9명의 전문가에게 듣는 내일을 열어주는 생각(FUN & LEARN 4)

분야의 폭을 넓혀 가며 생각하는 힘을 키워주는
〈FUN & LEARN〉 시리즈의 네 번째 책
《9명의 전문가에게 듣는 내일을 열어주는 생각》으로 올해도 어김없이 〈FUN & LEARN〉 시리즈가 출간되었다. 그동안 〈FUN & LEARN〉 시리즈에서 만날 수 있었던 우리 시대 최고 전문가들을 이번 책에서도 다양하게 만날 수 있으며, 그들의 이야기를 통해 내일을 위해 무엇을 준비하고 어떻게 생각할 것인가를 고민하는 시간을 가질 수 있다.
우리는 이미 이전과는 전혀 다른 세계를 살아가고 있다. 인공지능의 힘을 빌어 글을 쓰거나 그림을 그리기도 하고, 암을 진단하거나 신약을 개발하기도 한다. 이렇듯 인공지능은 우리 삶을 더 편리하게 변화시키며 삶의 질을 향상하고, 하루가 다르게 변화하는 첨단 과학기술은 인류의 역사를 새롭게 쓰고 있다.
점점 더 빠르게 변화하는 요즘, 우리는 항상 새로운 기술과 지식을 만난다. 이번 책에서는 인공지능은 물론 그동안 〈FUN & LEARN〉 시리즈에서 다루지 않았던 웨어러블 로봇, 데이터 과학, 중성미자, 양자컴퓨터, 기후위기를 포함한다. 9명의 전문가가 시리즈에 담긴 분야의 폭을 넓히며 다양한 세계로 우리를 안내하여, 미래 세대가 '생각하는 힘'을 기를 수 있도록 도와준다.
'무엇을 배우고 싶은가', '어떻게 바라볼 것인가', '어떻게 생각할 것인가'에 대한 답을 원한다면 지금 이들의 이야기에 귀를 기울여 보자. 이들이 전하는 내일을 위한 오늘의 이야기를 통해 그 해답을 얻을 수 있을 것이다.

- 생명과학의 흥미와 도전을 일깨우는 뇌과학, 뇌막 림프관을 찾아서……
첫 번째 이야기는 '뇌를 보호하고 청소하는 법'에 대한 이야기이다. 뇌는 우리 몸의 여러 기관을 조절하는 중추적인 기관이다. 이에 머리뼈는 외부의 물리적인 충격으로부터 뇌를 보호해 주고, 뇌막은 면역세포가 없는 뇌 안에 병원균이 침투하지 못하도록 막아 주며, 뇌 안에 쌓인 노폐물은 뇌액에 의해 청소된다. 이 책은 이런 뇌를 보호하는 우리 몸의 조직과 그 구조에 대해 하나씩 설명하며, 노폐물이 쌓인 뇌액이 뇌막 림프관을 통해 어떻게 배출되는지, 또 현재 뇌막 림프관과 뇌 청소율에 대한 연구는 어디까지 이루어졌는지 이야기한다. 혈관 및 림프관 연구 분야의 세계적 권위자로 꼽히는 생명과학자 고규영은 뇌의 측면 하부 쪽을 탐구하면서 비인두 림프관망과 연결된 집합 림프관을 발견하게 된 과정과 코의 사골판 부분 림프관을 통해 뇌액이 흘러나온다는 사실을 발견하게 된 과정을 이야기하며 생명과학 분야에 대한 흥미를 이끌어 내고, 생명과학 분야에서 아직 밝혀내지 못한 과제를 소개하며 도전 의식을 불러일으킨다.

- 인간의 능력을 회복·유지·증강·초월하는 공학, 웨어러블 로봇
'웨어러블 로봇'이라 하면 많은 이들이 영화 '아이언맨'을 떠올리듯 아직은 공상 과학물에나 나올 법한 소재로 생각한다. 두 번째는 인간의 능력을 회복·유지·증강·초월하는 공학으로, 웨어러블 로봇에 대한 이야기이다. 공학자 공경철은 '우리는 기술로 사람의 능력을 재창조합니다.'라는 문제 정의를 시작으로, 중학교 과학책에서 가장 처음 소개되는 '과학의 탐구 방법'을 통해 신체 능력이 저하된 사람을 돕는 지금의 웨어러블 로봇이 어떻게 만들어졌는지 소개한다.
우리가 탐구하는 모든 학문은, 어떤 기술이나 사회 현상을 관찰한 다음 문제를 정의하고 가설을 설정한다. 그러고는 가설에 따라 방법을 설계하고, 실행하며 검증을 거친다. 만약 가설이 잘못됐으면 다시 수정한다. 이 과정을 여러 번 반복하다 보면 마지막에는 결론이 도출된다. 하지만 현재의 청소년이 접하는 교육 환경은 결론이 무엇인지만 배운다. 공학자 공경철은 자신이 세운 문제 정의가 구체적인 기술로 조금씩 실현되는 과정을 이야기하며, 청소년들에게 저마다의 문제 정의와 가설을 설정하고 이를 증명해 가며 미래를 설계해 보자고 말한다.

- 인공지능이 보지 못하는 또 다른 세상을 보여 주는 새로운 시선을 만나다
인공지능의 발달로 많은 직업이 없어지기도 하고, 새롭게 생겨나기도 한다. 세 번째 이야기는 인공지능의 발달로 미래의 유망 직업으로 떠오른 데이터 과학자가 전하는 이야기이다. 데이터 과학자 김영진은 방대한 데이터를 학습하여 전문적인 정보를 빠르게 분석하는 인공지능과 달리, 인간은 작은 데이터에서도 다양한 가치를 찾아낼 수 있다고 이야기한다. 그 사례로 데이터를 분석하여 난방 자동 제어기를 만들어 낸 김규호 교수의 연구 과정, 재무제표를 분석하는 데 활용되는 '벤포드의 법칙', 청원 게시판의 제목을 수집하여 만든 워드 클라우드, 음식과 당뇨병의 상관관계 등을 소개한다.
각각의 사례를 통해 사소해 보이는 데이터라도 보는 관점과 내용에 따라 우리의 삶을 이롭게 하는 유용한 정보를 찾아낼 수 있다는 사실과 그동안 궁금했던 데이터 과학자의 역할을 보다 깊게 들여다 볼 수 있다.

- 우리의 상상력으로 가득 채워지는 인공지능을 꿈꿔 보자
인공지능은 매번 놀라운 기술로 우리 앞에 나타난다. 네 번째는 인공지능의 작동 원리와 인공지능이 어디까지 발전할 수 있을지에 대한 이야기이다. 이진법 계산만 가능했던 과거의 컴퓨터는 개와 고양이를 구별하지 못했고, 사람이 쓴 숫자나 글자를 읽어 낼 수 없었다. 하지만 현재의 인공지능은 노래를 만들기도 하고, 그림을 그려 내는 등 인간의 고유 영역이라고 여겼던 예술 창작 분야까지 해내고 있다. 이런 기술이 가능한 이유는 과거의 컴퓨터가 대부분 프로그래밍으로 만들어진 데 반해 인공지능은 딥러닝으로 만들어졌기 때문이다. 딥러닝은 컴퓨터가 스스로 학습하고 원하는 결괏값이 나올 때까지 무식하게 반복하는 인공지능의 원천 기술이다. 보이저엑스의 대표 남세동은 과거의 컴퓨터와 현재의 인공지능을 비교하며 딥러닝의 원리를 설명하고, 이미지나 음악, 텍스트를 스스로 만들어 내는 '생성형 AI'와 음성, 이미지, 텍스트 등 다양한 형식의 데이터를 함께 처리하는 '멀티모달'을 설명하며, 우리의 상상이 어떻게 현실이 되어 왔는지 이야기한다.

- 해양의 상상력을 품고 세계로 나아가자
다섯 번째는 사회학자 박길성 교수가 해군사관학교 학생들과 한 달 동안 태평양을 항해한 경험을 바탕으로 전하는 이야기이다. 그는 호주 시드니에서 함정에 올라, 뉴질랜드 오클랜드를 지나고 피지를 거쳐서 하와이 진주만에 정박하기까지 약 1만 ㎞를 항해하며 만나는 자연, 특히 바다를 통해 얻은 깊은 감동과 깨달음을 함께 나누고자 하였다.
그는 이야기한다. 태평양은 무한히 넓고 무한히 깊다. 넓으면 따르게 하고 깊으면 감동케 한다. 사람들이 자신을 따르게 하고 싶으면 스스로의 품이 넓어야 하며, 사람들에게 감동을 주고 싶으면 말과 행동이 깊어야 한다. 바다의 지혜와 바다의 품을 닮은 사람으로 살아가자. 그리고 바다를 통해 세계로 나아가자. 그의 이야기는 무궁무진한 가능성을 품고 모든 세상과 연결된 바다에 우리의 미래를 새롭게 그려 보는 기회를 갖게 한다.

- 보이지 않는 우주의 지배자, 중성미자
다른 입자와 달리 짝이 없고, '유령 입자'라 불리며 반응도, 존재감도 없는 입자. 그러나 카멜레온처럼 변하며 우주를 지배하는 '중성미자'. 여섯 번째는 이 중성미자에 관한 이야기이다. 중성미자는 우주가 생겨나는 순간부터 늘 우리 주변에 있었다. 우주를 이루는 가장 작은 물질인 중성미자는 1930년 그 존재에 대한 의문을 시작으로 1950년에 이르러 이를 증명할 수 있었다. 물리학자 박인규는 중성미자의 존재 가능성을 의심하게 된 순간부터 존재를 입증하게 된 순간, 그리고 그 양을 측정하게 된 역사적 순간들을 이야기하며 중성미자가 무엇인지, 어떻게 발견하게 됐는지 소개한다. 여기에 더불어 현대 물리학의 최대 미스터리인 암흑물질과의 연결성을 대한 의문을 제시하며 뜨거운 과학계의 논쟁 속으로 우리를 안내한다.

- 결국 진정성이 우리 개개인과 모두를 구원할 것이다
시대가 변해도 바뀌지 말아야 할 것이 있다. 바로 삶에 있어서의 마음가짐이다. 일곱 번째는 미래 사회에서도 우리가 지녀야 할 '진정성'에 대한 이야기이다. 사람이 아닌 생성형 AI를 대할 때에도 질문에 따라 AI는 다른 답을 내온다. AI가 이해하기 쉽게 약간의 전문 지식을 익히거나 좀 더 풍부한 정보를 제공하며 질문하면 AI는 그렇지 않았을 때보다 더 양질의 답을 우리에게 제시한다. 언바운드랩의 투자 총괄자 조용민은 그 사례로 생성형 AI가 그린 여러 장의 그림을 비교하며 우리에게 사용자 친화적 발상의 중요성을 이야기한다.
또 그는 구글의 룬 프로젝트나 구글 글래스 개발 사례를 통해 사용자 친화적 발상에서 시작했지만 실패로 그친 이야기를 전하며 앞으로 나아가기 위해서는 실패를 두려워하지 않고 계속 도전해야 한다고 말한다. 그리고 이와 같이 행동하기 위해서는 자기 일에 '진정성'을 담아야 한다고 강조한다. 그의 이야기는 바쁜 일상으로 우리가 잠시 잊었던 진정성의 중요성에 대해 깊이 고민하는 시간을 갖게 해 준다.

- 새로운 컴퓨팅 패러다임, 양자컴퓨터.
양자컴퓨터는 미래의 산업 분야를 새롭게 만들 것이다
여덟 번째 이야기는 컴퓨터에 양자의 특성을 더한 양자컴퓨터에 대한 것이다. 물리학자 채은미 교수는 양자컴퓨터의 성능과 강점, 그리고 지금까지의 발전 과정과 앞으로 남은 과제에 대해 소개한다.
양자역학의 중요한 특징인 양자 중첩 현상과 양자 얽힘 현상은 양자컴퓨터를 운영하는 데 가장 중요한 역할을 한다. 양자 중첩 현상은 정보의 기본 단위를 0과 1 이외에 '0이면서 동시에 1'인 값을 존재하게 하고, 양자 얽힘 현상은 여러 개의 큐비트가 서로 얽힘으로써 각각의 큐비트가 서로 영향을 주게 된다. 이 두 가지 특징으로 양자컴퓨터는 여러 계산을 한 번에 할 수 있게 되어 고전컴퓨터와의 비교를 무의미하게 만들 정도로 빠른 계산 속도를 자랑한다.
물리학자 채은미는 양자컴퓨터의 성능과 강점과 함께 양자컴퓨터의 만드는 과정을 설명하며, 현재 양자컴퓨터를 활발하게 연구되는 분야를 안내한다. 이야기를 통해 우리는 양자 과학기술이라는 새로운 분야가 우리의 미래를 어떻게 변화시킬지, 그 속에서 우리는 어떤 역할을 하게 될지 생각하게 된다.

- 인류를 위협하는 기후위기, 시작과 끝 모두 인류에게 답이 있다
마지막은 현재 우리가 맞고 있는 기후위기에 대한 이야기이다. 기후과학자 하경자는 이제는 일상이 된 이상기후에 대한 심각성을 함께 느끼고 해결책을 찾길 바라며 최근 우리나라의 기록적인 폭염 사례와 일일 강우량 사례를 소개하는 것으로 이야기를 시작한다.
현재 우리나라는 극한 강수 사례가 더 빈번히 발생하고, 기온 상승 폭도 세계 평균을 뛰어넘고 있는 상황이다. 이번 책에서는 여러 데이터와 자료를 통해 우리나라의 이상기후 현상을 살펴볼 뿐만 아니라 세계의 이상기후 현상도 함께 살펴보며, 지구온난화로 인한 다양한 문제점과 앞으로의 기후 예측도 들여다볼 수 있다. 지구온난화로 인해 발생한 북극의 온난화 증폭 현상 때문에 북극은 더운데 중위도는 추운 현상이 이어지기도 하며, 지역 특성에 따라 세계 곳곳은 건조 폭염과 습윤 폭염으로 위험한 환경에 노출되기도 한다. 기후과학자 하경자는 현재와 같은 속도로 이산화탄소가 배출될 때의 미래 기후 예측 그래프를 제시하며 앞으로 더 심각해질 기후위기의 위험성을 이야기하며, 앞으로 우리가 기후 문제에 좀 더 많은 지혜를 모아야 한다고 이야기한다.


※ 〈FUN & LEARN〉 시리즈는 호암재단의 청소년을 위한 지식 공유 페스티벌 강연집이다. 매년 여름과 겨울, 각각 진행된 강연을 구성한 책으로 각 분야 전문가들의 강연을 만날 수 있다.

발간사
▶ 뇌 보호와 청소의 탐험 / 고규영
▶ 웨어러블 로봇 / 공경철
▶ 세상을 보는 돋보기, 데이터 과학 / 김영진
▶ 인공지능으로 어디까지 가능할까 / 남세동
▶ 꿈을 가득 싣고 태평양을 함께 항해하자 / 박길성
▶ 사라진 중성미자를 찾아서 / 박인규
▶ 인생 게임에서 성공하는 치트키 / 조용민
▶ 컴퓨터가 양자를 만나면 / 채은미
▶ 이상기후의 비밀과 미래 극한기후 / 하경자

고규영 전북대학교 의대에서 박사 학위를 취득하고, 미국 코넬대학교와 인디애나주립대학교에서 박사후연구원으로 일했다. 전북대학교 의대 교수, 포항공과대학교 생명과학과 교수로 역임했으며 현재는 기초과학연구원IBS 혈관연구단 단장이자 한국과학기술원KAIST 의과학대학원 특훈교수로 재직 중이다. 혈관 및 림프관 연구 분야 세계적 권위자로 꼽힌다. 2007년 분쉬의학상, 2011년 경암상, 2012년 아산의학상, 2018년 삼성호암상, 2020년 올해의 과학자상, 2023년 대한민국 최고과학기술인상 등을 수상하며 세계적인 연구 업적을 인정받았다. 쓴 책으로는 《생물학 명강2》(공저), 《코로나 사이언스》(공저)가 있다.