진화, 불가능의 산을 오르다

리처드 도킨스의 진화론 강의 - 생명의 역사, 그 모든 의문에 답하다
리처드 도킨스 지음, 김정은 옮김 / 옥당(북커스베르겐) / 2016년 5월

 일반인뿐만 아니라 과거에도 진화론을 받아들이지 못한 지식인들이 많았습니다. 종교적인 영향도 있었겠지만, 굉장히 복잡한 구조를 가진 기관들이 진화를 통해 이루어졌다는 사실을 받아들이기 힘들었기 때문입니다.

 다윈조차도 '인간의 눈이 가진 복잡성과 우수성' 때문에 진화론에 대해 다시금 생각해 볼 정도였습니다. 하지만 현재 학자들에 의하면 '인간의 눈'은 생각만큼 완벽하지도 효율적이지도 않습니다. 한 공학자는 인간의 눈이 만약 누군가의 설계로 만들어졌다면, 그 설계자에게 다시 만들어오라고 하겠다고 하였습니다. 일부러라고 할 정도는 아니지만 눈도 깊이 알고보면 이해하기 힘든 비효율성이 있습니다.

 기린의 목의 한 혈관도 비슷한 경우입니다. 어떤 혈관은 목을 타고 아래에서 위로 올라갔다가 조금 내려갔다가 다시 올라갑니다. 모든 포유류들이 이렇게 올라갔다 내려갔다 다시 올라가는 목의 혈관을 가지고 있습니다. 그런데 기린은 문제가 목이 너무 길다는 것입니다. 그래서 그 혈관도 위로 올라가다가 한참을 아래로 내려갔다가 다시 올라옵니다. 만약 설계자가 있었다면 이처럼 어처구니없이 만들지는 않았을 것입니다. 혈관이 오르락 내리락 할 어떤 기능적 필요도 없습니다. 초기에 그렇게 세팅되었기 때문에 계속 그렇게 된 것입니다. 하지만 진화는 이런 비효율성을 가지게 됩니다. 진화는 점진적으로 일어납니다. 때문에 기린의 목이 아주 조금씩 길어지면 혈관도 아주 조금씩 아래로 내려갔을 것입니다. 갑자기 혈관이 아래로 내려가지 않는 대돌연변이를 일으켰다면 모를까 그렇지 않다면 아주 작은 점진적인 진화가 계속 일어났을 것입니다. 때문에 아래로 내려가는 혈관은 아주 조금씩 조금씩 아래로 내려갔고 마침내 현재의 기린을 보면 혈관이 롤러코스터처럼 위 아래로 오르락 내리락하는 너무나 어이없는 광경을 보게되는 것입니다.  

 리처드 도킨스는 수학적 모델과 비유를 통해 진화를 보여줍니다. 언뜻 보기에는 불가능하게 보일지라도 그것이 충분히 점진적진화로 일어날 수 있음을 보여줍니다. 리처드 도킨스는 '불가능한 산' 비유를 듭니다. 너무 높아서 도저히 오를 수 없을 것 같아 보이는 가파는 산이라도 그 뒷길에는 완만하고 충분히 오를만한 비탈길이 존재한다는 것입니다. 에베레스트산 정상을 보면 도저히 오를 수 없을 것 같지만, 한 걸음 한 걸음씩 오르다 보면 정상까지 오르는 것이 결코 불가능한 것은 아닙니다. 

 진화는 굉장히 느리게, 가끔은 급진적으로 일어납니다. 우리에게는 진화에 필요한 40억 년의 시간이 있었습니다. 어떤 생명체는 이미 가파른 정상에 도달하였기 때문에 다른 산봉우리로 가기 위해서는 정상에서 내려와서 다시 올라가야 됩니다. 진화는 이것을 허용하지 않습니다. 침팬지와 인간은 600만년 전에 서로 다른 길을 찾았고 서로 다른 봉우리에 도달했습니다. 인간이 침팬지로 진화하기 위해서는 현재 우리 산봉우리에서 600만년을 거슬러 내려간 후 다시 침팬지로 가는 길을 찾아서 산봉우리를 올라가야 합니다. 침팬지도 인간으로 진화하기 위해서는 마찬가지입니다. 이런 일은 벌어지지 않습니다. 

 모든 생명체는 나름대로 막다른 진화의 산봉우리에 올라있습니다. 물론 그 산봉우리는 갈수록 높아질수도 있고, 급격한 지각변동에 의해서 사라질 수도 아니면 갈라질 수도 있습니다. 하지만 현 시점에서만 바라본다면 모든 생명체는 각자의 환경에 최적의 방식으로 적응했습니다. 인간은 하늘을 날 수 없지만, 조류나 약간의 포유류는 하늘을 날 수 있습니다. 인간이 날개를 진화시킬일은 없을 것입니다. 하지만 공룡은 날개를 진화시켰습니다. 인간은 물 속에서 3분도 살 수 없지만, 많은 생물들이 물 속에서 살아가고 있습니다. 모든 생명체는 물에서 나왔습니다. 인간은 이미 물 위로 올라왔기 때문에 되돌아 갈 수 없습니다. 인간은 산소가 없으면 역시 3분도 버티지 못하지만, 일부 박테리아는 산소가 없어도 살아 갈 수 있습니다. 진화게임의 최종 승자는 박테리아가 될 지도 모릅니다. 그들의 생존력과 번식력, 적응력은 인간과는 비교도 할 수 없습니다. 만약 핵전쟁이 일어나서 지구 상의 모든 생물체(박테리아나 바이러스를 제외하고)가 다 죽는다면 박테리아는 다시 번식하고 새로운 진화게임을 시작할지도 모릅니다. 리셋 후에 다시 시작하는 것이지요. 공룡이 멸종하고 그 빈자리를 포유류와 조류가 채웠듯이 새로운 진화가 일어나려면 빈자리가 필요합니다. 대멸종 후에는 급격한 진화가 일어납니다.

 아주 재미있는 진화론 강의였습니다. 흥미로운 부분도 많았습니다. 특히나 대칭에 관한 이야기는 저의 궁금증을 풀어주어서 너무나 고마웠습니다. 왜 거의 모든 생명체는 대칭을 이루고 있을까요? 왜 인간은 대칭을 아름답게 여기는 걸까요? 인간은 외모를 볼 때 대칭적일수록 호감을 느낍니다. 왜 이런 걸까요? 대칭이야기를 하고 싶지만, 책을 읽는 재미를 위해서 자제하겠습니다. 힌트를 드리자면 진화는 대칭을 선호했습니다. 좀 더 힌트를 드리자면 대칭이 비대칭보다 유리한 점이 있었습니다. 궁금하지 않으신가요? 궁금하시면 이 책의 대칭부분이라도 꼭 읽어보시기 바랍니다. 진화는 너무 재밌고 너무 놀랍습니다.

우리는 왜 존재하는가?

이기적 유전자 - 2010년 전면개정판
리처드 도킨스 지음, 홍영남.이상임 옮김 / 을유문화사 / 2010년 8월

 아주 즐거운 여정이었습니다. 진화의 여정, 우리가 어떻게 존재할 수 있었는지 머나먼 과거부터 시작합니다. 그것은 아주 우연이었습니다. 그리고 딱 실현가능할만큼 우연이었습니다. 때문에 우리는 지금 존재할 수 있습니다. 시작은 미약했습니다. 그러나 그 끝은 창대했습니다. 

 원시스프에서 우연히 '자기복제자' 가 나타났습니다. 이는 아직 우리가 풀지 못한 수수께끼입니다. 우리가 풀어야할 수수께끼입니다. 어쨌든 '자기복제자' 는 끊없이 자신을 복제했고, 복제는 완벽하지 않았습니다. 오류, 즉 돌연변이가 발생했습니다. 대부분의 돌연변이는 경쟁에 불리해서 도퇴되었지만, 어떤 돌연변이는 경쟁에 유리했습니다. 아주 작은 차이라도 있으면 그 돌연변이는 자연에 의해 '선택' 됩니다. 다른 '자기복제자' 들 보다 더 많이 자신을 복제하게 됩니다. 이것이 '자연선택' 입니다. '자기복제자' 와 '자연선택' 이 함께 춘 40억년 동안의 춤이 지금의 지구입니다. 이것이야말로 경이이며 아름다움아닐까요? 도킨스는 이를 "지상최대의 쇼" 라고 표현했습니다. 

 저는 도킨스를 <지상최대의 쇼>에서 처음 만났습니다. 과거 <이기적 유전자>가 너무 유명해서 읽어보고 싶었지만 처음 몇 페이지 읽다가 포기했습니다. 어렵고 재미도 없었습니다. 조금 시간이 지난 후 우연히 <지상최대의 쇼>를 사서 읽게 되었습니다. 심봉사가 눈이 떠지듯이 제 눈이 떠졌습니다. '진화론' 에 눈떴습니다. 

 도킨스는 아주 쉽고 상세하고 논리적으로 진화를 설명해줍니다. 저는 첫번째 책으로 <지상최대의 쇼>를 추천드리고 싶습니다. 진화론이 얼마나 확실한 이론이며, 얼마나 많은 근거를 토대로 이루어져있는지 확인해보시기 바랍니다. 진화론을 부정하는 것은 현대과학 전부를 부정하는 것임을 그 책을 통해 알 수 있을 것입니다.

 <이기적 유전자> 또한 굉장히 매력적인 책입니다. 리처드 도킨스는 진화의 주체가 '유전자' 임을 조목조목 설명합니다. 관점을 전환하면 얼마나 놀라운 해석들이 펼쳐지는지 보여줍니다. '이기적유전자' 에서 더 나아가 '확장된 표현형' 과 '밈' 이라는 개념까지 들고 나옵니다. 후속편에 대한 예고까지 잊지 않고 언급합니다. 

 진화는 정말 매력적인 개념입니다. 자연의 신비는 너무나 놀랍습니다. 도킨스는 이 둘을 누구보다 잘 설명해주는 작가입니다. 유시민씨는 글쓰는 법을 배우기 위해 <이기적 유전자>와 <코스모스>를 추천합니다. 글은 이렇게 써야합니다. 자신이 주장을 논리적이고 쉽고 명료하게 설명하고, 비유와 유머, 풍자를 양념처럼 곁들어서 독자에게 선보입니다. 진수성찬을 맘껏 맛보시기 바랍니다. 

다양한 과학이야기

과학 향기 재스민 - 생명에 밑줄긋는 과학이야기
KISTI 과학향기편집팀 엮음 / 한국과학기술정보연구원 / 2011년 4월

 KIST 과학향기편집팀에서 나온 과학향기 시리즈 중에 하나입니다. 이 시리즈 중 세 권을 읽었습니다. 다양한 과학지식이 담긴 책입니다. 오래전에 읽어서 기억은 잘 나지 않지만, 그렇게 재밌지는 않았습니다. 대부분 얼핏 아는 내용들이라서 그런 것 같습니다. 이제 이런 과학대중서보다는 좀 더 한 분야에 깊이 있는 책을 읽도록 해야겠습니다. 

 3월달에 읽은책 리뷰를 쓰려니 힘들군요. 특히나 인상깊지 않은 책은 더 힘듭니다. 목차를 읽어보니 흥미로워보이는 내용들이 많아보이는데 기억은 나지 않네요. 처음에 읽을 때 그리 흥미롭거나 인상깊지 않았던 모양입니다. 다시 훑어보고 싶네요. 책은 전부 사서보는 것이 좋은 것 같습니다. 이렇게 기억이 가물가물한 책은 꺼내서 잠시만 훑어보면 기억이 많이 다시 살아날텐데요. 책 사는데 돈을 아끼면 안되지만, 원하는 책을 다 살 수는 없습니다. 아직은요. 나중에 제 집과 제 서재를 갖게 되면 그 때부터는 책을 전부 사서 읽고 싶습니다. 

김대식의 뇌과학 칼럼

내 머릿속에선 무슨 일이 벌어지고 있을까 - 카이스트 김대식 교수의 말랑말랑 뇌과학
김대식 지음 / 문학동네 / 2014년 6월

 雨香 님의 서재에서 김대식의 책들을 보고 읽고 싶어져서 <이상한 나라의 뇌과학>과 <내 머릿속에선 무슨 일이 벌어지고 있을까>를 읽었다. 이 책은 <이상한 나라의 뇌과학> 보다는 괜찮았지만, 역시나 대부분 아는 내용들이었고, 특별함, 새로움, 놀라움은 없었다. 이제는 나의 뇌는 뇌의 신비도 익숙한 하나의 정보로써 받아들이는 것 같다. 신비도 자주 접하면 익숙해지는 걸까?

 책 내용이 거의 대부분 아는 내용이었다. 어쩌면 이는 나의 뇌의 착각일까? 흠... 그런데 그건 아마도 아닌거 같다. 다시 책의 목차를 읽어봐도 이미 거의 대부분이 아는 내용들이다. 그 내용들은 어느 책에서 읽었는지 대충 말할 수 있다. 아는 내용들이지만 그래도 가볍고 재미있게 읽을 수 있었다. <이상한 나라의 뇌과학>을 읽을 때보다 아마 기대치가 많이 떨어져서 가벼운 마음으로 읽을 수 있었던 것 같다.

 뭔가 이 책의 장점과 단점을 잘 설명해줘서 이 책을 읽고 싶은 분들께 설명을 해주고, 또 추천을 해줘야 되는데, 별로 쓸말이 없다. 그리 깊지는 않지만 얕고 넓게 뇌에 대해서 알 수 있는 책이다. 글이 그렇게 재밌지는 않지만 그래도 저자의 진지한 고민과 성찰이 담겨있다. 뇌에 대해서 아직 잘 모르고 궁금증, 호기심이 있는 분들께 분명 일독을 권할만한 책이다.

 그래도 읽어볼만한 작가임은 분명하다. <김대식의 빅퀘스천>과 <김대식의 인간 vs 기계> 도 한 번 읽어보고 싶다. 아마 대부분 아는 내용이 아닐까하는 우려가 들지만, 복습도 중요하다.

파인만의 상대성이론 강의

파인만의 또 다른 물리이야기 - 보급판
리처드 파인만 강의, 박병철 옮김, 로저 펜로즈 서문 / 승산 / 2003년 9월

 재수시절 <파인만의 여섯가지 물리이야기>를 읽게 되었다. 어떻게 읽게 되었는지는 기억나지 않지만, 놀라웠다. 아니, 과학을 이렇게 쉽고 명확하게 설명할 수 있다니. 어렵다고 생각했던 화학, 물리법칙들이 너무나 쉽게 느껴졌다. 그 책을 읽고 난 후로 물리에 대한 이해도가 높아졌다. 어렵던 파동이 이해가 되었다. 무엇보다 신비로웠다. 원자들의 세계, 미시세계의 움직임. 파동과 양자역학. 그리고 광자의 이중성을 보여주는 놀라운 이중슬릿 실험. 파인만은 단언컨데 천재였다. 천재란 어려운 개념을 아주 쉽게 설명할 수 있는 사람이다.

 하지만 <파인만의 또 다른 물리이야기>는 <파인만의 여섯가지 물리이야기> 보다 훨씬 어려웠다. <파인만의 여섯가지 물리이야기>는 이제 막 대학교에 입학한 학생들을 대상으로 한 기초강의다 보니 고등학생인 내가 읽어도 너무 쉽고 재미있었지만, <파인만의 또 다른 물리이야기>는 대학원생, 혹은 교수들이 듣는 강의나 보니 난의도가 훨씬 높았다. 일단 수식과 수학이 너무나 많아서 건너뛰면서 읽었고, 때문에 기존에 알던 내용을 토대로 이해하는데 그쳤다. 좀 더 시간을 들여 수식을 검토하면서 읽으면 더 이해는 잘 되었겠지만, 굳이 그렇게 까지 깊이 이해하고 싶진 않았다. 아니 이해하기 너무 어려울 것 같아서 시도하기가 부담스러웠다.

 이 책은 파인만의 상대성 이론에 대한 강의다. 이미 알고 있던 배경지식이 없었다면 책 내용을 따라가기 힘들었을 것이며, 별점을 1개 정도 줬을 것 같다. 아마 이 책은 아는 만큼 보이는 책, 아는 만큼 별점을 줄 수 있는 책일 것이다.

 상대성이론과 양자역학은 너무나도 흥미롭다. 그 이론들이 알려주는 사실들은 우리의 상식과 너무도 다르다. 빨리 움직이는 물체는 시간이 천천히 흐른다던가, 질량이 커진다던가, 공간이 휘어진다던가 하는 사실들은 우리가 경험하는 세계와는 전혀 다르다. 상대성 이론과 양자역학은 기존의 과학 패러다임을 바꾼 혁명과도 같다. 나는 그 신비를 다른 사람들에게 설명해주기고 싶지만 그러기에는 지식과 이해도가 너무나 비천하다.

 리처드 도킨스의 말처럼 과학은 그 어떤 마술, 마법, 신화보다도 신비롭고 아름답다. 이 책은 상대성이론에 대한 책이지만, 처음 접하는 분들에게는 다소 어려울 듯 하다. 상대성이론과 아인슈타인의 일생에 대해 궁금하신 분은 미치오 가쿠의 <아인슈타인의 우주>를 꼭 읽어보시기 바란다. 미치오 가쿠 그도 천재이다. 천재가 쓴 천재이야기. 너무나 쉽고 재미있는 책이다.