과학이 필요한 시간

★★★★★ 김상욱 교수, 박권 교수 추천 도서
★★★★★ 침착맨, 윤하 강력 추천
★★★★★ 구독자 63만 과학 유튜브 〈안될과학〉
★★★★★ 유튜브 채널 누적 조회 수 6,500만

인공지능과 인간 지능, 결국 그 둘은 서로 같은 것일까?
인간은 노화를 극복하고 타인의 뇌를 읽어낼 수 있을까?
우리 우주는 정말로 2차원 평면에 기록된 홀로그램일까?
1차원 끈으로 이루어진 우주는 무한하게 펼쳐져 있을까?
도대체 이 모든 건 어떻게 그리고 왜 존재하게 되었을까?


"궤도는 정확하다. 꼭 필요한 만큼만 이야기한다.
궤도는 영리하다. 사람들이 좋아할 주제만 다룬다.
궤도는 친절하다. 어려운 개념이 나오면 반드시 예를 든다.
궤도는 적절하다. 지금이야말로 과학이 필요한 시간이니까."
─김상욱, 경희대학교 물리학과 교수 · 『떨림과 울림』 저자

한 알의 모래에서 우주를 보고
무한한 우주에서 나를 찾는 길

이 책은 크게 컴퓨터과학, 생물학, 천문학, 물리학, 수학으로 나누어 과학의 다섯 갈래를 다루는데, 이는 특수한 것에서 점점 더 일반적인 주제들로 단계를 밟아가며 여러 층위에서 과학을 조망하도록 구성된 것이다. 예를 들어, 컴퓨터가 과연 인간 수준의 지능을 갖출 수 있는지를 탐색하며 21세기 최대 화두인 인공지능과 기계 학습을 다루기 시작해(1부), 우리의 모든 의사 결정에 관여하는 뇌(2부), 괴물 같은 천체의 움직으로 일그러지는 시간과 공간(3부), 상대성이론과 양자역학 그리고 이 둘을 통합하는 끈(4부), 과학을 다루는 언어이자 이론 그 자체인 수학과 집합론까지 나아가는 식이다(5부).
세부적으로도 각 장이 서로 유기적으로 연결되도록 구성되었다. 예를 들어, 블랙홀의 특성을 다루고 나서 비로소 블랙홀 한 쌍의 충돌을 이용해 중력파를 감지하는 레이저간섭중력파관측소(LIGO)에 대해 이야기하고, 시간의 방향을 나타내는 물리량으로 엔트로피를 소개하고 나서 물리학에서의 정보를 정의한다. 또한 양자역학 또는 표준 모형이 예측하는 기본 입자들을 분류하고 나서 이들의 속성을 끈 이론으로 되짚어 보며, 차원이라는 개념을 소개하고 이를 바탕으로 푸앵카레 추측을 설명한다. 무엇보다 이 책에서 다루는 모든 내용이 유튜브 채널 〈안될과학〉의 콘텐츠들을 보완하고 심화하는 한편으로, 채널 영상들과 병행해 이해를 높일 수 있도록 짜여진 것이 특징이다.

"『과학이 필요한 시간』은 이토록 어려운 과학을 우리의 일상 곁으로 데려온다. 인공지능과 양자컴퓨터, 생명과 인지, 블랙홀과 우주, 상대성이론과 양자역학, 무한과 밀레니엄 문제 등과 같은 어려운 주제를 놀라울 정도로 재미있고 유쾌한 일상의 언어로 이해하고 싶은 모든 이를 위한 책이다."
─박권, 한국고등과학원 물리학부 교수 · 『일어날 일은 일어난다』 저자

"인사할 시간도 없습니다.
여러분의 시간을 아껴드릴"
유튜브 채널 〈안될과학〉의 궤도

컴퓨터과학, 신경과학, 천문학, 물리학, 수학. 이토록 방대한 과학 주제들을 한 사람이 제대로 설명하는 것이 가능할까? 분자생물학자 김응빈 교수가 "너무 많은 걸 알고 있다"라고 이야기한 궤도라면, 걱정하지 않아도 좋다. 인공위성 궤도를 떠올리는 예명으로 〈안될과학〉의 진행자로 활동하기 전부터, 아프리카TV 최초 과학 토크쇼, 팟캐스트 〈과장창〉 등 여러 방송 및 온라인 플랫폼에서 오랜 시간 '가장 쉽고 빠르고 정확하게' 과학을 전달하고자 노력해 온 국내의 대표적인 과학 커뮤니케이터이기 때문이다.
그뿐만 아니라 저자는 〈KBS 뉴스특보〉에서 국내 최초로 대한민국 발사체 누리호의 발사를 생중계로 해설하고, JTBC 〈국과대표〉, iHQ 〈G식의 밤〉, MBN 〈스라소니 아카데미〉 등 다양한 TV 및 지상파 라디오 방송에 출연하며 전문적인 과학 지식들을 발 빠르게 전달해 왔다. 또한 '페임랩'을 기획하고 운영해 새로운 과학 커뮤니케이터를 발굴하는 한편, 거리에서 과학을 소개하는 '사이언스 버스킹'에도 꾸준히 참여하며 과학의 대중화를 위해 앞장서고 있다. 이말년 작가의 유튜브 채널 〈침착맨〉에서 진행한 2021년 침투부어워즈의 대상 및 3관왕을 수상한 저자의 이번 책에는, 그동안 뇌과학, 화학, 공학 등 분야를 가리지 않고 실속 있는 과학 지식들을 소개해 온 내공이 집약되어 있다.

"현상을 과학으로 풀어 설명하는 궤도는 볼 때마다 신나 보인다. 달콤한 과자를 이제 막 먹으려는 소년처럼."
─침착맨, 유튜버 · 웹툰 작가

과학이라는 우주의 언어,
그 언어를 이해하는 힘

"우주는 수학이라는 언어로 쓰여 있고, 수학 없이는 우주를 단 한 단어도 이해할 수 없다." 16세기 이탈리아의 천문학자 갈릴레오 갈릴레이의 이 말이 지금처럼 여실히 체감되는 시대는 없었다. 수학을 포함하는 과학은 말 그대로 어디에나 있다. 알고리즘이 추천한 영상에는 기후 위기로 인한 식량 가격 폭등이나 해수면 상승 시뮬레이션이 재생되고, 뇌과학 연구를 바탕으로 신제품을 진열하는 기업의 광고에는 가상 인간이 홍보 모델로 등장하며, 텍스트만 입력하면 실제 그림 같은 이미지를 자동으로 생성해 내는 인공지능 DALL-E에 관한 기사에는, 인공지능 번역기로 번역된 항의 댓글들이 실린다. 과학이 우주 그리고 세상의 언어라면, 바야흐로 모두에게 그 언어가 필요한 시간이다.

"21세기를 사는 우리에게는 두 가지 길이 있다. 하나는 어떠한 곳에서도 과학을 보지 못하는 것이고, 다른 하나는 모든 곳에서 과학을 보는 것이다. 모든 것이 기적이라고 믿는 사람에게 우주가 감동적으로 다가오듯이, 모든 것에서 과학을 보는 사람에게는 우주가 숨겨진 아름다운 비밀을 알려준다. 궤도는 우리를 그 두 번째 길로 안내한다."
─박권, 한국고등과학원 물리학부 교수 · 『일어날 일은 일어난다』 저자

이전 저서인 『궤도의 과학 허세』가 일상 속 과학을 다루는 'K-POP' 같은 책에 가까웠다면, 4년 만에 출간되는 『과학이 필요한 시간』은 과학이 낯설기만 한 독자도 과학 · 기술이 범람하는 현대사회에서 소외되지 않도록 과학의 기본 문법들을 충실히 전달하는 '클래식' 같은 책이다. 설명은 정교해지고, 위트는 다듬어졌으며, 다정함은 배가되었다.

"우리는 어디로부터 시작되어 어디로 가고 있을까? 이 물음이 사라지지 않는 한, 앞으로도 끊임없이 새로운 세계가 열릴 것이다. 미지는 흥미로운 동시에 두려운 것이기에, 우리는 '궤도'를 따라갈 필요가 있고, 지금이야말로 딱 '과학이 필요한 시간'이다."
─윤하, 음악가

들어가는 글: 무엇이 중요할까

1부 기계가 인간을 위해 노래할 때
[인공지능] 인간과 인공지능을 구별할 수 없는 세상이 온다
[기계 학습] 알파고는 지난 대국을 복기하지 않는다
[가상 인간] 인공지능, 가상 공간에서 신에게 도전하다
[컴퓨터] 0과 1로 생각을 모방하는 튜링 기계
[양자컴퓨터] 현실이 되어버린 공상, 양자컴퓨터

2부 당신 인생의 이야기
[시간] 어릴 적 지루했던 시간은 다 어디로 갔을까
[기억] 세상에서 가장 슬픈 시간 여행
[꿈] 살아 있는 생명체에게 부여된 꿈이라는 축복
[노화] 인공장기는 인간 수명의 한계를 극복할 수 있을까
[죽음] 죽음의 순간, 뇌는 무엇을 볼까

3부 블랙홀에 빠지는 가장 우아한 방법
[블랙홀] 지옥으로 가는 구멍이 우주에도 있을까
[중력파] 우주가 보내는 신호에 귀를 기울이면
[화성] 화성에서 제대로 된 일몰을 볼 수 있을까
[혜성] 현실에서 벌어질지도 모를 영화 속 한 장면
[제임스 웹] 우주를 보는 새로운 방법을 준비하는 인류

4부 최종 이론이라는 아름다운 꿈
[상대성이론] 시간을 달리는 소녀는 세상을 어떻게 볼까
[엔트로피] 악마는 엔트로피를 입는다
[정보] 우리가 살고 있는 세상이 홀로그램이라면
[양자역학] 가장 작은 세계부터 다중우주까지
[표준 모형] 늘어가는 내 몸의 질량은 어디서 왔을까
[끈 이론] 끈으로 이루어진 세상을 만들고 싶었던 이유

5부 무한보다 더 큰 무한을 담는 언어
[페르마의 마지막 정리] 기네스북까지 올랐던 수학 난제
[차원] 4차원 같다는 소리를 들어도 놀랍지 않은 이유
[푸앵카레 추측] 쓸모없어 보이지만 아름다운, 그래서 더욱 쓸모 있는 수학
[파이] 인류 역사상 가장 중요하고 유명한 상수
[무한] 영원히 끝없이 존재하는 상태를 찾아가는 여정

나가는 글: 가장 정확하게 실패하는 방법

궤도