입자물리학에 대한 일반인?을 위한 개론서

스핀 - 파울리, 배타 원리 그리고 진짜 양자역학
이강영 지음 / 계단 / 2018년 1월

논문에서도 제목을 적을 때 고심하는 것처럼, 책 제목 역시 함축적으로 적되 독자의 흥미를 끌 수 있는 제목을 선정하는 것이 중요하다. 이 책의 제목인 “스핀”을 보았을 때, 이 책이 입자물리학에 대한 책인 것은 생각하지 못하였고, 부제목인 “파울리, 배타원리 그리고 진짜 양자역학”을 보고는 파울리 배타원리, 좀 크게 생각하면 화학에 대한 책이라고 생각했다 (우리가 파울리 배타원리는 화학 시간에 배우기 때문이다.).

하지만, 이 책의 내용은 화학이 아니라 양자역학 및 입자물리학에 대한 것으로 어느 정도는 읽히는 책이었다. 다만 나는 세계의 다양성을 지향하는 생물학 (정확하게는 생명공학)을 전공했기 때문에 세상을 가능한 단순하게 이해하려고 하는 물리학에 대해서는 유전자 레벨에서부터 새겨진 선험규칙이 알레르기 반응을 일으키지만 그래도 글쓴이가 최대한 쉽게 설명하려고 하여 입자물리학 및 그 발전과정에 대해 흥미롭게 읽을 수 있는 책이었다.

Quantum Mechanics

이런 예들은 세상을 가능한 단순하게 이해하려고 하는 물리학자와

세상의 다양성을 지향하는 생물학자의 취향이 다르다는 것을 잘 보여주는 지점이다.

— 序

스핀 (SPIN)

파울리 배타원리

Wolfgang Ernst Pauli

원자 속의 전자는 네 개의 양자수에 의해서 정의되는 상태에 하나 이상 존재할 수 없다.

— Pauli's Exclusion

Pauli's Exclusion

그런데 이 책은 처음에는 역사책을 읽는 느낌으로 술술 읽히지만, 점차 방정식 (예컨대, 대학시절에 봤지만 이해하지 못했던 파동 방정식 등)이 나오기 시작하면서 난해한 양자역학 및 입자물리학의 세계로 나를 안내하였다. 아마도 처음부터 방정식이 튀어나왔으면 도중에 포기했을 것이므로 처음엔 역사책과 같은 서술방법을 택한 것은 정말 탁월한 서술 방식이라고 생각한다. 그러니 도중에 포기하고 싶더라도 끝까지 포기하지 않고 완독하기를 권한다.

최근 읽을만한 자연과학 서적이 많지 않다. 게다가 이 책에서도 소개되는 하이젠베르그의 <부분과 전체>는 진짜 최악의 번역서로 아직도 내 기억에 남아있다. 각 챕터마다 한 챕터는 구어체, 다른 챕터는 문어체로 번역한 책으로, 보나마나 교수가 대학원생 시켜서 각 챕터마다 번역시키고 검수도 하지 않은 채 교수가 직접 번역한 것으로 표시했을 것이다. 그래서 최근에는 번역자를 믿기 보다는 “출판사”를 믿고 자연과학 책을 선택하고 있다. 대표적으로 내가 선호하는 출판사는 <사이언스 북스>, 그 중에서도 사이언스 클래식을 가장 선호하고 있다.

이 책의 출판사는 <계단>이란 곳으로 처음 들어보는 출판사지만 정말 좋은 책을 훌륭한 편집으로 출판한 것에 응원을 보낸다. 최근 점차 책을 읽는 사람이 줄어들고, 게다가 자연과학 서적은 더더욱 선호하는 사람이 없는데 이런 훌륭한 책을 출판한 것에 대해서 감사하고 앞으로도 좋은 책을 많이 출판해줬으면 하는 바램이다.

Kurzgesagt - In a Nutshell ˝면역에 대해 짧게 말하자면˝

Immune : A Journey into the Mysterious System that Keeps You Alive (Hardcover) - 『면역 - 당신의 생명을 지켜 주는 경이로운 작은 우주』원서
Philipp Dettmer / Hodder & Stoughton / 2021년 11월

"면역(Immune)"의 중요성은 최근 COVID-19의 대유행(팬더믹) 상황에서 더욱 강조되고 있다. 일반인이 백신 1차, 2차 접종, 심저어 부스터샷이란 단어를 대유행 이전만 하더라도 전혀 들어보지 못했을 것이다. 하지만, 면역학은 정말로 복잡하고 어려운 학문이다. 대학교에서는 3학년에 2학기 동안 배우는 학문이나 글쓴이가 언급한 대로 "유감스럽게도 많은 과학자가 자신이 발견한 것에 대하여 적절한 이름을 붙이고 알아듣기 쉬운 말로 설명하는 데는 영 젬병이며, 이 점에 관해서는 면역학은 모든 과학 중에서 최악"임이 분명하기 때문이다.

그럼에도 글쓴이 Philipp Dettmer(필리프 데트머)은 자신이 운용하는 저명한 과학 유튜브 채널의 제목인 "Kurzgesagt - In a Nutshell"(사실 이 단어의 뜻은 "짧게 말하자면" 이지만, 독일어임을 감안할 때 마치 면역학의 어려운 단어들을 보는 것과 같다.)과 같이 어려운 면역에 대해 복잡한 서술은 최대한 줄이고 다양한 그림을 통하여 필요한 수준으로 단순화하여 서술하는데 성공했다. 사실 천문학, 심리학 등에 대한 자연과학 서적에 비해 생물학, 그 중에서도 면역에 대한 자연과학 개론서가 없었는데 COVID-19의 대유행 하에서 자연과학을 전공하지 않은 사람들에게도 면역을 이해할 수 있게 하는 좋은 책임에 분명하다.

Kurzgesagt - In a Nutshell "짧게 말하자면"

Kurzgesagt - In a Nutshell "짧게 말하자면"

본격적인 책에 대해 이야기 하기에 앞서, 아무래도 글쓴이가 운영하는 유튜브 채널인 쿠루츠게작트에 대한 이야기를 안 할 수 없다. 쿠루츠게작트는 "짧게 말하자면"이란 뜻을 가진 독일어로 모션 그래픽 애니매이션 스튜디오로서 자연과학, 사회과학 등에 대한 짧은 유튜브 영상을 올리는 채널이다. 전세계적으로 구독자수는 1930만명에 이르며, 조회수는 2,087,405,941회에 이르는 저명한 채널이다.

사실 처음 이 채널을 접한 것은 천문학에 대한 유튜브를 찾아보다가 발견한 것이었다. 모션 그래픽 애니매이션을 이용하여 어려운 자연과학 개념을 쉽고 재미있게 알려주는 점에 흥미를 느껴 해당 채널을 구독하고 관심있는 주제를 발견하면 틈틈이 시청하는 채널이었다. 그래서 먼저 이 책을 읽기 전에 해당 유튜브 채널에서 면역에 대한 영상을 시청하고 책을 읽기 시작하였다. 만약 면역에 대해 문외한이라면 먼저 아래 3개 영상을 시청하고 책을 읽으면 좀 더 이해하기 쉬울 것이다.(면역 체계 I - 박테리아 감염 - YouTube, How The Immune System ACTUALLY Works – IMMUNE - YouTube, You Are Immune Against Every Disease - YouTube, )

복잡함과 단순함의 적절한 균형

면역, 사이언스 북스

내 목표는 이 모든 문제를 세심하게 밀고 당기며 적절한 균형을 잡는 것이다. 전체적으로 일상적인 용어를 쓰고 복잡한 용어는 꼭 필요할 떄만 사용할 것이다. 면역학적 과정과 상호 작용을 단순화하되 적절하다고 생각될 때는 최대한 과학적 사실에 충실하고자 노력할 것이다.

— 필리프 데프머(글쓴이)

머릿말 중

글쓴이인 필리프 데프머는 면역을 전공한 자도 아니므로 과연 이 복잡한 단어와 매커니즘이 난무하는 면역에 대해 제대로 설명할 수 있을지 마음 한 구석에 의구심이 있었다. 또한, 가사 글쓴이가 정확하게 복잡한 면역을 설명하더라도 해당 분야의 문외한인 전문번역가가 번역함에 따른 부정확성이 있지 않을까 걱정되었다.(실제 자연과학 책들의 번역서의 큰 문제기도 하다)그러나 다행스럽게도 소아과 전문의이면서 전문 번역가인 강병철 선생님이 번역해 주신 덕분에 글쓴이의 위트는 살아 있으면서 국내에서 자주 사용되는 한글 용어로 정성스럽게 번역해 주셨기 때문에 번역에 대한 의구심을 버릴 수 있었다.

또한, 생명공학을 전공하고 현재 변리사로서 항체 관련 특허 일을 하는 입장에서 살펴보더라도 어려운 개념을 최대한 단순화하여 설명하려 노력한 흔적이 인상깊었다. 특히 MHC II를 설명할 때, 핫도그 사이에 낀 소세지 라고 비유한 점은 어려운 단어와 개념을 단순화하고 비유하여 쉽게 독자로 하여금 이해할 수 있게 하는 탁월한 비유라고 생각한다. COVID-19의 대유행으로 면역에 대한 관심이 증가되고 있다. 혹시 면역학이 너무 복잡하고 어렵게만 느껴졌다면, 이 책을 통해 우리 몸을 보호하는 B세포, T세포 등을 이해하고 복잡한 면역 매커니즘에 대해 조금이라도 알 수 있게 해주는 좋은 책이라고 생각한다.

나는 정재승 교수와 달리 이 책을 고민 없이 강력 추천하기엔 힘들다.

인체재활용 - 당신이 몰랐던 사체 실험 리포트, <스티프> 개정판
메리 로취 지음, 권 루시안 옮김 / 세계사 / 2010년 4월

이 책 표지를 보면 정재승 KAIST 바이오및뇌공학과 교수의 추천사가 있다.(대표작으로 MBC 느낌표 도서인 <과학 콘서트>가 있다.) 그는 "이 책을 통찰력 있는 과학책에 목마른 독자들에게 고민 없이 강추한다."라고 추천사를 마무리하고 있다. 그런데 나는 정재승 교수가 과연 '고민 없이' 강력 추천할 것인지에 대해서 의문을 품을 수 밖에 없다. 나 역시 이 책이 시체라는 굉장히 낯설면서도 섬뜩한 소재를 과학적으로 분석하고 깊이 있게 생찰해 위트 넘치게 써 내려간 매력적인 책임을 부인하지는 않는다. 다만 나는 이 책을 '고민 없이' 누구에게나 강력 추천할 수는 없다. 상대방이 여자인 경우라면 아마 이 책을 권하지는 않을 것이다. 그 만큼 이 책을 읽다보면 죽음과 시체에 대한 적나라한 묘사가 그대로 책에 드러나고 있다.  

 많은 사람들은 죽음 이후 자신의 시체가 어떻게 처리될 것인가에 대해 생각하지 않고 살고 있다. 이는 나 역시 마찬가지로 단순히 용인에 위치한 선산에 내가 묻힐 자리만 있다는 것을 알고 있을 뿐이다. 그런데 이 책을 읽으면서 어떤 '죽음'이, 어떤 '시체 처리 방법'이 가장 좋을지에 대해 하나씩 곰곰히 생각해보게 되었다.

 

 가장 일반적인 방법인 <매장>의 경우 얼마 전 있었던 '보람 상조'의 수백억 횡령 사건 등에 비추어 보면 너무 허례의식이고 낭비가 심하며 이른바 묻힐 곳을 지관(地官)을 통해 찾아보는 풍수지리의 경우 과학적으로 근거가 없는 이야기이니 만큼 피하고 싶은 시체 처리 방법이다. 게다가 썩 꺠끗하지도 않다. 이어서 <화장>의 경우 화장으로 인한 공해(다만 극히 극소량으로 무시할 만한 수준이다.) 및 화장 끝나고 다시 납골당으로 들어가는 것은 그 역시 매장과 다를바가 없으며 화장하는 모습은 그렇게 볼만한 것이 되지 못한다. 또한 이 책 앞에서 소개하는 것과 같이 <시체 기증> 방법은 언뜻 보기엔 나름 괜찮아 보이나 해부학 실습실에서 머리에 담배를 물린다든지 창자로 줄넘기를 하는 경우가 있는 것을 보면 그런 사람의 손에 내 시체를 넘기고 싶지 않고 그리고 여러 실험(예컨대 충돌 실험)등에 기증하는 것 역시 내가 나이 든 상황에서는 뼈가 약해지는 등 정밀한 실험 결과를 얻기 힘든 것이 사실인바 이 역시 그렇게 인도적으로 보이지는 않는다.

 

 결국 글쓴이가 여러 가지 시체 처리 방법 중 긍정적으로 보고 있는 방법은 스웨덴에서 개발된 <냉동 건조 방법>과 <조직 분해 방법>이다. 그 중 냉동 건조 방법은 액화질소와 초음파를 이용하여 인체를 잘게 부수어 냉동 건조 시킨 후 비료로 쓰는 방법인데 2MB가 좋아하는 '친환경' 시체 처리 방법이라 하겠다.(다만 나는 2MB가 자신의 몸을 냉동 건조하지 않는다는데 내 전재산과 오른 손목을 걸 용의가 있다.) 또한 조직 분해 방법은 잿물과 고온을 이용하여 인체를 가수 분해하는 방법인데 조직 분해 후 생기는 액체는 하수구로 흘러드러가고 남은 뼈는 쉽게 부술 수 있어 처리에 용이하다. 나는 이와 같은 방법이 좋다고 여기나 많은 사람들은 이에 대해 알 수 없는 반감을 가지는 경우가 많을 것이다.

 

  다만 글쓴이는 이와 같은 시체 처리 방법을 죽은 자가 결정해야 할 것이 아니라 그 가족이 결정해야 한다고 주장하고 있다. 즉 자신의 시신 처리를 두고 세밀하고 복잡하게 요구하는 사람들은 필시 자신이 존재하지 않을 것이라는 생각을 받아 들이기 힘들어서 그럴 것이라고 주장하고 남은 사람들에게 고통이 된다면 남은 사람들이 결정하는 것이 옳다고 말한다. 나 역시 이에 동감하는 바 내가 뇌사자가 되어 내 장기를 기증할 수 있는 경우가 아니라면 내 시체의 처분은 내 아내나 혹은 자식, 혹은 둘 다 없다면 가장 가까운 친구에게 맡길 생각이다.

 

 결국 이 책은 그동안 금기시 되어 온 시체 처리 방법에 대한 역사적, 환경적, 사회적 연구를 집대성한 것으로 글쓴이는 화장장, 해부실험실 등을 직접 몸으로 누비며 현장감 넘치는 책을 완성하였다.(다만 나는 너무 현장감이 넘쳐 좀 불만이긴 하다.) 또한 곳곳에 유머와 위트가 넘쳐서 자칫 무거울 수 있는 주제인 죽음과 시체에 대한 글을 <조직 분해>하는데 성공한 것으로 평가된다. 아마 의사가 되어 해부학을 배우지 않는 한 이 책을 통한 지식과 정보와 통찰력을 얻기엔 힘든 것으로 보이는 바 이 책과 함께 시체에 대해 살펴보는 것은 어떨까?(책 원제목인 STIFF는 속어로 시체인데 만약 책 제목이 '시체'라면 아무도 안 사볼 것이므로 번역 과정에서 인체재활용이란 제목을 사용한 것으로 보인다.)

왜 나이를 먹으면 시간이 빨리 가는가?

동적평형 - 읽고 나면 세상이 달라져 보이는 매혹의 책
후쿠오카 신이치 지음, 김소연 옮김 / 은행나무 / 2010년 3월

 <동적 평형>이란 책 제목을 듣고 아마 화학을 배운 사람이라면 dynamic equilibrium이 생각날 것이다. 특히 물리 화학에서 중요한 개념인 동적 평형은 겉으로 보기에는 변화가 없는 것으로 보이나 그 안에서는 활발한 여러 가지 활동이 있는 것을 말한다. 이 책의 글쓴이인 후쿠오카 신이치는 문학적인 감성과 철학적 메시지로 대중과 과학을 연결시키는 과학자로 유명한데   글쓴이는 <동적 평형>을 "끊임없이 흐르면서 정교한 균형을 유지하는 것 끊임없이 파괴하고 항상 재구축하는 것 이것이 동적평형"이라고 정의하여 이 책의 제목으로 삼고 있다. 이렇게 글쓴이가 과학 언어를 제목으로 한 이유는 동적 평형 상태가 바로 '생물체'라는 것을 강조하기 위해서 인 것 같다.
 
 우리는 때때로 겉으로 보기에 변화가 없는 것을 보면 정지해 있다고 생각하기 쉽다. 그러나 실제로 자세히 살펴보면 끊임없이 변화하기 마련이다. 특히 생물체의 경우 지금 이렇게 서평을 쓰고 있는 순간에도 세포간의 신호가 전달되면서 서로 상호 작용하고 있는 것이다. 예컨대 과거에는 기억을 저장하는 어떤 '물질'이 뇌에 있을 것이라고 생각하였다. 그러나 그러한 기억저장물질은 존재하지 않으며 뇌를 구성하는 신경 세포 간의 연결인 '시냅스'의 평형 상태로 기억이 저장될 것이라는 글쓴이의 주장이다.
 
 또한 한 가지 흥미로운 주장은 "왜 나이를 먹으면 시간이 빨리갈까?"에 대한 생물학적 대답이다. 이는 나이를 먹으면서 세포의 상호 작용이 적어지고 느려지면서 생체 시계가 느려지고 그 결과 우리가 느끼는 생체 시계의 시간과 현재 시간이 서로 달라지면서 나이를 먹으면 점점 시간이 빨리 간다고 느낀다는 것이다. 이를 읽으면서 무릎을 탁 칠 수 밖에 없었다. 경험적으로 알고 있으나 설명하기 난해했던 것을 생물학은 이처럼 쉽고 단순하게 설명할 수 있는 것이다.
 
 아마 한번쯤은 '스무디 킹'에서 연아가 선전하는 스무디를 먹어본 기억이 있을 것이다. 그곳에서 이른바 비타민이나 콜라겐 등의 '인핸서(enhancer)'를 첨부해서 먹을 수도 있다. 그런데 여성분들은 대개 콜라겐을 선택하는 경우가 많다. 물론 콜라겐이 피부 탄력에 중요한 단백질임에는 중요하나 먹으면 어떻게 되겠는가? 위에서 펩신에 의해 아미노산으로 전부 분해되고 말 것이다. 일반 생물학만 배워도 전부 아는 이것을 사람들은 쉽게 잊곤 한다. 이에 대해 글쓴이 역시 날카롭게 지적하고 있다.
 
 결론적으로 글쓴이는 생명은 파괴나 무질서로 대표되는 엔트로피 증대의 법칙에 앞서 자신을 파괴하고 재구축하는 순환 상태, 동적 평형을 유지하여 균형을 잡고 있는 것이라고 결론 맺는다. 때때로 인문학적/철학적인 접근도 좋지만 이런 과학적 접근 방법 역시 삶에 대한 지혜를 주는 것 같다. 이와 같이 과학을 쉽게 대중에서 풀어 설명해 줄 수 있는 사람은 많지 않다. 이 책을 통해 생물학과 만나보는 것이 어떨까? 

라디오 대본을 그대로 옮긴 것에 불과한 책

정재승의 도전 무한지식 1 ㅣ 정재승의 도전 무한지식
정재승.전희주 지음 / 달 / 2008년 3월

 이 책은 국내 최초 라디오 과학 프로그램 <도전 무한지식>(MBC 표준 FM, 아침 9시 5분)에 실렸던 내용을 묶은 책이다. 9시 5분 부터 약 5분 간 '들리는 과학'을 모토로 하여 과학에 대한 궁금증과 과학자들의 최신 연구 결과를 소개하고 그 속에서 삶의 지혜를 제공하고자 2006년 11월에 첫 전파를 탄 방송이다. 사실 이런 과학에 대한 접근 방법에 대해 나쁘다고 생각하지는 않는다. 많은 사람들이 과학, 특히 수학에 대해 울렁증을 가지고 있는 상황에서 좀 더 접근하기 쉽게 '들리는 과학'을 시도한 정재승 박사와 전희주 라디오 작가의 노력에 박수를 보낸다.
 

 하지만 '들리는 과학'과 '보는 과학'은 별개의 문제이다. 5분이라는 제한된 시간 내에는 딱 필요한 정보만 모아서 들려줘야 하겠지만 책으로 만들 때에는 이런 제약이 없는 바, 좀 더 많은 정보를 실을 필요가 있었다. 그냥 딱 라디오 대본을 그대로 실은 느낌이다. 게다가 편집을 할 때 좀 주제별로 묶었으면 더 좋았을 것 같은데 그냥 시간 순서대로 이어 놓아 각 부분마다 연계성을 전혀 느낄 수 없었다. 이러면 후에 나중에 읽었던 것을 찾으려고 할 때도 고생할 뿐만 아니라 편집자의 능력에 대해서도 의문을 가질 수 밖에 없다.

 

 사실 정재승의 다른 책에 대해서는 많은 감명을 받아왔었다. 그래서 이 책 역시 '정재승' 이름 하나만 믿고 구입한 것인데 솔직히 실망스럽다. 지금까지 읽어본 정재승의 책 중 가장 실망스러운 책임에 분명하다. 이 책을 통해 다시 한 번 얻은 교훈은 '방송 프로그램을 책으로 낸 책은 반드시 먼저 살펴보고 구입하자'이다. 지금까지 방송 프로그램을 책으로 낸 것이나 토론을 책으로 낸 책 중에서 괜찮을 책을 그렇게 많이 보지 못했다. 대부분 그냥 방송 대본을 그래도 옮겨 오거나 토론 녹취록을 그대로 옮긴 것에 불과하였다. 그냥 "방송 프로그램으로 성공했으니 책으로 내도 성공하겠지"라는 안일한 생각으로 책을 내는 것 같다. 이제 우리나라 책 바닥도 만만치 않다. 이런 마인드를 가지고 책을 내서는 결코 성공하기 쉽지 않을 것이다.