있는 사고의 실마리를 얻도록 돕는다. 새롭게 영감을 얻고, 패턴화된 삶에 자극을 얻고자 하는 이들에게는 굳어 있는 뇌를 깨우는 단비 같은 책이 될 것이다.
성실하고 친절한 과학 저술가 김홍표 교수가 던지는
‘질문하지 않는 세대’에 대한 다정한 충고
의학과 약학 분야의 한국인 기초과학 상위연구자(한국연구재단이 톰슨로이터 DB의 피인용 상위 10% 논문을 분석한 자료)이자 아주대학교 약학대학 교수인 김홍표는 최근 대한민국에서 가장 많은 대중강연을 하는 과학자 중 하나이다. 그는 청소년을 대상으로 한 강연이나 전공자들을 대상으로 한 강연을 가리지 않고 일단 질문을 던진다. 그는 질문을 통해, 답을 알게 되는 동시에 우리가 무엇을 모르는지를 알 수 있다고 말한다. 우리가 무엇을 모르는지에 대한 자각은, 합리적인 의심과 발전적인 질문으로 이어진다. 그는 비단 과학 분야뿐 아니라 문학과 영화에 등장하는 많은 사례를 들어 이 책을 읽는 독자들이 최대한 풍성하게 과학적 사고란 무엇이며 그 실체에 다가서...기 위해서 무엇을 생각해야 하는지를 설명한다. 분야를 넘나드는 재미있는 설명과 깊이 있는 통찰은 우리가 과학 교양서에 대해 갖고 있는 막연한 오해들을 일시에 해소한다.
빅 데이터 시대의 정보는
숫자가 아니라 통찰로 이어져야 한다!
2011년 마틴 힐버트와 프리실라 로페즈는 <사이언스>에 발표한 논문에 2002년을 디지털 시대가 열린 해로 지목했다. 신문이나 책과 같은 아날로그 방식으로 정보를 저장하던 시대가 지나고, 인터넷을 통해 본인들이 찾고자 하는 정보를 거의 즉자적으로 찾는 시대가 된 것이다. 그러나 인터넷은 답을 정확하고 정교하게 배달해주는 기술이지, 내가 무엇을 알고 싶어 하고 무엇을 알지 못하는지는 알려주지 않는다. 인터넷이 제공하는 답에 익숙해지면, 자연스럽게 질문 자체는 물론이고 질문하는 방법조차도 잊어버리게 된다. 이 책은, 우리가 학교와 가정에서 우리가 속해 있는 공동체 안에서 어떻게 지적 호기심을 충족시킬 수 있는지, 어떻게 질문해야 하고 답해야 하는지에 대해 ‘질문과 증명의 달인들’의 사례를 통해 안내한다. 다소 엉뚱한 질문과 무모한 해결방식은 그 자체로 책을 읽는 기쁨을 선사하며 나의 문제해결 방식에 대한 도전의식을 갖게 한다.
[들어가며]
실패할지라도 언제든 아름다울 수밖에 없는 생각
제0장 과학은 동사다
: 준비된 자에게 우연은 더 이상 우연이 아니다
제1장 질문은 곧 창조다
: 존재의 잊힌 측면을 바라보게 하는 힘
제2장 최초의 비타민
: 선명하고 아름다운 결과들
제3장 센트죄르지의 후예들
: 과학적 전통은 과학자의 자긍심에서 나온다
제4장 콜레스테롤 형제들
: 가장 먼저 증명하기 위한 치열한 레이스
제5장 원숭이와 인간의 혈액형은 같은가?
: 란트슈타이너가 누린 자유
제6장 페스트, 쥐, 그리고 열역학 법칙
: 명백한 결함이 살아남는 이유
제7장 적도에서 피는 더 붉다
: 함께 쌓아올리는 양적 축적의 구조물
제8장 시케토숙푸말옥
: 질적 도약을 가능하게 하는 질문
제9장 질소가 쏘아올린 노벨상
: 과학의 야누스적인 면모
제10장 용감한 과학자들
: 무모함이 발견을 낳는다
제11장 빅 데이터 시대를 사는 과학자의 보폭
: 과학은 통찰이지 숫자가 아니다
참고문헌 299
센트죄르지가 말했듯이 모두가 한 곳을 보고 있지만 아무도 생각하지 않는 곳에서 위대한 과학적 발견이 이루어진다. 하지만 한 곳을 보는 사람이 많아질수록 과학과 기술의 양적 축적이 이루어진다. 다른 ‘생각’이 필요한 순간이다. 그러므로 위험을 무릅써 양질 전화를 향한 도약을 감행하는 행위는 실패할지라도 언제든 아름답다. 13쪽
관찰과 가설의 힘은 바로 ‘있는 그대로의 존재’를 여러 층위에서 바라보려 할 때 마침내 꽃을 피워낼 수 있다. 35쪽
내가 보기에 현재 과학이 수혈 받아야 할 것은 ‘역사’이다. 역사를 편입시킬 때 비로소 과학이 진정한 객관성을 확보하게 된다는 점은 엄연한 사실이다. 조류와 포유류가 갈라지던 시점에서 어떤 일이 있어났는가를 알아야 포유류의 적혈구에서 핵이 왜 사라졌는지 비로소 ‘의심’하게 되는 것이다. 그것만이 아니다. 며칠씩 잠을 자지 않고 히말라야를 넘는 새들의 적혈구에 들어 있는 핵은 무슨 일을 하는 걸까 ‘질문’하게 되는 것이다. 49쪽
일정한 수준에 올라 명성을 쌓은 과학자들이 저지르기 쉬운 악덕이 바로 저 열린 자세를 잃어버리는 것이다. 그런 상황이 찾아오면 이제 그의 명성이 되려 지식을 발전시키고자 하는 목표를 질식시킬 수도 있다. 131쪽
흥미로운 사실은 비타민 B를 구성하는 코발트가 영국 백자에 푸른색 그림을 그리는 안료로 사용된다는 점이다. 그래서 고려청자는 어떤가 하고 찾아보았더니 청자의 비취색은 철 때문에 생기는 것이란다. 곰곰 생각해보면 무기물과 유기물의 결합이 생명의 뼈대를 이룬다는 점은 틀린 말이 아니다. 석탄이 과거의 양치류 식물이었고 석유에서 엽록체가 변한 포피린 상자가 발견되는 것도 고개가 끄덕여진다. 삶은 무기물을 향해서 가고 다시 유기물로 돌아온다. 163쪽
1961년 노벨 화학상은 캘빈에게 돌아갔다. 캘빈은 시상식 연설에서 “헛되고 잘못된 실험을 수행한 것처럼 보이는 많은 선배와 동료들이 있었지만 그들의 노력은 우리 모두가 만들어낸 구조물의 빌딩 블록이었다”라고 말했다. 여기서 언급하지 않았지만 캘빈 회로의 탄생에는 알베르트 센트죄르지도 커다란 역할을 했다. 이 헝가리 출신 과학자는 다음 장에서 다시 등장한다. 여기서 우리가 생각해볼 수 있는 사실은 과학에서 중복 발견은 매우 흔하게 일어난다는 사실이다. 과학에서도 정보와 지식의 양적 축적이 실현된 이후에는 질적 도약을 감행할 예리한 지성들이 언제든 등장한다는 뜻이다. 메이어와 같은 의사들, 헬름홀츠 또는 줄과 같은 과학자들은 토대를 쌓는 그러한 작업을 훌륭히 해냈다. 206쪽
재미있는 사실은 하버의 부인 임머바르의 독일어 말뜻이다. ‘항상 진실하다(Es ist immer wahr).’ 이름대로 그녀는 그렇게 살다가 갔다. 생명에 대한 통찰력을 과학자들도 가져야 한다고 클라라는 얘기했다. 생명에 대한 통찰이란 생명이 무엇인가를 이해하는 것이다. 그것은 과학자들도 반드시 깃들어 살아야 하는 인간 사회에 관한 이해와 따뜻한 시선으로 인간을 바라보는 자세를 포함할 것이다. 그렇지만 아메리카 인디언들이 그랬다고 하듯 자연과의 교감도 빠질 수 없다. 현대 과학의 발전은 세균도 엄연한 자연의 구성원이라는 점을 부각시키고 있다. 자세한 얘기는 하지 않겠지만 세균과 잘 지내는 것이 건강하게 사는 지름길이라는 연구 결과는 지금 엄청나게 쏟아져 나오고 있다. 244쪽
인터넷은 답을 정확하고 정교하게 배달해주는 기술이기는 하지만 내가 무엇을 알고 싶어 하는지 혹은 내가 무엇을 알고 있지 못하는...지 알지 못한다. 인터넷이 제공하는 답에 익숙해지면서 문제가 되는 것은 질문이 사라지고 있다는 엄연한 사실이다. 결국 질문은 인간은 어디에서 왔고 어디로 갈지 혹은 인간 행동의 결과는 인간의 미래에 어떤 영향을 미칠지 하는 것들이다. 혹은 세포막의 기원은 어떤 것인가 하는 자연 혹은 생명에 관한 질문들이다. 그렇기에 방대한 양의 참고문헌과 함께 제공되는 인터넷 속의 세상은 호기심을 펼치기에는 꿈같은 세상이다. 우리는 학교에서 혹은 가정에서 혹은 지역 공동체 안에서 지적 호기심을 충족시키는 질문을 던지는 방법에 대해 심각하게 고민해야 한다. 295~296쪽
김홍표 [저]
'적혈구에서 미토콘드리아는 왜, 언제 사라졌을까?', '화살나무 줄기에선 어째서 십자날개가 돋아난 것일까?' 남들이 궁금해하지 않는 사소한 것들에 끊임없이 질문을 던지고 답을 찾고자 애쓰는 생물학자이다. 서울대학교 약학대학 약학과를 졸업하고 동 대학원에서 석사학위와 박사학위를 받았고, 국립보건원 박사후 연구원과 인하대 의과대학 연구교수를 지냈으며 피츠버그 의과대학, 하버드 의과대학에서 연구했다. 현재 아주대학교 약학대학 교수이다. 천연물 화학, 헴 생물학, 바이오 활성가스 생물학, 자기소화, 면역학과 관련된 여러 편의 논문을 썼다. '2009~2014년 한국인 기초과학 상위 연구자(한국연구재단이 톰슨로이터 DB의 피인용 상위 10% 논문을 분석한 자료)' 중 의학 분야 4위, 약학 분야 3위 연구자이다. 지은 책으로 [김홍표의 크리스퍼 혁명], [먹고 사는 것의 생물학], [산소와 그 경쟁자들]이 있고 옮긴 책으로 [물의 과학], [섹스, 다이어트 그리고 아파트 원시인], [헴 생물학], [내 안의 바다, 콩팥], [우리는 어떻게 태어나는가], [진화와 의학], [신기관], [인간과 동물의 감정표현], [제2의 뇌]가 있다.
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