‘결국 사람이 과학을 만든다’

과학을 만든 사람들 - 과학사에 빛나는 과학 발견과 그 주인공들의 이야기
존 그리빈 지음, 권루시안 옮김 / 진선북스(진선출판사) / 2021년 8월

《과학을 만든 사람들》

: 과학사에 빛나는 과학 발견과 그 주인공들의 이야기

존 그리빈(John Gribbin) 지음 | 권루시안 옮김 | [진선출판사]

‘결국 사람이 과학을 만든다’

천문학을 전공한 과학자이면서 많은 과학 교양서를 펴낸 저술가 존 그리빈은 《과학을 만든 사람들》에서 방대한 서양 과학사를 촘촘한 직물처럼 엮어 냈다. 이 책에서 다루는 시기는 흔히 ‘암흑시대’로 불리며 신과 믿음을 중심으로 한 중세가 끝나고 등장한 르네상스 시대에서 20세기 말까지다. ‘과학’의 범주로 보면, 신비주의가 점차 사라지며 실증적인 학문 체계를 갖추기 시작한 르네상스 시대의 자연과학에서부터 상대성이론과 양자물리학을 거쳐 20세기 말의 우주에 관한 이론에 이른다. 현대의 분류 기준으로 물리·화학·생물·지구과학/천문학 등에 해당하는 제반 과학 분야의 발전사의 큰 흐름을 한 권에 포괄적으로 담은 셈이다.

저자가 르네상스 시대 이전의 과학 분야를 포함하지 않은 이유는 고대 그리스·로마 시대의 자연철학 전통과 세계에 대한 신비주의적 해석이 중세에 이르도록 큰 변화 없이 강력한 영향력을 발휘하고 있었기 때문일 것이다. 저자의 관점에서, ‘과학적’ 방법론이 확립된 시기는 인류가 신비주의적 해석 관행을 떨쳐버리기 시작하던 시기와 맞물린다. 그가 ‘최초의 과학자’라고 부를 수 있다고 본 인물은 윌리엄 길버트와 갈릴레오 갈릴레이다. 이 두 사람 모두 직접 관찰한 자료와 논리적 추론을 바탕으로 자연 현상을 설명하고 예측하고자 했으며, 다른 동료들로부터 검증을 받아 재확인하는 방법을 추구했기 때문이다.

이 책은 과학사를 기술하면서 무엇보다 인물에 주목한 점이 큰 특징이다. 저자 역시 이런 방식의 글쓰기가 전통적인 과학사 기술 방식에서 벗어나고 있다는 점을 인정하고 이에 대한 비판을 염두에 둔 듯하다. 하지만 그의 입장은 ‘과학 활동’과 ‘과학 자체’를 구분하면서 인물에 주목하는 접근법이 유효함을 설득력 있게 보여준다.

우선 ‘과학 활동’은 과학자 각자가 이루어가는 지극히 개인적인 활동이라는 입장을 강조한다. 과학 활동의 방향은 과학자 개인의 관심사와 문제의식에 따라 크게 달라질 것이다. ‘사람이 과학을 만든다’는 확고한 명제를 기반으로 하기 때문이다. 우리가 흔히 문·사·철의 인문학 분야가 개인의 세계관에 직접적으로 영향을 받는 것처럼, 과학 역시 과학자의 철학과 개성을 반영한다. 이 책에 담긴 방대하고 다양한 서양 과학사의 장면마다 과학적 발견의 정황을 살펴보고, 당시에 활약한 이들에 초점을 맞춤으로써 저자는 과학적 성취를 생생하고 입체적으로 부각시키고 있다.

흥미로웠던 한 가지 사례는 현미경 제작과 이를 이용한 세포 관찰, 용수철의 탄성에 관한 ‘훅의 법칙’으로 유명한 로버트 훅과 아이작 뉴턴의 갈등 구도가 담긴 장면이다. 저자의 설명에 따르면 두 사람의 갈등은 주로 뉴턴이 초래한 것이다. 훅이 거둔 수많은 성취와 업적을 뉴턴이 은폐한 정황이 있다는 것이다. 예를 들어 훅은 두 개의 투명한 쐐기 모양의 용기 사이에 고리 모양의 무늬가 나타난 현상을 자신의 저서 《마이크로그라피아 Micrographia》에서 보고한 적이 있다. 뉴턴은 이를 대수롭지 않게 치부한 듯 했지만, 훗날 이 현상에 자신의 이름을 붙여 ‘뉴턴 링’으로 불렀다. 인류 지성사의 큰 업적으로 평가받는 《자연철학의 수학적 원리(프린키피아)》를 써낸 사람이 욕심내기에는 크게 관심을 끌만한 현상은 아닌 것 같은데 말이다. 과학은 사람이 만들어 간다는 저자의 관점대로 책에서는 뉴턴의 인간적인 면모와 성향에 주목했다. 물론 이 접근방식은 뉴턴을 비난하기 위함이 아니라 불완전한 인간의 모습을 모두 고려하여 파악하기 위함이다. 역사 속에서 이런 장면은 어디에나 존재했을 테니까.

로버트 훅의 현미경학 서적 <마이크로그라피아>(1664)에 실려 있는 그림. 현미경을 통해 머리카락을 붙들고 있는 이의 모습을 그린 것.

훅과 뉴턴이 보여준 갈등 국면과 관련하여 한 가지 더 흥미로운 에피소드는 두 사람 사이에 오간 서신에서 발견된다. 저자에 따르면 훅은 진실에만 관심이 있었기에 ‘언제나 과학에 관해 (뉴턴과) 우호적 방법으로 논할 태세’가 되어 있었다. 훅이 먼저 뉴턴에게 화해와 발전적인 논의를 위한 제안을 담은 서신을 보냈다. 뉴턴은 이에 대한 답변으로 훅에게 보낸 편지에 우리가 익히 알고 있는 유명한 문장을 썼다.

“데카르트가 내딛은 발걸음은 훌륭합니다. 당신은 여러 면에서 많은 것을 더했는데, 얇은 판의 색을 철학적으로 고려했다는 점에서 특히 그렇습니다. 제가 더 멀리 보았다면 거인들의 어깨 위에 올라서 있었기 때문일 것입니다.”(257)

이 부분에 대해 저자는 다른 과학자의 해석을 곁들이고 있다. 뉴턴이 데카르트를 언급했던 것은 훅이 먼저 발견했다고 주장한 ‘무늬에 대한 발견’이 사실 데카르트가 먼저이기에 훅에게 분수를 알려 주기 위한 언급이었다고 전한다. 그리고 두 번째 문장에서 저자는 뉴턴이 ‘거인들(Giants)’이란 단어를 대문자로 시작했다는 점에 주목한다. 뉴턴이 이 표현을 강조한 이유는 훅의 신체적인 특징(등이 굽고 키가 작은 점)을 조롱하는 숨은 의도도 포함되어 있다는 점이다. 결국 뉴턴이 자신의 발견이 고대인들의 발견에 기반 할 수는 있지만 훅과 같이 보잘 것 없는 이들의 생각을 훔칠 필요가 없다는 의도가 담겨 있다고 해석하고 있다. 다시 말해 ‘난쟁이인 너는 내가 올라선 거인이 아니다’라는 메시지를 전하고 있다는 것이다. 특히 이 문장이 뉴턴 이전에도 사용되었지만, 특히 로버트 훅을 염두에 두고 ‘거인들’을 강조한 것에 주목하여 해석한다.

나는 여기에 훅이 ‘철학적으로 고려했다’는 부분에도 주목해본다. 마치 훅이 거둔 성취를 어느 정도 인정해주는 모양새이지만, ‘철학적으로 고려했다’는 표현은 과학자의 입장에서 칭찬이 아닐 수 있기 때문이다. 달리 말해 어느 현상에 대해 정량적인 해석과 이해를 제공하는 설명이 아니라 ‘사변적인 고찰’에 그쳤다는 인상을 줄 수 있기 때문이다. 나의 해석이 과장되었다고 판단하더라도, 뉴턴이 훅에게 보낸 답장은 두 사람 사이의 갈등 국면을 고려했을 때 행간에서 누구나 긴장감을 감지할 수 있을 것이다. 아무튼 이러한 평가는 다른 연구자들의 판단과 더불어 여러 자료에서 드러나는 뉴턴의 됨됨이를 기반으로 저자가 지적하고 있는 부분이다.

지금까지 우리는 이 문장을 뉴턴의 겸손함에 대한 표현으로 이해했을지 모른다. 하지만 사람에 대한 일관된 행동과 정황을 고려하여 내린 결론이 보다 설득력을 갖지 않을까싶다. 존 그리빈에 따르면 뉴턴은 꽤나 ‘악질적이며 언제나 원한을 감추고 있던 사람’이었다. 이 주장은 로버트 훅이 사망한 후 뉴턴의 행동을 보면 보다 설득력을 갖는다. 1703년 3월에 연장자였던 훅이 사망한 후, 같은 해 말에 뉴턴은 잉글랜드의 왕립학회 회장으로 선출된다. 저자의 언급에 따르면 뉴턴은 훅에 대해 품은 편집광적인 적의로 뉴턴은 자신의 주요 저서로 평가되는 《광학》을 훅의 사망 이후에 출간했다고 한다. 왜 그랬을까? 뉴턴은 이 책에서 훅이 언급했던 ‘고리 모양의 무늬’를 ‘뉴턴 링’으로 발표했을 것이다(이 부분은 확인이 필요하다). 게다가 뉴턴이 왕립학회의 회장이 된 후 학회가 이전하게 되었는데, 학회에 걸려 있던 선배 과학자들의 초상화들 중 유독 로버트 훅의 초상화만 사라져버린 점에 저자는 주목한다. 그 이유에 대해서는 뉴턴 자신이 가장 잘 알고 있을 테다.

개인적으로도 뉴턴은 《자연철학의 수학적 원리(프린키피아)》를 출간했다는 사실만으로도 과학 혁명기에서 가장 중요한 과학자로 평가받을 만 하다고 생각한다. 하지만 객관적으로 여겨지는 과학 활동에서 우리는 인간적인 요소를 잊기 쉽다. ‘과학 활동’은 결국 사람에 의한, 사람의 일이기 때문이다. 뉴턴이 위대한 업적을 남겼다고 해서 우리가 기대대로 그가 선하고 겸손하기만 한 인물이라고 가정할 이유는 없다. 오히려 내가 주목한 지점은 상대방이 어떤 인물인지 파악하는 일이 중요하다는 점이다. 사소한 정보로 여겨질지 몰라도 인물에 대해 이해하는 일은 그가 왜 그렇게 행동하게 됐는지 이해하는데 중요한 실마리를 제공해준다. 일종의 역사 탐정의 입장에서 설득력 있는 알리바이를 얻을 수 있다. 따라서 이 책은 ‘과학 역시 사람이 만든다’는 저자의 관점을 뚜렷하게 반영한 흥미로운 역사서이기도 하다.

《과학을 만든 사람들》에서 저자가 취하는 또 다른 흥미로운 관점은 ‘과학 자체’에 대한 입장이다. 그는 ‘과학 자체가 본질적으로 비개인적이다’라고 말한다. 과학이 ‘절대적· 객관적 진실을 다룬다’라고도 표현한다. 본인도 의식하고 있듯이 이런 견해에 동의하지 않고 비판하는 사람은 많을 수 있겠다. ‘절대적·객관적 진실’이란 표현이 모호하게 전달될 수 있기 때문이다. 하루살이에게는 이 세계는 하루 이상 존재한 적이 없다. 이것이 절대적 진실일 수 있다. 하지만 수십 년을 사는 인간에게 하루는 하루살이와 다르게 인식될 것이다. 인간이 세계 혹은 우주를 파악하고 얻은 진실도 마찬가지일 수 있다. 저자는 우주에서 인류가 차지하는 위치를 언급하는데, 생명 구성의 기본 원소인 C·H·O·N를 기반으로 하는 새로운 생물체가 우주 전체에서 공통적으로 발견될 수 있다고 말한다. 이는 과학이 다루는 지식이 ‘보편적’임을 말하는 것이다. 나는 이런 의미에서 ‘과학이 비개인적이다’라는 정도로 이해할 수 있을 것 같다.

이런 관점에 이어서 저자가 ‘과학 혁명’을 바라보는 관점 역시 논쟁적일 수 있다. 저자는 이 책에서 토마스 쿤이 《과학혁명의 구조》에서 주장한 ‘패러다임 전환’을 통한 ‘혁명’ 개념을 거부하기 때문이다. 오히려 그는 과학이 점진적이며 단계적으로 이루어지는 과정이라고 본다. 이 두 입장 사이의 대결 구도는 진화론을 둘러싼 논쟁에서 유사하게 찾아볼 수 있다. 생물과 지구의 진화 과정에 대한 상반된 입장을 떠올리게 한다. 책에 언급되지는 않았지만 스티븐 J. 굴드의 ‘단속평형설’과 책에 소개된 제임스 허턴·찰스 라이엘의 ‘동일과정설’ 및 찰스 다윈의 ‘점진적 진화설’과의 대비가 연상된다. 굴드의 단속평형설은 생물 종이 변화(또는 변이)가 거의 없는 시기가 이어지다가 어떤 우연한 계기로 갑작스러운 ‘종분화’가 이루어지며 진화가 이루어진다는 입장이다. 이에 반하여 허턴과 라이엘은 지질 과정에서 오랜 시간에 걸친 점진적인 지형의 변화를 이야기한다. 다윈은 이 견해에 영향을 받아 ‘자연 선택’에 의해 생물체에 점진적으로 이루어지는 진화 개념을 내세웠던 것이다. 저자 존 그리빈은 기본적으로 과학 발전이 이룩한 것 위에 조금씩 쌓아 올리는 작업이라고 믿는다.

이러한 관점은 존·메리 그리빈 부부의 최신작 《진화의 오리진》에서도 분명히 드러난다. 이 책에서 두 사람은 찰스 다윈의 진화론이 형성된 배경을 거슬러 추적하는데, 과학의 점진적 발전을 주장하는 관점대로 진화론이 나올 수 있었던 무수한 씨앗들을 찾아 그 가치를 확인하고 이를 연결 짓는 작업을 했다. 진화론은 한·두 명의 천재가 혜성처럼 등장하여 이룩한 업적이 아니라, 물이 끊는 과정이 보여주듯 수많은 과학자들이 각자의 환경 속에서 상호작용한 과정이 있은 후에야 가능했음을 설득력 있게 보여준다. 비유가 적절하지 않을 수 있지만, 저자가 주목하는 부분은 ‘상호작용하는 과정’에 있다. 라마르크의 진화론이 최종적으로 다윈의 진화론과 대결하여 승리하지는 못했지만, 다윈의 이론을 지지하는 사람들과 상호작용하며 이론의 정립에 기여했다는 점에 주목할 필요가 있다. 이 책의 또 다른 대목은 진화론이 여전히 진화중인 이론이라는 점을 이야기한 부분이었다.《과학을 만든 사람들》에서 저자가 강조한 부분은 뉴턴과 같은 천재적인 과학자가 혜성처럼 등장하여 인류의 지성사의 나아갈 바를 결정한 것이 아니라 훅과 같은 이들과의 논쟁과 대립, 뉴턴이 《프린키피아》를 출판하도록 독려했던 핼리와 같은 이들의 역할 등 사람들과 상호작용하면서 과학 발전의 조건이 갖추어 졌다는 점이다.

책을 읽으면서 르네상스 시대부터 20세기 말에 이르는 방대하고 촘촘한 서양 과학사의 흐름을 따라갔고, 여기에서 과학의 원동력이 저자의 표현대로 ‘발견에 대한 순수한 기쁨’에 있다는 점을 느꼈다. 과학은 인간이 세계(우주)에 대해 갖는 기본적인 지적 호기심을 발동하여 앎을 추구한 행위다. 과학자의 시선은 주도면밀하게 외부를 향하지만, 행위의 결과는 인간, 결국 우리 자신에 대한 깊은 이해를 가져다주었다. 특히 지구가 우주라는 무대의 중심에 있는 것이 아니라는 점을 명료하게 알려주었다. 마찬가지로 인류 역시 지구의 다른 동물과 다를 바 없는 존재라는 점을 깨닫게 해준 셈이다. 생물학은 모든 생명체가 동일한 유전암호와 작동규칙에 따라 형성된다는 것을 보여주었다. 우리는 모두 지구의 원시생물체로부터 같은 방식으로 진화해왔음을 알려주었다. 또 인간 개개인은 이 우주에서 고유한 존재이지만, 동시에 인간만이 특별한 존재는 아니라는 인식을 우리에게 가르쳐 주었다. 영국의 국보급 과학 저술가 존 그리빈이 묘사한 방대한 과학의 역사를 읽는 일은 인간이 이룩한 탁월한 업적뿐만 아니라 우리 자신, 인간에 대한 이해를 새롭게 하는 과정이었다.

"나의 목표는 … 우주의 기계장치가 신에 의해 움직이는 존재가 아니라 시계의 기계장치와 비슷하다는 것을 증명하는 것이다." (100)
- 케플러의 말

"저는 천체들이 공전하는 중심에 태양이 있으며 그 위치가 바뀌지 않는다고 굳게 믿습니다. 또 지구는 자전하면서 태양 주위를 돈다고 믿습니다. (…) 자연 현상에 관해 따질 때는 성서 구절의 권위에서 출발할 게 아니라 감각적 경험과 합당한 증명에서 출발해야 합니다." (154)
– 1614년 갈릴레이가 크리스티나 대공비에게 보낸 편지.

"우주라는 책은 먼저 그 책이 쓰인 알파벳을 익히고 그 언어를 파악하는 법을 배우지 않고서는 이해할 수 없다. (…) 그것이 없으면 깜깜한 미로를 헤매고 다닐 뿐이다." (159)
- 갈릴레이

"내 잘못을 버리고 저주하며 혐오한다." (168)
- 69세의 갈릴레이가 고문의 위협에 자신의 주장을 철회하며 선언한 표현

"대부분의 경우 과학은 그 시대의 기술을 활용하면서 이전의 발견을 바탕으로 조금씩 발전한다는 사실을 일깨워 준다는 것이다." (398)
- 과학의 발전에 대한 저자의 점진론적 입장

"블랙, 프리스틀리, 셸레, 캐번디시 같은 과학자들은 화학의 기초가 될 발견을 통해 화학을 과학으로 만들었다." (421)

"이런 사례(쿨롱의 법칙을 입증한 실험) 역시 과학과 기술이ㅡ 상호작용을 다시 한번 잘 나타내주고 있다. 전기에 관한 연구는 전기를 만들어 낼 수 있는 기계가 생겨나고 전기를 저장할 수 있는 장치가 개발된 뒤에야 탄력을 받기 시작했다." (438)