물론입니다 4: 살아있음으로 물이다

『물론입니다』 시리즈는 윤경용 박사와
흔들의자 출판사가 똑똑한 대한민국을 만들기 위해 10년을 준비한 지식 프로젝트!
이 책을 읽고 나면, 우리를 살아 있게 하는 것이 무엇인지 알게 된다.

내 몸인데 나만 몰랐다.
몸속에 발전소가 있다고 한다. 전기요금 고지서는 안 오니 다행이다.
그런데 주인이 조금 수상하다. 미토콘드리아라는 이 발전소의 조상은 세균이었다.
세균을 씻어내려고 손을 움직이면서, 우리는 세균의 후손에게 에너지를 얻는다.
씻기 전에 인사부터 해야 하나?

『물론입니다』 제4권 '살아있음으로 물이다'는 이렇게 익숙한 몸에서 뜻밖의 이야기를 꺼낸다. 세균 출신 발전소, 몸을 만드는 작은 공장, 우리가 살도록 제때 사라지는 세포들. 내 몸인데, 정작 나는 모르던 일들이다.

우리는 몸이 다 만들어졌다고 생각한다. 하지만 몸속에서는 날마다 낡은 것을 치우고 새것을 만드는 공사가 이어진다. 내가 소파에 누워 과자를 먹는 동안에도 작업은 멈추지 않는다. 게으른 것은 나일 수 있다. 세포는 억울하다. 그 현장마다 물이 있다. 우리가 물 한 잔 마시고 쉬는 동안, 물은 몸속에서 영양분을 옮기고 음식이 잘게 쪼개지는 반응에 참여한다. 나는 쉬는데, 물은 출근한다. 목을 축여주는 것으로 일이 끝난 줄 알았더니, 진짜 일은 그다음이었다.

저자는 어려운 과학을 생활 속 질문과 웃음으로 풀어낸다. 무엇을 외우기도 전에 다음 이야기가 궁금해진다. 손가락 사이에는 왜 틈이 있을까? 형제는 왜 닮았는데도 다를까? 몸의 많은 세포가 바뀌는데 나는 어떻게 여전히 나일까?

물과 기체에 번개를 흉내 낸 실험실에서 생명의 재료를 만나고, 별에서 만들어진 탄소를 따라 우리 몸까지 내려온다. 멀리 떠난 것 같은데, 이야기는 자꾸 내 손과 얼굴, 밥 한 숟가락으로 돌아온다. 과학이 책 속에만 있는 줄 알았더니, 내가 바로 그 현장이었다.
읽고 나면 자기 몸이 조금 기특해진다. 나를 살리려고 이렇게 바쁘게 일하고 있었다니. 물 한 잔도 전처럼 심심해 보이지 않는다.
오늘도 아무것도 안 했다고?
몸속에서 항의가 들어올 말이다.

서문_우리는 이미 죽어 있다.

Ⅰ. 물과 생명의 탄생
1. 1953년 봄, 시카고의 한 플라스크에서 시작된 일
1) 그런데 생명이란 도대체 무엇인가
(1) 바이러스의 이중생활 (2) 프리온이라는 더 이상한 존재 (3) 불꽃과 눈송이의 도전
2) 왜 하필 물이어야만 했을까
(1) 104.5도의 비밀 (2) 물과 기름의 거리감이 만든 비밀의 방 (3) NASA가 우주를 향해 외치는 한마디 (4) 지금, 두 대의 우주선이 그 답을 향해 날아가고 있다 (5) 타이탄, 지구를 쏙 빼닮은 얼음 위성
3) 물 한 컵 속에서 벌어지는 우주
(1) 물 분자 한 개의 크기 (2) 음속의 두 배, KTX의 일곱 배 (3) 초당 1,000억 번의 만남과 이별 (4) 만약 수소 결합이 없었다면 (5) 물은 거대한 초고속 네트워크다
4) 물이 빚는 또 다른 마법 - 그리고 가짜 마법
(1) 6각 대칭의 눈송이 (2) 단백질을 접는 손 (3) 물은 정말 기억할 수 있을까?
5) 한 그루의 나무가 매일 보여주는 기적 6) 다시 1953년의 시카고로

2. 탄소, 생명의 뼈대
1) 무엇이 살아 있고, 무엇이 죽어 있는가 - 탄소라는 경계선 2) 규소 생명체는 가능한가 3) 밀러의 플라스크 속, 진짜 주인공은 탄소였다 4) 탄소와 물의 동맹 - 세포막이라는 건축술 5) 포도당, 아미노산, 지방, 핵산 - 화학적 진화가 차린 네 가지 밥상 6) 탄소 순환 - 죽은 자의 몸에서 산 자의 밥상으로 7) 고구마가 해마다 작아진 이유 8) 유기농의 배신 9) 우리는 물주머니이면서 탄소 덩어리다 10) 그래서, 생명은 물 위에 쓰인 탄소의 문장이다

3. 생명의 한계, 태양 없이 물 없이도
1) 1977년 2월, 캄캄한 바다 밑에서 발견된 것 2) 빛 대신 화학을 먹는 생명 3) 물을 버리고도 사는 생명 4) 죽지 않기로 한 해파리

4. 판스퍼미아, 생명은 외계에서 왔는가
1) 하늘에서 온 돌이 흔든 오래된 질문 2) 지구의 생명은 왜 항상 왼손잡이인가

Ⅱ. 물이라는 화학자
1. 1909년 코펜하겐, 맥주가 만든 위대한 발견
1) 칼스버그 맥주 연구소의 어느 깊은 밤 2) pH의 비밀 - 수소 이온의 인구밀도 3) 물이라는 가장 영리한 화학자 4) pH가 만들어내는 일상의 드라마들
(1) 화장품의 비밀 왜 약산성인가 (2) 산성비 -'지구의 대머리 약'이 만들어지는 이유 (3) 알칼리성 식품 - 거대한 마케팅 사기극 (4) 위벽이 위산에 녹지 않는 이유 (5) 양치질을 안 하면 이빨이 녹는 충치의 진짜 원리
5) 위산이라는 지옥에서 살아남은 세균 6) 곰팡이를 버리지 않은 남자 7) 로버트 보일과 보라색 제비꽃 - pH 발견의 비하인드 8) 방구석에서 마법사 되기 - 자색고구마와 양배추 pH 실험

2. 1762년 글래스고, 한 교수가 발견한 '비밀 금고'
1) 얼음이 녹는데 온도가 안 올라간다고? 2) 지구가 살 수 있는 행성이 된 이유 3) 식물 잎사귀 속의 '물 분자 연쇄 폭파 사건'

3. 1972년 영국 시골, 한 화학자가 본 '살아있는 지구'
1) NASA의 자문 의뢰가 만든 가설 2) 우주선 지구의 거대한 워터파크

Ⅲ. 물이 만드는 몸속의 생명현상
1. 1955년 록펠러 연구소, 세포 속에서 발견된 작은 알갱이들
1) 한 루마니아 의사가 본 세포 속 알갱이 2) 1초에 20개의 구슬을 꿰는 분자 공장 3) 생명은 조립되고 있다 4) 물 분자의 퇴사 - 펩타이드 결합의 찰나

2. 1921년 부활절 밤, 한 의사의 꿈
1) 새벽 3시, 실험실로 달려간 한 사람 2) 두 마리 개구리 심장이 풀어낸 비밀 3) 1897년 옥스퍼드, '시냅스'라는 이름의 탄생 4) 죽은 듯 누워 있던 토끼를 일으켜 세운 주사 한 방 5) 한쪽 눈을 잃은 청년의 노벨상, 그리고 프로작의 탄생 6) 도파민의 세 친구, 세로토닌 · 옥시토신 · 엔돌핀 7) 양파 눈물과 서러운 눈물은 다른 물이다 8) 콩나물국 냄새 하나가 그 시절 전체를 데려온다 9) 모든 것이 물 속에서 일어난다

3. 감정이라는 물속의 나침반
1) 이성은 멀쩡한데, 왜 결정은 엉망이 될까 2) 몸의 신호가 오가는 길에도 물이 있다

4. 혈액-뇌 장벽, 물이 지키는 요새
1) 뇌로 들어가는 문은 왜 이렇게 까다로운가 2) 왜 뇌는 이렇게까지 물을 지켜야 했을까

5. 지구를 감싸는 보이지 않는 방패
1) 이 자기장은 대체 어디서 오는가 2) 이 방패가 없었다면, 물은 지금 여기 없었다 3) 그 방패가 우리 눈에 보일 때가 있다

6. 1944년 더블린, 슈뢰딩거의 위대한 질문
1) "생명체는 우주의 깡패에 저항하는 자다" 2) 물이 부리는 마법 - 찰나의 겨울왕국 3) 경계선은 없다 - 물에서 생명으로 이어지는 사다리 4) 노자가 옳았다 - 상선약수上善若水 5) 물은 혼자서 물이 아니다 - 관계의 산물

7. 6쪽짜리 논문 한 편이 학계를 뒤집은 날
1) "많아지면 달라진다"- 세상은 부품만으로 설명되지 않는다 2) 창발 - 하나에는 없지만, 모이면 생기는 것 3) 임계점 - 마지막 한 방울이 세상을 바꾸는 순간 4) 프리고진 - 생명은 왜 무너지지 않는가? 5) 생명은 멈춰 있는 물건이 아니라 흐르는 질서다 6) 물에서 사람까지 - 자연은 계단을 한 칸씩 올라왔다 7) DNA는 악보이고 물은 무대다

Ⅳ. 물은 살아있는가?
1. 물은 기억한다 - 다만 우리가 생각했던 방식은 아니다
1) 에모토 마사루의 사기극 2) 물의 RAM - 1조 분의 1초의 메모리 3) 효소를 깨우는 물의 초능력 - 유발 적합 모델 4) 생명이라는 정보 처리의 기초

2. 25억 년 전, 지구가 통째로 녹슬어버린 그날
1) 바다가 녹슬던 날 2) 생명은 물에 적응했을까, 물이 생명에 적응했을까? 3) 35억 년 전 생명의 흔적을 찾아 나선 사람 4) 우리 모두의 조상은 누구였을까 - LUCA 5) 식물 세포 안에 살고 있는 옛 미생물 6) 비를 만드는 것은 구름일까, 나무일까? 7) 물과 생명은 함께 진화했다

3. 미토콘드리아, 그날의 동거가 없었다면
1) 왜 세균은 몸집을 키우지 못했을까 2) 한 번의 동거가 만든 모든 것

Ⅴ. 생명의 설계도 DNA
1. 1953년 2월 28일, 케임브리지의 독수리 술집에서
1) 그 날 아침, 캐번디시 연구소 2) 정오의 길거리 - 케임브리지 벤네트 스트리트 3) 독수리의 문이 열리고 4) 그 1초 5) 두 달 후 - 한 페이지짜리 논문 6) 그 자리에 없었던 한 사람 7) 70년 후 - 한 술집의 명패

2. 1953년 1월, 왓슨이 보게 된 축축한 DNA 사진 한 장
1) 사진 51호 - 물에 적신 채로 찍은 한 장의 X선 2) DNA - 내 몸속에는 1,000권짜리 백과사전이 들어 있다 3) DNA는 단 네 글자로 쓰인 생명의 언어 4) 유전자 - DNA 속에서 정말 중요한 문장 5) 코돈 - 생명체가 사용하는 3글자 단어 6) RNA - 설계도로 공사하는 시공업자
(1) 왜 DNA는 밖으로 나오지 않을까? (2) mRNA는 오래 보관할 필요가 없다 (3) RNA가 없으면 무슨 일이 벌어질까? (4) RNA 때문에 코로나 변이가 계속 나타난 이유
7) RNA 네 형제, 생명 공장의 직원들 8) 생명의 배송 경로를 처음 그린 사람
9) 닭이 먼저냐, 달걀이 먼저냐 - RNA 세계 가설
(1) 범인은 제3의 인물이었다 (2) RNA 혼자 세상을 운영하던 시절 (3) 그런데 RNA는 어디서 왔을까? (4) 한 세대가 던진 질문을 다음 세대가 이어받는다

3. 멘델의 완두콩 정원 - 우리는 무엇을 물려받는가
1) 수도원 정원에 쪼그리고 앉은 남자 2) 노란 완두콩 속에는 녹색이 숨어 있었다 3) 아버지도 46개, 어머니도 46개인데 4) 할아버지와 할머니의 카드가 다시 섞인다 5) 그런데 형제는 왜 닮았을까? 6) 840만 번을 다시 뽑아도 나는 나올까?

4. 같은 유전자는 얼마나 같은 삶을 만들까
1) 서른아홉 살에 처음 만난 두 사람 2) 미네소타로 간 짐과 짐 3) 따로 자랄수록 오히려 비슷해진다는 역설 4) 초상화 66점이 밝혀낸 합스부르크에 왕가의 턱 5) 왜 하필 가까운 친척끼리 결혼하면 이런 일이 생길까?
6) 로스차일드 가문의 사촌들 (1) 로스차일드는 왜 딸에게 재산을 주지 않았을까 (2) 서울에서 만난 로스차일드가의 8세손 (3) 그런데 J.P. 모건과는 어떤 관계였을까
7) 빅토리아 여왕의 혈우병 - 유럽왕실을 여행한 유전자
(1) 여왕의 몸이 병을 숨길 수 있었던 이유 (2) 빅토리아 여왕의 혈우병, 러시아를 무너뜨리다 (3) 황태자의 피를 멎게 한 남자 (4) 전설이 된 죽음 (5) 제국이 무너진 자리 (6) 병을 숨긴 채 다음 세대를 기다리는 유전자
8) "외할아버지 머리숱은 어떠셨어?"
9) 존 돌턴의 이상한 양말
(1) 빨간색과 초록색이 서로 구분되지 않는다면 (2) 왜 유독 색맹은 이렇게 흔할까 (3) 딸들은 왜 색맹이 드물까 (4) 세상에서 가장 유명한 숫자 그림
10) 링컨의 긴 팔다리는 유전자 때문이었을까?
(1) 1962년, 한 의사의 발견 (2) 그런데 반박도 만만치 않았다 (3) 60년이 지나도 풀리지 않는 이유
11) 그런데 일란성 쌍둥이도 서로 다른 것이 있다

5. 같은 DNA인데 왜 달라질까 - 유전자는 운명일까
1) 같은 설계도인데 왜 다른 사람이 되었을까 2) 유전자형과 표현형 - 가지고 있는 것과 드러나는 것 3) DNA 위에 붙어 있는 포스트잇 4) 1944년 겨울, 네덜란드에서 벌어진 일 5) 그렇다면 할머니의 굶주림도 나에게 올까? 6) 『이기적 유전자』가 말한 것은 무엇이었을까 7) 그렇다면 우리는 DNA의 노예가 아닐까?

6. 어머니에게서만 오는 DNA - 미토콘드리아 이브
1) 우리 몸속에는 DNA가 두 종류 있다 2) 아버지는 왜 이 DNA를 거의 남기지 못할까 3) 1987년, 147명의 DNA를 거꾸로 돌리다 4) 그런데 그 어머니는 어디에 살았을까? 5) 이브에게 아담이 있었을까 6) 이름도 얼굴도 남지 않은 한 여자 7) 8,000명의 어머니가 손을 잡는다면 8) 우리는 모두 한 어머니의 자식일까

7. 죽어야 사는 세포 - 아폽토시스와 암
1) 다섯 손가락은 세포가 죽어서 만들어졌다 2) 세포 안에는 죽음의 프로그램이 있다 3) 아폽토시스라는 이름에는 낙엽이 들어 있다 4) 우리는 이미 죽어 있다 5) 생명은 만드는 것만으로 유지되지 않는다 6) "이제 그만 죽어." 7) 죽지 않는 것이 정말 축복일까 8) 1951년에 시작된 세포가 아직도 살아 있다 9) 그런데 그녀는 허락하지 않았다 10) 우리는 이미 죽어 있다, 그러나 살아 있다

8. 세포도 돈을 쓴다 - 생명의 화폐 ATP
1) 손가락 하나 움직이는 데도 돈이 든다 2) 왜 음식물을 바로 쓰지 않을까 3) ATP는 어떻게 돈을 내놓을까 4) 하루에 ATP를 얼마나 쓸까 5) 이 돈은 어디에서 만들까 6) 우리 몸속에는 수없이 작은 터빈이 돌아간다 7) 발전소의 끝에서 물이 태어난다 8) 세포는 한순간도 계산을 멈추지 않는다

9. 30년의 기다림 - 한 헝가리 여인이 인류를 구한 이야기
1) 1985년 부다페스트 공항, 곰인형 한 마리 2) 1989년 펜실베이니아대학, 그리고 강등 3) 복사기 앞에서 만난 두 사람 4) 모더나의 탄생, 그리고 BioNTech의 부부 의사 5) 2020년 1월, 인류가 단 이틀 만에 해낸 일 6) 2023년 10월, 늦은 인정

10. 다시 1953년의 독수리 술집으로
1) 가위를 든 두 여자 2) 같은 설계도로 태어난 양 한 마리 3) DNA와 RNA는 물에서만 작동한다 4) 한 사람 안의 일곱 단계 5) 세 단어, 그리고 한 풍경

Ⅵ. 화성이 남긴 질문 그리고 물은 살아있는가
1. 화성이 남긴 질문, 아직 열려 있는 답
1) 샘플은 화성에 있고, 데려올 배는 없다 2) 이 책을 덮은 뒤에도, 화성의 답은 기다리고 있다

2. 물은 살아있는가, 아닌가
1) 그래서 결론은 2) 한 잔의 물 안에 138억 년 3) 모든 얼굴이 한자리에 모이는 마지막 페이지 4) 우리는 여전히 우리다 5) 생명의 마지막 문장은 물이다

글을 마무리하며…

윤경용 글쓴이는 과학과 공학, 인문학을 아우르는 21세기 융합형 석학이다. 전산학과 전기전자공학을 전공하고, 초전도 및 핵융합 분야로 박사학위를 받았다. SCI급 국제학술지에 다수의 논문을 발표했으며, 인공지능(AI), 무선통신(ICT), 컴퓨터비전(CV), 에너지, 멀티미디어 등 다양한 분야에서 연구와 개발을 이어온 과학ㆍ기술 전문가이다.
연세대학교를 졸업한 후 대기업과 중견기업에서 컴퓨터 엔지니어로 산업 현장을 경험했고, 기업의 CEO로도 활동하였다. 연세대학교, 미국 USC, Loyola University 등의 객원교수, 페루 대통령 과학기술특별자문위원을 역임했으며, 현재는 San Martin University 석좌교수이자 내일신문 칼럼니스트로 활동하고 있다. 폭넓은 전공과 현장 경험으로 다양한 기술을 융합해 온 그는 'Dr. Everything'이라는 별명으로도 잘 알려져 있다. 또한 세계창의력올림피아드(OM) 한국대표위원으로 활동하며 청소년 창의교육에도 힘써 왔다.
그는 시스템 프로그래밍과 펌웨어 엔지니어로서 주로 휴대폰 단말 Layer-1단ㆍ멀티미디어 저작도구ㆍ컴퓨터비전 시스템을 개발했으며, 로봇ㆍ신재생에너지ㆍ수소연료전지 분야에서도 연구를 수행하였다. 1990년대 초 국내 최초 터치스크린 시스템을 개발했고, 20년 가까이 휴대폰 개발자로 활동했으며, 스타벅스 사이렌오더를 가능하게 한 하이브리드 비콘기술, 인천국제공항의 얼굴인식 기반 자동출입국시스템의 개발자이기도 하다.
최근에는 국방 인공지능 분야에서 활발히 활동하며 육군대학, 해군대학, 합동군사대학 등 여러 군 교육기관에서 AI와 미래 국방기술을 강의하고 있다. 또한 한국사를 비롯한 전통 과학에도 관심이 깊어 해군사관학교 거북선 복원 프로젝트 자문위원으로 활동하기도 했다.
『물론입니다』 시리즈는 저자가 수십 년 동안 과학과 공학, 역사와 철학, 기술과 인간을 넘나들며 축적한 경험과 통찰을 집대성한 지식 프로젝트이다. 그는 복잡한 과학을 쉽게 설명하는 데서 그치지 않고, 서로 다른 학문과 기술을 하나의 이야기로 연결해 독자에게 새로운 시각을 선사하고자 한다.
주요 저서로는 'Turbo C 언어', 'EGA·VGA·Super VGA 카드', '터치스크린 솔루션'을 비롯하여 모바일, 신재생에너지 분야의 국문·영문 전문서적 등 15종이 있다.
그는 오늘도 익숙한 것에서 가장 낯선 질문을 찾아내고, 복잡한 과학을 한 편의 이야기로 바꾸는 일을 계속하고 있다.