과학의 지형도 by 고인석

[ 읽은 이유 ]

 

나는 문과를 나오고 경영대를 간 탓에 과학에 대하여 잘 모른다.

알고 싶지도 않았고.....

 

입시 때문에 그저 외웠야만 했던 생물, 화학은 내가 그저 지겨움으로 기억된다.

점수를 위해 풀어야 했던 수학의 정석은 그저 나의 괴로운 추억의 한 자락일 뿐이었다.

 

하지만 나이가 먹을수록 내가 전공한 경영학이 나는 윤리학처럼 느껴졌다.

그리고 내가 배워 보지 못한 과학, 공학 분야에 관심이 가게 되었다.

 

 

[ 배운 점 ]

 

일단 물리학과 화학, 생물학의 간략한 역사를 통해 그 학문간의 관계와 차이를 아주 조금은 이해할 수 있을 것 같다.

 

또한 저자는 현대 사회 문제는 복잡성으로 인해 전문가들이 아닌 전문가들의 통합을 이끌 체계가 중요하다고 본다.

이런 의미에서 다양한 시선과 관점의 의미 있는 통합을 강조한다.

 

이러려면 먼저 각 부분의 의미가 충실하게 살아 있어야 한다.  부분들을 하나로 꿰매는 일이 필요하다.  전체를 포괄하는 지형도의 관점에서 부분들을 조정하고 꿰매는 통합의 작업이 필요하다는 주장..

 

그러기에서 우선 '소통'이 가장 중요하다는 결론을 맺는다..

 

소통....2016년 10월 30일.....최순실 사태를 보면서....

문제를 해결하는 전문가들의 통합.....소통......

 

우리나라와는 왜 이리 멀게 느껴지는지... 

 

[ 주요 내용 ]

 

ㅇ 스스로 그것에 대해 생각해 보지 않은 채 습득한 지식은 그것을 가진 사람에게 도움이 되지 않는다. 어떤 공식을 그냥 외운 사람과 그 공식의 각 항이 무엇을 뜻하고 왜 식이 그런 꼴을 띠는지, 교과서에 제시된 예제의 상황이 그 공식과 어떻게 연관되고 있는지, 설령 100% 이해가 되지 않더라도 이모저모로 곰곰히 생각해 본 사람 사이에는 중요한 차이가 생긴다. 공식이 도무지 적용되지 않을 것처럼 보이는 진짜 문제들은 오로지 후자만이 다둘 수 있다.

 

ㅇ 창조적인 상상력이 '무'의 바탕 위헤서 특별한 방식으로 성장할 수 있는 듯이 생각한다면 틀린 생각이다. 상상력은 읽은 것, 들은 것, 배운 것에 대해 이게 무슨 얘기인가, 정말 그런가, 왜 그런가, 달리 생각할 수 없는가 하고 스스로 묻고 생각해 보는 데서 싹트고 성장한다.

 

ㅇ 현대 사회에서 등장하는 중요한 문제 가운데 어느 한 특정 전문 분야의 역량 안에 놓이는 것은 거의 없다는 사실이다......한 남자가 병원에 실려 왔을 때 그의 건강을 회복하는데 필요한 모든 지식과 기술이 정확히 한 분야의 전문의에서 나올 수 있는 확률은 1보다 0에 휠씬 가깝다.

 

 

ㅇ 한 기업이나 국가 그리고 세계는 당면한 문제들을 해결하기 위해 다양한 구성의 협력을 필요로 한다. 그리고 이런 협력이 제대로 작동하여 하나의 유효한 해결책이 산출되기 위해서는 상이한 관점과 방법론을 지닌 여러 전문 분야의 시각과 힘을 문제에 알맞은 방식으로 모으고 조정하는 코디네이션이 필요하다....

 

ㅇ 어떤 것을 과학으로 인정할 수 있는가에 관한 문제는 사과와 배 가운데 무엇이 더 맛있는가 하는 물음과 달라서, 사회적 판단을 요구하기 때문이다.

 

ㅇ 가급적 적은 수의 원리들로 묶어 이해하고 설명하려는 욕구가 바로 과학적 탐구를 낳는 정신의 중요한 특성이다. 달리 표현하자면 보편성의 추구다. 다양성의 배후에서 일반성 혹은 보편성의 요소를 건져내는 것은 과학자의 눈이 수행하는 중요하고도 기본적인 작업이다.

 

ㅇ 20세기 걸출한 사상가 중 한 사람인 화이트헤드는 서양 사상 전체가 플라톤(의 글)에 붙인 각주에 불과하다는 말로 수많은 학자들의 고개를 끄덕이게 했다.  또 아리스토텔레스는 모든 학문 분야에 걸쳐 천년이 넘도록 지배적인 영향을 행사한 대학자다.

 

ㅇ 플라톤은 사물의 진정한 모습은 감각의 세계 너머에 있다고 보았다.....그런 본질을 탐구하려는 자에게 우리의 눈과 귀는 사실 믿을 만한 도구가 못된다. 진리를 탐구하려는 자는 그래서 감각의 차원을 뛰어넘는 훈련을 하지 않으면 안된다. 수학의 가치는 바로 여기 있다. 수학은 우리에게 눈앞에 놓인 현상의 세계를 뛰어넘어 진정한 본질의 세계를 볼 수 있게 하는 연습을 제공한다. 감각에 매달리지 말고 이성의 힘으로 그것을 뛰어넘을 것......

 

ㅇ 플라톤에게 수학이 중요했다면, 아리스토레렐스는 평생 그가 연구하고 저술을 남겼던 수많은 분야들 가운데서도 생물학에 많은 시간과 관심을 쏟았다....

 

ㅇ 코페르니쿠스는 고대 그리스의 천문학 문헌 속에서 태양 중심의 우주 구조에 관한 이야기를 발견했다.....고대 그리스 천문학자 이리스타르코스(Aristarchos)....

 

ㅇ 변화가 일어나기 위해서는 전혀 다른 관점을 세워 보는 발상의 전환과 더불어 치밀하고도 고집스런 관찰과 기록의 축적, 그리고 그런 관측이 증언하는 실재의 흔적을 최대한 정밀하게 그리고 포괄적으로 끌어안는 통찰력, 또 아무리 미세하더라도 본질적인 차이를 간과하거나 덮어버리지 않는 지적인 태도가 있어야 했다. 혁명은 지나가고 나면 자연스러운 일이 되지만, 제대로 된 혁명을 빚어내기는 정말 어려운 일이다.

 

ㅇ 뉴튼 이후 역학에서 "힘은 운동의 원인이 아니라 가속도의 원인"이라고 해야 옳을 것.....즉 운동이 있다고 해서 힘이 존재하는 것이 아니라 운동의 변화 즉 운동 속도의 크기나 방향이 변하는 경우에만 힘의 크기를 논할 수 있다.

 

ㅇ 뉴튼 역학은 천계와 지계를 꿰매어 동일한 법칙에 복종하는 하나의 세계를 만들었다.

 

ㅇ 뉴튼의 운동 3법칙 중 제 2법칙: 힘과 가속도의 법칙 F=ma는 막대한 적용 범위를 가진 역학의 핵심 법칙.....

 

ㅇ 생각만으로 도저히 자연이 어떤 특성을 지녔을지 대답할 수 없는 상황에서 하나의 실험이 의문에 대한 대답을 제공한다면 그것이 바로 '결정적 실험'이다.

 

ㅇ (특정 분야)전문가 집단 혹은 과학자 공동체라는 개념....필자는 쿤의 가장 예리한 시선이 드러난 지점이 바로 '과학 연구의 주체는 과학자 공동체'라는 그의 통찰이라고 본다. 이런 관점에서 말하자면 과학에 패러다임이 생겨난 것은 과학 단체가 생겨난 이후라고 할 수 있다.

 

ㅇ 화학은 물리학과 생물학 가운데서 양쪽을 잇는 허리 역할을 하는 중심 과학....

 

ㅇ 화학은 변화를 탐구하는 학문..

 

ㅇ 중대한 이론적 변화가 일어날 때는 그것과 더불어 그 분야의 명명체계가 변화를 겪는 것이 보통....사전이 바뀌었다는 것은 세계를 바로보는 우리의 눈, 세계를 이해하기 위해 의식적 혹은 무의식적으로 적용되는 우리의 개념들이 바뀌었다는 것이다.

 

ㅇ 대상과 모형 사이에는 어떤 유사성 혹은 구조의 동형성의 관계가 성립하고, 그런 유사성 혹은 동형성은 우리에게 저 보이지 않는 대상을 이해하고 다룰 수 있는 발판을 제공한다.

 

ㅇ 화학의 관심사는 물질들 각각의 고유한 성질이고 그것들의 변화다. 그리고 '물질의 성질'이 나타나는 대상의 수준은 분자다. 물은 (1기압하에서라면) 섭씨 100도에서 끓기 시작하고 0도에서는 얼기 시작한다. 0도와 100도 사이에서 그것은 투명하고 흐르는 성질을 지닌다. 또 그것을 마시면 갈증이 해소되기도 한다. 이런 것들은 모두 H20라는 분자가 지는 성질이다. 한편 물 분자를 구성하는 수소 원자(H)나 산소 원자(0) 중 어느 것도 이런 성질들은 나타나지 않는다. 수소 원자를 아무리 열심히 연구해도 또 산소 원자를 아무리 열심히 연구해도 물의 성질은 보이지 않는다. 수소 기체의 분자나 산소 기체의 분자 역시 물 분자의 성질을 지니고 있지 않다. 분자가 다르면 화학적인 관점에서 다른 것들이다.

 

ㅇ 동일한 물질이지만 다른 상태.....성질이 변하는 기준을 '분자가 달라졌는지'로 잡아 볼 수 있지 않을까?....철이 녹슨 경우...... Fe로부터 Fe0 또는 Fe203 같은 분자로 변했으므로 '화학적인 변화가 일어나서 다른 분자 즉 물질이 되었다'라고 판단하게 된다.

 

ㅇ 탄소와 산소가 만나서 만들 수 있는 분자 중에는 이산화탄소(Co2)와 일산화탄소(co)가 있다. 삼산화탄소(co3)는 없나? 삼산화탄소라는 분자는 존재하지 않는다. 왜? 화학 결합은 두 종류의 원소가 각각 원자 한 개씩 즉 1:1로 결합하거나 1:2로 결합하는 것만 가능하고 1:3 같은 방식으로는 이루어질 수 없기 때문일까?

 

ㅇ 길러트 루이스는  '공유 결합'이라는 개념으로 유명. 옥텟 규칙.....(8만들기 규칙)....원자들은 그것의 최외각 전자가 8개 될 때 안정한 상태를 이루며, 화학 결합은 이런 조건을 충족시키는 방향으로 이루어 진다... 최외각 전자 = 보어 모형에서 가장 위쪽 에너지 계단에 위치한 전자에 해당

 

ㅇ 분자 수준의 화학적 현상을 양자역학의 기반 위에서 설명하고 예측하는 분야 - 대표적으로 양자화학-가 발달했고, 고성능 컴퓨터가 개발되면서 양자역학적 계산과 결부된 실질적인 어려움 역시 크게 경감되었다......양자역학과 화학이라는 두 영역의 결합을 함축하고 있는 양자화학은 오늘날 화학의 이론적 중심을 차지하고 있다고 해도 그리 빗나간 말이 아니다.

 

ㅇ 자연과학뿐 아니라 어떤 전문 영역에서도 그 분야의 전문가들를 향한 교육과 훈련의 가장 핵심적인 부분은 그 분야에서 통용되는 개념 체계를 받아들이고 그것에 익숙해지는 과정이다.. 그 분야의 의사 소통에 빈번하게 등장하는 개념들을 그 분야의 기존 전문가들과 같거나 적어도 충분히 유사한 방식으로 사용하지 못할 경우 성공적인 전문가가 될 수 없을 것은 뻔한 일이다...분명 성공적인 의사소통 시스템이 작동하고 있는 모든 전문 분야에는 적어도 그것을 가능하게 하는 개념체계 즉 일종의 사전이 있다고 볼 만한 이유가 있다.

 

ㅇ 다윈의 해답 : 변이 -경쟁 - 자연 선택

 

ㅇ 현대 생물학의 세 가지 구성 요소

다윈의 진화론,,,, 유전 현상에 대한 연구.....생명체를 세포 혹은 그보다 더 미시적인 수준에서 탐구하는 작업의 전통

 

ㅇ 거시적인 수준에서 자연의 변화를 설명하는 진화론과 세대간의 형질 관계를 다루는 유전 이론, 그리고 생명체의 구조와 상태를 세포 또는 그보다 더 작은 크기의 현상 영역에서 고찰하는 미시생물학...

 

ㅇ 오늘날엔 적지 않은 학자들이 "어쩌면 생명과학이 물리과학으로 환원가능한 영역일지도 모른다"고 생각한다...에른스트 마이어는 생물학을 물리과학으로 완전히 환원하는 일이 불가능하다고 본다. 간추리자면, 그 불가능성의 가장 명백한 이유는 생물학이 궁극인과 혹은 진화론적 인과를 문제삼은 가운데 근본적으로 역사과학의 성격을 띠는 진화생물학을 포함하기 때문이다.

 

ㅇ 근접원인이란 각각의 유기체나 그 몸의 각 부분의 기능에 직접 영향을 미치는 인과적 요소들을 가리킨다. 궁극원인을 규명한다는 것은 유기체나 그것이 속하는 종이 왜 그런 형태나 특성을 갖도록 진화해 왔는지를 설명하는 일을 뜻한다....예컨대 생화학이나 세포생리학 같은 분야에서는 근접인과가 문제가 된다. 반면에 진화생물학에서는 궁극인과가 관심의 중심에 놓인다.

 

ㅇ 궁극인과 즉 진화적 인과에 대한 탐구는 어째서 이 생물종이 그와 같은 특성을 지니게 되었는지를 '유전 프로그램'의 관점에서 설명하려 하는 한편, 근접인과에 대한 탐구의 과제는 특정 유전 프로그램이 구체적인 개체에서 어떻게 발현되어 어떤 표현형을 만드는가 하는 물음이다. 이처럼 두 물음의 영역은 '유전 프로그램'이라는 접함점을 통해 서로 이어져 있기도 하다.

 

ㅇ 생물학적 진술들을 물리과학의 명제들로 환원하는 일은 근접인과에 관한한 가능할지 모르지만 궁극인과의 영역에서는 불가능하다고 할 수 있다. 다시 말해 궁극인과를 규명하는 일은 물리과학적 지식으로 환원될 수 없는 생물학적 탐구의 고유한 과제로 남으며, 여기서 생물학 고유의 자율성이 한 차례 확연히 드러난다.

 

ㅇ 화학의 대상인 분자와 물리학의 몫인 원자 사이에는 전체-부분의 관계가 성립

 

ㅇ 생명의 비밀이 DAN 분자의 미시적 구조에 담겨 있다면 생물학자는 분자 수준을 탐구하고 다룰 수 있는 능력을 필요로 할 것....그것은 화학이 제공하는 능력이다.. 실제로도 오늘날의 생물학도는 화학을 배우지 않고서는 전문가가 될 수 없고, 화학 전공자 못지 않은 화학 실력을 갖추지 않고서는 훌륭한 생물학자가 되기 어렵다.

 

ㅇ 인간이 가진 23쌍의 염색체를 구성하는 DNA는 총 30억 개 정도의 염기로 이루어져 있다. 인간의 생물학적 형질은 네 종류의 철자 A, T, G, C로 이루어진 30억 글자의 배열에 의해 좌우되는 것.....인간 게놈 프로젝트는 여러 샘플들에 대한 조사와 통계 처리를 통해 사람들이 30억 개에 달하는 염기의 배열 가운데 대략 99.9%의 공통적인 일치 부분을 가지고 있음을 알아 냈다.

 

ㅇ 인지과학의 마당에서는 뇌과학, 심리학, 언어학, 철학, 전산학, 신경생리학 등 다채로운 전문 분야들이 협력한다....

 

ㅇ 의미 있는 통합을 위해서는 먼저 각 부분의 의미가 충실하게 살아 있어야 한다.  부들을 하나로 꿰매는 일이 필요하다.  전체를 포괄하는 지형도의 관점에서 부분들을 조정하고 꿰매는 통합의 작업이 필요.....