어느 인문주의자의 과학책 읽기

코페르니쿠스, 갈릴레오 갈릴레이, 찰스 다윈에서

리처드 파인만, 올리버 색스, 나탈리 앤지어에 이르는 과학 고전을 읽다



"과학은 관찰을 통해 사람들의 아이디어를 심판한다. 관찰로써 옳고 그름을 판별하는 과학 발견의 원리는 과학의 범위를 '관찰이 가능한 문제들'로 제한한다. 따라서 과학에서 가능한 질문 틀은 '만약 우리가 이렇게 하면 어떤 결과가 벌어질까' 같은 것이지 당위와 가치 판단과 관련된 물음은 다루지 않는다."-본문 중에서



탁월한 문학적이고 인문학적인 소양을 바탕으로 과학책 읽기를 시도한 책. 과학자가 썼으면 딱딱한 이론 설명에 그쳤을 과학책 소개가, 인문주의자의 글로 술술 읽힌다. 글을 읽으면 누구나 저자가 말하는 과학책에 호기심이 생긴다.

저자는 '최성일의 찬찬히 읽기'를 통해 인문도서 서평을 꾸준히 해오면서 한편으로는 평소 즐겨 읽은 '과학과 과학 관련서'들에 관한 글들도 출판 관련 잡지에 기고하였다. 자칫 읽기 어렵고 난해할 수도 있는 과학책들이 유려한 글솜씨와 인문주의자의 눈으로 새롭게 태어났다. 과학책에 대한 서평이지만 한 꼭지 한 꼭지가 마치 과학계의 현재를 일목요연하게 보여 주는 듯, 종횡무진한다.

한때 함께 서평위원으로 활동하던 한 저명한 과학책 저자로부터 "과학도로 전향"하라는 조언 아닌 조언을 들을 만큼 해박한 지식을 갖추어 『책으로 만나는 사상가들』(전5권)을 집필한 안목이 과학책에서도 십분 발휘된 것이다.

저자는 책을 한 권을 보더라도 그 책을 쓴 과학자들을 얼기설기 얽는다. 계보를 만들어 데이터화한 것이다. 누구도 시도하지 못했던 작업이다. 그래서 과학책에 처음 관심을 갖게 된 사람이나 무슨 책을 읽어야 할지 막연해하는 독자라면 이 책에서 큰 과학의 그림을 만나게 될 것이다. 도서평론 책이 여럿 나와 있지만, 과학책 읽기 부류의 책은 아직 나온 것이 없다. 과학에 관심이 많은 청소년들에게 맥을 짚어 주는 책이 될 것이다.



<책 속으로 추가>

1910년대 방사능을 연구한 물리학자는 100명 안팎이었다. 그 숫자가 얼마 되지 않았기에 방사능 연구자들은 서로 알고 지냈다. 국가간 경쟁의식이 강화되고, 경제 이권을 둘러싼 경쟁이 치열해지던 시기였지만 "과학의 연구 결과들은 국제적으로 공유되고 있었다." 국적이나 인종보다는 어디서 누구와 함께 연구했느냐에 따라 친목과 반목 관계가 형성되었다. 핵폭탄은 과학 발견에 기초하여 만들어지고 실전에 사용되었다. 핵폭탄의 그런 속성 때문인지 몰라도 다이애나 프레스턴은 실험물리학자들을 눈여겨본다. 마리와 피에르 퀴리 부부가 발견한 '기적의 물질' 라듐 붐을 타고 토륨 함유 치약 같은 방사능 생활 용품이 만들어졌다는 사실은 충격적이다. 뭐, 요즘이라고 이런 일이 전혀 없다 할 순 없겠지만. 다이애나 프레스턴은 어니스트 러더퍼드를 비중 있게 거론한다. 이 책에서 러더퍼드는 가장 돋보이는 인물이다. 나는 다이애나의 서술을 통해 그의 존재감을 처음으로 인식하고 그가 얼마나 뛰어난 과학자인지 실감한다. "신비를 벗겨내는 일은 직관의 능력, 과감하면서도 엄격한 상상력, 튼튼한 몸과 최고의 정신을 필요로 한다. 지극한 연민의 시선으로 피에르 퀴리의 상처 입은 손을 주시하고 있었던 그 손님이 가진 기질이 꼭 그러했다." 또한 "러더퍼드의 원자 해석은 혁명적이었다."-67쪽



다윈이 아주 부유한 의사의 아들이 아니라 어느 장사꾼의 자손이었다면, 오늘날의 생물학이 얼마나 달라졌을까 생각하게 한다. 다윈이 누리고 있던 개인적인 경제력으로 말미암아 그는 그의 조사 활동을 마음대로 할 수 있는 자유가 있었다. 그는 여러 가지 질병에 시달려 하루에 제대로 일을 할 수 있는 여유라고는 고작 두세 시간에 불과할 때가 많았다. 따라서 그가 정직하게 제 손으로 벌어들인 돈으로 살림을 꾸려가야 할 처지였다면, 연구 활동은 완전히 포기하지 않으면 안 되었을 것이다. 다윈의 사회적 신분 역시 생애의 전환기에 중대한 역할을 했음이 최근에 와서 알려지게 되었다.-78∼79쪽



다윈이 설정한 적성의 독립된 기준에는 실제로 '개선된 설계improved design'가 내포되어 있지만, 당대의 영국인들이 선호하던 우주적 의미에서는 '개선되지improved' 않았다. 다윈에게 있어 '개선되었다 함'은 '눈앞의 국지적인 환경에 보다 적응하기 좋게 설계되었음'을 의미했다. 국지적 환경은 끊임없이 변한다. 날씨가 추워지는가 하면 더워지기도 하고, 습기가 많아지거나 메마르기도 하며, 초원이 번성하는가 하면 삼림이 형성되기도 한다. 자연도태에 의한 진화란 다름 아니라 그 속에서 살기에 보다 나은 설계로 이루어진 생물종들을 차등적으로 보전함으로써 변화하는 환경을 따라잡는 작업을 말한다. 매머드의 몸에 난 털은 우주적인 의미의 진보와는 상관이 없다.-80쪽



진화론이 과학의 정의에 들어맞지 않는다면 어떤 게 과학일까? "눈으로 볼 수 있는 범위가 제한되듯 귀로 들을 수 있는 소리의 주파수도 20~2만 헤르츠로 한정된다"거나 달팽이관의 길이에 따라 포유류의 가청 주파수 음역이 다 다르다는 것인가? 혈액 순환을 입증한 "하비의 과학적 실험"일까? 피부에서 분비되는 다양한 사이토카인cytokine의 기능을 아는 것인가? "사이토카인은 당단백질의 일종으로, 면역, 감염병, 조혈기능, 조직회복, 세포의 발전 및 성장에 도움을 준다. 또 항체의 생성을 유도하고 외부 침입에 대해 인체의 방어 체계를 제어하고 자극한다." 그렇지 않으면 연구를 위해 연구자가 위험을 무릅쓰고 헬리코박터 파일로리균을 직접 들이마시는 걸까?-101∼102쪽



내게도 나만의 '잔상효과'가 있다. 어느 때부턴가 나는 책읽기를 수면 촉진제로 삼는 것을 이해하지 못한다. 나는 책을 읽다가 노곤해지긴 해도 졸리진 않다. 피곤하거나 졸리면 아예 책을 손에 쥐지 않는다. 밤에, 자기 전에 한두 시간 넘게 책을 읽으면 곧바로 수면을 취하기가 어렵다. 한 시간 남짓 '머리를 식혀야 한다.' 이건 글을 쓰고 나서도 마찬가지다. 각성된 두뇌 활동을 진정시키진 않고선 잠이 잘 안 올 뿐더러 이를 생략하고 자면, 자도 잔 것 같지가 않다. "이 모두가 감각이 과도하게 자극을 받았을 때 일어나는 낮은 차원의 감각계가 보이는 현상이다." 밤에 책을 읽으면 잠자기 전 뜸을 들여야 하는 나의 '잔상효과'는 직업적 독서의 부작용으로 볼 수도 있겠다.-125쪽



엠바고가 과학 기자들에게 어렵고 난해한 기사의 정확성을 담보할 시간을 확보해 준다는 주장은 단지 표면적인 이유로 보인다. 실제로는 엠바고 시스템에 빠진/물든 기자가 그러한 보도 체계에서 쉽게 헤어나긴 어려울 것 같다. 학술지가 제공하는 보도 자료에 기대어 중간은 할 수 있고 낙종에 대한 두려움을 떨칠 수 있기에 엠바고는 부지불식간 기자 정신이 옅은 기자에게 족쇄가 될 수도 있지 않을까. 참고로 어느 과학 전문기자가 제시하는 과학 뉴스의 다섯 가지 기준은 '매력도' 혹은 흥미로운 정보의 제공, 주제에 대한 '기본 청중'의 크기, 중요도, 결과의 신뢰도, 시기 적절함 등이다.-135쪽



멘델레예프가 현대적 원소 주기율표의 토대를 다졌다면, 모즐리는 오늘날의 주기율표를 만드는 데 결정적으로 기여했다. 멘델레예프의 주기율표는 특정한 세로줄에 어울리는 성질을 가진 원소가 없으면 그 자리를 비워 놓고 그것의 발견을 미리 예측한 것과, 원소의 주기율이 원자량이 아닌 다른 성질에 의해 나타날 수 있음을 시사한 것이 장점으로 꼽힌다. "특정 원소의 특성 X선마다 에너지의 제곱근이 원자번호에 비례한다"는 '모즐리의 법칙'은 원자물리학 발전에 결정적 기여를 한다. 또한 원소의 원자번호를 정확하게 결정하고 미발견 원소의 존재를 확인해주는 등 주기율표의 발전에도 크게 기여했다.-151∼152쪽



윌슨은 사회생물학에 가장 인접한 사회과학 분야로 인류학을 든다. 인류학이 인간 본성의 유전적 이론을 가장 직접적으로 탐구할 수 있는 분야라는 게 그 이유다. 여기에다 사회생물학은 심리학의 방법 틀을 신중하게 활용한다. 그러나 우리가 보기에 사회생물학의 근친은 마르크스주의다. 윌슨이 제시하는 과학적 유물론의 방법론은 마르크스주의의 변증법적 유물론과 매우 비슷하다. 마르크스는 자연 현상에 정한 이치가 있다면, 사회현상도 그럴 거라 여겨 역사의 합법칙성을 도출했다. 윌슨의 생각은 더 과감하다. 그는 인간 본성의 유전적 진화론을 현실 과학으로 만든다는 전제 아래, 생태학과 유전학의 최고 원리들 중에서 유전적 진화론에 바탕을 둔 것들을 뽑아, 그것들을 인간의 사회 조직에 구체적으로 적용할 수 있어야 한다고 주장한다.-213쪽



마르크스의 주장은 단지 하나의 이론이었다. 자본주의에 대한 분석 틀로는 여전히 유효할 정도로 탁월한 데가 있다. 에드워드 윌슨의 사회심리학과 유전자 결정론 역시 하나의 주장에 불과하다. 윌슨과 그를 따르는 이들은 윌슨의 가설을 믿어 의심치 않겠지만, 적어도 그의 주장이 그들이 생각하는 것만큼 뛰어나진 않다. 어찌 아느냐고? 세상의 이치를 꿰뚫는 본질적(근본적, 발본적)이고 강력하며 압도적인, 모든 것을 포괄하는 전적으로 옳은 단 하나의 이론은 있을 수 없어서다.-219쪽



윌슨이 제안하는 생물학적 피폐에 대한 조심스럽지만 낙관적인 해결책은 다분히 감상적이고 순진한 구석마저 있다. 기업 최고 경영자의 헌신이 생명 다양성을 풍부하게 하는 데 필수적이라는 그의 상황 인식은 과학과 기술에 대한 낙관주의로 이어진다. 더욱 확실하게 밝혀진 마음과 행동의 생물학적 원천이 사회과학에 확고한 근거를 마련하여 정치적?경제적 재앙을 피하게 하리라는 전망에서는 윌슨의 결정론적이고 환원론적인 세계관이 읽힌다. 그는 종교적 심성에다 사람의 도덕심이 본능적이라는 여론조사 결과까지 끌어들이는데 다 좋다.-224쪽



20세기 원자물리학을 양자물리학(또는 양자론, 양자역학)이라고도 한다. 이 양자론量子論은 '불확정성원리'를 전제로 한다. 독일의 물리학자 베르너 하이젠베르크(1901-1976)가 발견한 '불확정성원리'는 고전물리학의 한계성을 수학적 원리로 표현한 것이다. 원자의 운동을 아주 작은 부분까지 정확하게 측정할 수 있다는 고전물리학의 믿음은 '불확정성원리'에 의해 깨진다. 위치와 운동량을 정확히 측정하면 미래의 운동량을 예측할 수 있다는 결정론적 자연관 또한 설 자리를 잃는다. '불확정성원리'는 위치와 운동량 가운데 어느 한쪽을 명확하게 하면 할수록 다른 쪽은 이에 반비례해 불확정이 된다는 이론이다. 어떤 한 시각에서 입자의 위치와 운동량을 정확하게 아는 것은 불가능하다. 실험기구의 불확정성 때문에 그런 것이 아니라 자연의 근본 원리가 그렇다는 얘기다. '불확정성원리'는 인간의 자연관을 송두리째 바꿔 놓았다.-226∼227쪽



20세기 전반기에 나타난 일군의 물리학자들은 고대 자연철학자들이 다시 등장한 듯하다. 고대 그리스의 자연철학자들에게 자연현상에 대한 탐구와 철학은 별개의 것이 아니었다. 그러나 철학과 과학을 병행하는 전통은 근대 과학 혁명기에 들어와 각자의 역할분담이 뚜렷해지면서 사라지게 된다. 하지만 막스 플랑크, 닐스 보어, 아르놀트 좀머펠트, 알베르트 아인슈타인, 볼프강 파울리, 베르너 하이젠베르크, 폴 디랙, 엔리코 페르미, 막스 보른, 에르빈 슈뢰딩거 같은 20세기의 새로운 과학을 생성한 과학자들은 철학자의 면모를 다분히 지녔다. 이들은 세상을 움직이는 기본 원리를 새롭게 파악하는 데 몰두하였고, 마침내 뉴턴으로 대표되는 고전물리학을 '명예퇴직'시킨다.

1927년 가을 벨기에 브뤼셀에서 열린 솔베이 회의 이후 5년은 '원자물리학의 황금시대'로 통한다. 그때 하이젠베르크는 닐스 보어가 주도하는 코펜하겐 그룹에 속했다. 하이젠베르크는 틈나는 대로 코펜하겐을 찾아 보어와 토론하는 시간을 가졌다. 스승의 나라에 첫발을 들여놓기가 무섭게 하이젠베르크는 덴마크에서 닐스 보어가 차지하는 막강한 위상을 몸소 체험한다.-228쪽



독서는 계기가 중요하다. 책에, 독서에 처음 빠져드는 것부터 그렇다. 아무리 사소할지라도 어떤 계기가 있어야 한다. 읽을 책을 고르는 것 또한 마찬가지다. 손에 잡히는 대로 읽는 무작정한 마구잡이식 책읽기는 흔치 않은 일이다. 하다못해 베스트셀러라는 손쉬운 계기라도 붙잡아야 한다. '(읽은) 책이 (읽을) 책을 낳는다'는 독서 속설에 기대는 게 매우 바람직하긴 하다.-261쪽



블랭크는 우리 환경 내부에서 사실상 '새로운' 것을 대상으로 하는 단순하면서도 부정확한 가정들 중 몇몇을 되짚는 것으로 말문을 연다. 그것은 최근 시작된 것처럼 보이는 초근대 목록들인 수질오염과 대기오염, 일터와 학교에 존재하는 석면 섬유, 손목굴 증후군, 빌딩 증후군, '탈진burnout' 등으로부터 출발한다. 손목굴 증후군은 '오래된 것이 다시 새로워진' 적절한 사례다. 손목굴 증후군과 유사한 '반복 사용 긴장성 손상 증후군'에 대한 증거는 문서화된 인류 역사 곳곳에 존재한다. 오염 책임자들은 크게 네 가지 전략으로 규제 조치를 허물어뜨린다. 먼저 '사실을 입증하기에는 정보가 불충분하다'는 비난은 우리에게 익숙한 그들의 공격적 방어 전략이다. 둘째, '희생자 비난하기' 역시 선례가 많다. 셋째는 '기계파괴자' 같은 딱지를 붙여 몰아세운다. 끝으로, 시장이라는 '보이지 않는 손'에 도움을 요청하는 것은 보호 규제에 반대하는 가장 현대적인 방식이다.-266쪽



영리한 무리의 두 번째 주요 원리는 정보 다양성이다. "꿀벌은 지식의 다양성을 이용하여 탁월한 결정을 내린다. 여기서 다양성은 무리의 대안들을 폭넓게 표본 조사하는 것을 말한다. 고를 대안이 많을수록 더 좋다." 다양성은 능력을 낳는다. 다양성의 효과를 헤아릴 때에는 상식을 따른다. 집단이 좋은 결정을 내리려면, 집단 자체가 꽤 영리해야 한다. 또한 그 집단은 다양해야 한다. 집단은 충분히 커야 하고 충분히 큰 개인들의 집합에서 골라야 한다. 구성원들이 서로 너무 많이 영향을 끼치는 것은 바람직하지 않다.-279∼280쪽



과학은 관찰을 통해 사람들의 아이디어를 심판한다. 관찰로써 옳고 그름을 판별하는 과학 발견의 원리는 과학의 범위를 '관찰이 가능한 문제들'로 제한한다. 따라서 과학에서 가능한 질문 틀은 '만약 우리가 이렇게 하면 어떤 결과가 벌어질까?' 같은 것이지 당위와 가치판단과 관련된 물음은 다루지 않는다. 과학의 또 다른 특징은 '객관성'이다. 관찰을 거쳐 도출된 "규칙은 구체적이고 명확할수록 더 흥미롭다." 과학 규칙의 핵심은 일관성에 있다. 그런 맥락에서 "과학은 매우 세분화된 분야가 아니라 완전히 보편적인 분야"다. "과학은 구체적인 규칙을 만들어서 관찰의 그물망을 통과하는지 알아보는 일종의 게임이다." 내 생각으론 과학은 안 우기는 게 아닐까. 과학이 우격다짐은 아니다. 원자 물리학 시대를 연 일부 이론은 그런 식으로 발견되고 검증되긴 했지만.-287쪽

책머리에-나의 과학책 읽기



1. 탁월한 우주 해설자의 삶과 열정

윌리엄 파운드스톤의 『칼 세이건 코스모스를 향한 열정』

2. 그래도 왜 우리가 굳이 화성(같은 곳)까지 가서 살아(남아)야 하나?

칼 세이건의 『코스모스』 특별판

3. '나의 첫 과학책'

발명발견과학전집 편찬위원회의 『소년소녀발명발견과학전집』

4. "지구가 움직인다는 것은 명백하다"

니콜라우스 코페르니쿠스의 『천체의 회전에 관하여』와 존 헨리의 『왜 하필이면 코페르니쿠스였을까』

5. 상투적이나, 그래도 지구는 돈다

갈릴레오 갈릴레이의 『시데레우스 눈치우스』와 베르톨트 브레히트 외 『갈릴레이의 생애』

6. 대량 살상 무기 개발 총책임자의 업보

제레미 번스타인의 『베일 속의 사나이 오펜하이머』

7. 만국의 과학자여, 재단결하라!

다이애나 프레스턴의 『원자폭탄, 그 빗나간 열정의 역사 ― 마리 퀴리에서 히로시마까지』

8. 참 아름다운 과학책

스티븐 제이 굴드의 『다윈 이후』

9. 과학은 어디에나 있다

장하나의 『속담으로 배우는 과학 교과서』와 다이우싼의 『고사성어 속 과학』

10. 과학은 늘 우리 곁에 있지만

김형자의 『과학에 둘러싸인 하루』

11. 간추린 의․과학사

예병일의 『내 몸 안의 과학-탄생에서 유전자 조작까지 몸 지도를 그리다』

12. 통계는 거짓말이야

조엘 베스트의 『통계라는 이름의 거짓말』과 대럴 허프의 『새빨간 거짓말, 통계』

13. 창조 '과학'은「국민윤리」다

필립 키처의 『과학적 사기』

14. 뇌와 음악 사이

올리버 색스의 『뮤지코필리아』

15. 과학 기사 잘 쓰고 잘 읽기

빈센트 키어넌의 『엠바고에 걸린 과학』과 이충웅의 『과학은 열광이 아니라 성찰을 필요로 한다』

16. 원소주기율표Ⅰ

프리모 레비의 『주기율표』

17. 원소 주기율표 Ⅱ

필립 볼의 『자연의 재료들』과 이미하의 『멘델레예프가 들려주는 주기율표 이야기』

18. '팔로마 산 천문대 르포'

리처드 프레스턴의 『오레오 쿠키를 먹는 사람들』

19. 우주망원경 그림자 뒤쫓기

제프 캐나이프의 『허블의 그림자-우주의 끝을 찾아서』

20. '우주의 기원에 관한 현대적 견해'

스티븐 와인버그의 『최초의 3분』

21. 배에 담긴 과학 원리

유병용의 『과학으로 만드는 배』

22. 수학에 대한 역사적 접근

토비아스 단치히의 『수, 과학의 언어』와 모리스 클라인의 『수학, 문명을 지배하다』

23. DNA는 진화의 확고한 증거물

션 B. 캐럴의 『한 치의 의심도 없는 진화 이야기』

24. '과학문헌 모음집'

존 캐리의 『지식의 원전』

25. 유전자가 인간이다

에드워드 윌슨의 『인간 본성에 대하여』

26. 돈으로 생물학적 피폐 문제를 풀자고요?

에드워드 윌슨의 『생명의 미래』

27. 과학은 토론이다

베르너 하이젠베르크의 『부분과 전체』

28. 건전한 정신․건강한 신체․'온전한 면역계'

매리언 켄들의 『세포전쟁』

29. 비평형은 '혼돈으로부터의 질서'를 낳는다

일리야 프리고진․이사벨 스텐저스의 『혼돈으로부터의 질서: 인간과 자연의 새로운 대화』

30. 과학적 입장은 충실하되 사회적 인식은 옅은

마크 마슬린의 『기후변화의 정치경제학』

31. 독일적인 너무나 독일적인

에른스트 페터의 『막스 플랑크 평전』

32. 인간 행동을 예측하는 물리학

A. L. 바라바시의 『버스트- 인간의 행동 속에 숨겨진 법칙』

33. 생명엔 미리 정해진 목적이나 계획 따윈 없다

스티븐 제이 굴드의 『생명, 그 경이로움에 대하여』

34. 생산현장의 위험천만한 독성물질

폴 D. 블랭크의 『생활용품이 우리를 어떻게 병들게 하나』

35. 과학 고전에 담긴 과학의 본질과 내용

가마타 히로키의 『세계를 움직인 고학의 고전들』

36. 과학자와 과학기자는 서로 긴장하는 사이여야

도로시 넬킨의 『셀링 사이언스』

37. '영리한 무리'의 네 가지 원리

피터 밀러의 『스마트 스웜』

38. 과학만큼 재미있는 과학 기초 입문서

나탈리 앤지어의 『원더풀 사이언스』

39. 과학은 안 우기는 거 아닐까

리처드 파인만 『파인만의 과학이란 무엇인가』



함께 읽은 책

최성일 저자 최성일

1967년 인천 부평에서 태어나 인하대학교 국어국문학과를 나왔다. <출판저널> 기자로 출판계에 입문하여 한때 <도서신문> 기자로도 일했으며, 여러 지면에 출판 시평과 북 리뷰를 기고했다.

지은 책으로는 『책으로 만나는 사상가들 1·2·3·4·5』(한국출판마케팅연구소, 2004-2010), 『테마가 있는 책읽기』(한국출판마케팅연구소, 2004), 『미국 메모랜덤』(살림, 2003), 『책으로 만나는 사상가들』(책동무논장, 2002), 『베스트셀러 죽이기』(한국출판마케팅연구소, 2001) 등이 있다.