Think 11. 유전자의 비밀이 밝혀졌다. 윤리적인 문제는 극복할 수 있을 것인가?

미래가 온다, 게놈 ㅣ 와이즈만 미래과학 7
김성화.권수진 지음, 조승연 그림 / 와이즈만BOOKs(와이즈만북스) / 2020년 7월

  2022년 노벨생리의학상을 수상한 이는 스반테 페보 박사(스웨덴 태생, 67세)다. 연구논문은 네안데르탈인과 호모 사피엔스의 DNA가 섞여 있다는 내용이고, 이 사실은 두 인류가 서로 질병에 대한 '인체의 반응'에 서로 영향을 주었다는 점을 밝혀서 노벨상을 타게 되었다고 밝혔다. 이에 경희대 김성수 교수는 "인류의 진화 과정을 염기서열 수준에서 밝혀냈다는 점을 인정받은 것"이고, "현생 인류의 몸에 들어온 네안데르탈인의 유전자가 질병에 영향을 주었다는 점을 규명했다"고 말했다. "특히, 당뇨병과 비만 같은 대사질환이 생기는 열쇠를 밝혀낸 것"이라면서 주목할 필요가 있다고 말했다. [경향신문, 22년 10월 3일(현재시간 4일)]

  인간의 유전자에 대한 비밀이 속속 밝혀지고 있다. 이에 '유전자변형식품(GMO)'처럼 'GMO 사피엔스'의 출현도 얼마 남지 않았다고 과학자들은 말하고 있는데, 이미 인간에 대한 복제실험은 시도되었고 그 결과물(복제인간)은 폐기했다고 발표했지만, 지구 어느 곳에서 비밀리에 실험이 진행되고 있는지 알 수 없는 일이며, 앞으로도 하지 않을 거라는 확신을 장담할 수 없는 상황이다. 그렇다면 '유전자변형인간' 또는 '복제인간'이 실제로 존재했을 때, 어떤 문제점이 발생할 수 있을까?

  실상 '유전자변형(돌연변이)'는 매우 흔하게 발생하는 편이다. 멘델이 콩으로 '유전자의 특성'을 밝혀냈고, 왓슨과 크릭이 'DNA의 비밀'을 알아채기 훨씬 이전부터 인류는 '유전자변형의 성질'을 이미 알고 있었고, 실제로 실험에 성공해 '우수한 품종'만을 엄선해왔다. 대표적인 것이 바로 수많은 '개의 품종'을 보면 인간이 얼마나 집요하게 '품종관리'를 해왔는지 알 수 있다. 개 뿐만이 아니다. 우리가 먹는 음식도 대부분 '유전자변형'을 시도해서 더욱 맛있고, 더욱 생산량을 늘렸으며, 더욱 때깔이 곱고 모양도 아름다운 것을 뽑아내기 위해 엄청난 실험을 진행해왔다. 그 결과, 대부분의 채소와 과일은 더욱 커지고 맛있어졌으며, 소나 돼지, 양, 말, 닭 등의 가축들은 더욱 몸집이 커지고 새끼를 많이 낳으며, 젖과 알을 더 많이 생산하는 훌륭한 품종으로 개량되었다. 이는 모두 '유전자의 비밀'을 알지 못할 때에 시도된 성과들이다.

  그렇다면 모든 생물의 '게놈 지도'가 밝혀지고 있고 '유전자의 비밀'이 속속들이 밝혀지고 있는 지금은 어떤 실험을 하고 있으며 어떤 성과가 있는 것일까? 복제양 돌리는 너무나 유명해서 다 알 것이다. 복제소 영롱이도 함께 말이다. 그밖에 복제고양이, 복제말, 복제돼지, 복제생쥐, 복제원숭이 등등 수많은 동물들이 복제의 성공을 알렸다. 그 가운데 복제개는 우리 나라와 중국에서 약 1억 원에 복제를 해주고 있는 실정이란다. 왜 이렇게 '복제'에 열을 올리고 있는 것일까?

  첫째는 '유전자의 비밀'을 완벽히 밝혀내기 위해 끊임없이 실험을 하고 있는 것이다. 송사리에 '우울증유전자'를 심어놓고 '우울증'에 대해 연구를 거듭한 결과 '세로토닌'이라는 호르몬이 우울증 치료에 효과적이라는 사실을 밝혀냈다. 이로써 우울증세로 시달리는 환자들에게 도움이 되었단다. 마찬가지로 복제쥐를 만들어 '임의의 유전자'를 자르고 갖다 붙여 '유전자변형'으로 인한 여러 증상을 지켜보며 '유전자의 비밀'을 더 많이 밝혀내고 있단다. 이를 통해 근육이 더욱 발달한 힘쎈 쥐, 겁 없이 고양이에게 달려드는 용감한(?) 쥐, 복잡한 미로도 단숨에 통과해버리는 똑똑한 쥐 등 '유전자변형'으로 인한 모든 것을 과학자들이 밝혀내고 있단다. 이유는 쥐의 유전자가 인간의 유전자와 상당히 비슷한데 '쥐의 일생'이 상대적으로 짧고 몸집도 작아 연구하기에 적당하기 때문에 선별된 것이다.

  둘째는 '인간복제'를 통해서 난치병과 불치병을 해소하고 '모든 질병'으로부터 인간을 자유롭게 할 수 있기 때문이다. 영화 <아일랜드>에서처럼 '복제인간의 장기'를 떼어내기 위해 '복제인간을 사육'하는 것이 아니라 '세포 단위'에서 줄기세포(만능세포)를 추출해서 사고로 다치거나 잃어버린 '신체의 일부'를 면역부작용 없이 완벽하게 대체할 수 있는 의료기술 가운데 하나로 쓰기 위해서라고 밝히고 있다. 하지만 아직까지 '줄기세포'로 원하는 신체의 일부를 대체할 수 있는 기술이 완성된 것은 아니다. 성공할 확률도 있지만 '줄기세포'가 암세포로 변하는 등 실패할 확률도 있기 때문이다. 하지만 이는 연구에 연구를 거듭하면 얼마든지 보완할 수 있는 문제이기 때문에 더욱더 '인간복제연구'에 매달리는 것이다.

  허나, 유전자의 비밀을 밝혀내서 '인간의 수명과 건강'에 획기적인 청신호를 보내준다고 해도 우리 사회의 '윤리적 도덕적 문제'를 간과할 수는 없는 노릇이다. 특히, '복제인간'은 불편한 진실을 풀지 않고서는 도저히 받아들이기 힘든 점이다. '나'를 살리기 위해 '또 다른 나'를 없애야 하기 때문이다. 아무리 '세포 단계'라고 하더라도, 그 세포를 '신체의 일부(장기)'로 성장시키기 위해 '또 다른 생명(대리모)'을 함부로 다룰 수밖에 없기 때문이다.

  또한, '유전자변형 아기'를 태어나게 할 수 있다면 '부모의 유전병'을 제거한 건강한 아기를 출산하게 되는 장점도 있겠지만, 그보다는 '완벽한 외모(성형)와 성격'을 갖춘 '맞춤 아기'의 주문이 밀려드는 잘못된 사례가 더 많아질 것이 뻔하다. 왜냐면 원래 '성형수술'도 전쟁이나 교통사고 등으로 심각한 손상을 받아 일상생활이 힘든 환자를 치료할 목적으로 시작되었으나, 언제부터인지 '미용수술'로 변질되어 더 아름다워지려는 욕망을 충족시키는 도구로 전락해버리지 않았느냔 말이다. 미래에는 더욱 유전학이 발달하여 'GMO 사피엔스'가 출현할 것이 불을 보듯 뻔할 것이다. 영화 <가타카>가 그린 암울한 미래도 이런 걱정을 반영한 것이고 말이다.

  암튼, 인간의 유전자를 비롯해서 모든 생물의 유전자가 속속들이 밝혀지고 연구되고 있다. 아직까지 '인간'을 대상으로 하는 모든 유전적인 실험은 세계적으로 금지하고 있다고는 하지만, 유전학의 발달로 인해 더욱 안전성을 높이게 되고 더욱더 확실하게 밝혔다는 자신감이 생겼을 때, '인간복제'의 빗장을 끝내 풀리고 말 것이다. 이로 인해 인류는 어떤 장점을 취하고, 어떤 단점을 막으면서 살아가게 될 것인가? 궁금하지만 궁금해하면 안 될 것 같은 느낌이 들기도 한다.

Think 1. 대학이 바뀌어야 한다. 지금이 적기다

대학의 미래 ㅣ 서울대학교 사회과학연구원 학제간연구총서 3
유홍림 외 지음 / 인간사랑 / 2022년 8월

  이 책은 서울대 교수들이 '우리 나라 대학교육의 혁신'에 대해 논의한 내용을 담고 있다. 아닌 게 아니라 현재의 대학들은 위기를 맞고 있기 때문이다. 단순히 우리 나라 대학이 세계적인 수준의 우수대학으로 선정되지 못하고 있기 때문은 아니다. 현실적으로 우리 나라 명문대학을 졸업한 뒤에도 '대학시절에 배운 지식'을 제대로 써먹지도 못하고 쓸 곳도 없다는 것이 문제이기 때문이다. 이는 큰 고민이 아닐 수 없다. 서울대라고 예외는 아니다. 분명 우리 나라 '최고 대학'임에 틀림없는데도 '서울대 출신'이기 때문에 홀대받고 있는 실정이기 때문이다. 이를 테면, 서울대 출신들은 똑똑한데도 매우 이기적인 모습으로 그려지거나 '헛똑똑이', '인성 쓰레기'로 묘사되기 일쑤인 것도 이런 실정을 반영한 듯 한 것일테다. 드라마 <오징어게임>에서도 수재인데도 자기 자신밖에 모르는 지독한 이기주의자로 등장해서 게임에서 이기기 위해서라면 배신도 밥먹듯이 하는 캐릭터가 하필 '서울대 출신'이라는 언급을 이 책에서 할 정도니 말이다.

  그렇다면 서울대는 어떻게 혁신되어야 할 것인가? 미래에도 대학이 '교육의 산실'이 되어야 한다는 것에 반대할 이는 없을 것이다. 하지만 '교육의 질'이 그 정도 수준을 충족시킬 수 있는 것인지 의심해볼 필요가 있다. 교육의 질을 높이기 위해서 '교수의 역량평가'도 철저해야 하고, 학생들이 참여하는 수업을 '양질의 것'으로 높이고, 동시에 '효율성'도 높여야 하는 것은 당연지사다. 거기에 현재의 세대의 특성을 적극 반영해 '오프라인(면대면) 수업'만 고집할 것이 아니라 과감히 '온라인 수업'을 적극 도입하는 것도 심각하게 고민해보아야 할 것이다.

  특히, 팬데믹으로 인해 '온라인 강의'가 확실히 보편화되었고, 우리 나라 고등교육은 이미 오래전부터 '온라인 강의'가 매우 잘 준비된 것에 비해 '대학교육에서의 온라인 강의'는 아직 미비된 점이 많다는 지적을 적극 고래해보아야 한다고도 말하고 있다. 물론, 온라인 강의의 '양적인 성장'만이 중요한 것은 아니다. 현재 '미네르바 대학'의 경우에는 강의의 대부분을 '온라인 강의'로 대체했는데도 벌써 세계적인 수준의 대학으로 인기를 끌고 있으며, 이곳 출신의 인재들이 전세계적으로 취업도 잘 되며, 실력도 뛰어나다는 평가를 받고 있다는 점에 주목할 필요가 있다고도 진단했다. 서울대도 이런 식으로 과감한 개혁이 필요하다고 말이다.

  그리고 이런 혁신에는 '창의성'과 '시민성' 교육이 뒷받침되어야 한다고 진단했다. 이른바 '토론과 융합 수업'이 그것인데, 미네르바 대학에서는 '온라인 강의'인데도 적극적인 토론수업을 진행하고 있으며, 대학생들의 '다양한 전공'과 심도 '깊은 교양' 수업을 보장함으로써 창의성과 시민성을 동시에 키우고 있다고 지적했다. 그러면서 서울대에서는 아직도 교수가 학생들에게 '일방적인 강의 형식'을 고집하고 있는 것이 대학의 실력을 형편없이 낮추는 원인이라고 날카로운 비판도 하고 있다.

  물론, 학생들에 대한 '소극적인 참여'도 함께 지적했다. 이른바, '하바드생은 바보인가?', '도쿄대생은 왜 바보가 되었나?', 그리고 '왜 서울대생은 문제푸는 기계로 전락했는가?'와 같은 비난(?)도 함께 분석했다. 이들 명문대학생들은 어찌하여 교수님들의 '유순한 양'이 되길 마다하지 않느냔 말인가? 그건, 아마도 대학교수들이 '잘못된 평가방법'을 고집하고 있기 때문인 것은 아닌지 조심스럽게 접근하기도 했다. 예컨대, 학생들이 좋은 학점을 받기 위해 '교수가 정한 모범답안을 토씨 하나 틀리지 않고 정확히 받아써야만 한다'는 지적 말이다. 교수와 학생이 적극적으로 참여한 토론수업에서 서로의 생각이 어찌 '하나의 결론' 또는 '정해진 답안'으로 귀결될 수 있단 말인가. 더구나 학생들의 '창의성'을 감안한다면, 아무리 교수가 정해놓은 답안이라고 해도 일일이 받아적기보다는 논쟁을 벌이고 비판하는 것이 가능해야 하지 않겠느냔 말이다. 이는 교양 있고 수준 높은 '시민성'을 위해서라도 '정해진 답안'을 강요해선 안 될 것이다.

  그러기 위해서 졸업을 위해 따야할 '학점'을 대폭 낮추는 대안을 제시하기도 했다. 특히, '전공필수 학점'을 대폭 낮추고, '교양수업'을 다양하게 듣고 함양해야 할 지식의 폭을 대폭 넓힐 기회를 주는 것이 '미래의 대학 혁신'을 위해 바람직한 것이 아니라는 목소리도 높이고 있다. 실제로 '미네르바 대학'을 비롯해서 세계 우수대학들이 이런 식으로 '학점제의 벽'을 낮추고 있다고 한다. 우리 나라 대학들도 단지 '졸업을 위한 학점 채우기'에 열을 올리기보다는 학생들 스스로 '전문성'을 키우기 위해 다양한 교양수업을 쌓고 심도 깊은 지식을 쌓아올릴 때 '졸업 후 취업'에도 유리하다는 인식 전환을 요구해야 한다고 강조했다.

  하긴, 우리 사회의 '리더'들이 수준 이하의 모습으로 비춰지는 경향이 없지 않다. 더욱이 '인성'은 쓰레기 취급을 하고 '그들만의 천국'을 지향하며 저들끼리 교류의 폭을 높여 '상류층의 생활'을 영위하려는 양상을 대놓고 보이며, '계층이하의 대다수 노동자들'을 개돼지 취급하는 교양없는 모습을 보여주곤 한다. 우리 사회가 이런 '개만도 못한 사회지도층'을 그대로 냅둔다면 대한민국의 미래는 어두울 수밖에 없을 것이다. 서울대 졸업생들이 사회에서 존경받는 '위치'를 점유하고자 한다면, '창의성'과 '시민성'을 기반으로 우리 사회를 찬란하게 빛내야 할 것이다. 그러지 못하고 '명문대 졸업 타이틀'로 '대기업 취업'에만 골머리를 썩히고 있다면 '서울대'는 영원히 '박제된 천재들의 요람'이라는 오명을 벗지 못할 것이다. 아울러 대한민국의 미래도 불투명해질 것이고 말이다.

  더불어 서울대를 비롯한 우수한 명문대도 과감한 개혁에 나서고 교육혁신을 도입해야 할 것이다. 단순한 '지식'이 아닌 '인성'부터 완성시켜 '사람답게 교육시키는 중심지'로 탈바꿈해야 할 것이다. 물론 쉬운 일은 아니다. 대학만 바뀐다고 될 일도 아니고 말이다. 우리 사회 구성원 모두가 깊은 관심을 갖고 고민하고 대책을 마련하고 적극적으로 참여하고 과감히 후원하는 사회분위기가 먼저 조성되어야 가능한 일이다. 흔히 교육정책은 '백년대계'라고 말한다. 대한민국의 100년 뒤 미래를 밝히는데 우리 모두의 관심이 필요할 때다. '4차 산업혁명', '선진국 대열 진입', 여전히 유효한 '한류열풍' 등등 지금이 개혁과 혁신을 할 최적의 시기일 것이기 때문이다.

Think 10. 플라스틱, 위대한 만큼 위험성도 컸다

미래가 온다, 플라스틱 ㅣ 와이즈만 미래과학 11
김성화.권수진 지음, 백두리 그림 / 와이즈만BOOKs(와이즈만북스) / 2021년 2월

  플라스틱의 발명은 인류에게 위대한 업적을 남겼다. 인류는 나무와 돌, 흙을 비롯해서 천연재료를 이용해서 살아왔고, 구리와 철을 비롯한 금속재료로 문명을 발전시켰다. 그리고 불의 발견으로 더할나위 없는 윤택한 생활을 누리며 '인간답게' 살아갈 수 있었지만, 오늘날과 같은 현대문명은 '플라스틱'이 없었다면 불가능했을 것이다. 신생아를 살리는 인큐베이터부터 우주인이 우주에서도 활동할 수 있게 만드는 우주복까지 '플라스틱'이 없었다면 불가능했을 것이다. 더불어 '일상용품'부터 '첨단의료도구'까지 플라스틱이 없었다면 여지껏 값이 비싸서 가난한 사람들은 엄두를 내지도 못하고 쓰지도 못하는 일이 벌어졌을 것이다. 현대문명의 이기는 이처럼 '플라스틱의 발명' 전과 후로 나눌 수 있을 정도다.

  이처럼 이로운 플라스틱이 우리에게 커다란 재앙이 된 까닭은 무엇일까? 그건 인간이 만든 '합성물질'인 플라스틱이 '지구 생태계의 순환'에서 벗어난 존재이기 때문이다. 나무나 돌, 흙, 심지어 금속조차 때가 되면 썩고 바스러지고 새로운 형태로 변환되며 지구에 사는 생물의 먹이가 되거나 보금자리가 되는 등 '재활용'되는데 반해, 플라스틱은 아무리 잘게 잘려나가도 여전히 플라스틱일 뿐이고, 땅속에 묻어도 썩지 않으며, 더구나 '미세 플라스틱'이 되면 환경호르몬에 영향을 주는 물질이 되어 자연생태계에 '이상반응'을 일으킴과 동시에 인간을 비롯한 '생명체'에게도 심각할 정도의 '이상현상'을 일으키는 공해물질이 되고 말았기 때문이다.

  이렇게 썩지도 않고 변하지도 않는 플라스틱을 함부로 쓰고 버렸더니 '태평양 바다 한가운데'에 커다란 플라스틱쓰레기섬이 생겨버리고 말았다. 전세계 사람들이 쓰다버린 플라스틱 쓰레기가 흘러흘러 해류와 바람이 멈춰버리는 태평양 한가운데에 점점 모여 커다란 대륙을 연상시킬 정도로 엄청난 위용을 자랑하는 '쓰레기섬'이 되고 만 것이다. 이를 처리하기 위해서는 천문학적인 비용도 문제지만, 인간이 만든 배를 총동원해서 날마다 쉬지 않고 실어나른다고 해도 꼬박 80년이 걸리는 엄청난 양이 문제다. 더 큰 문제는 그 쓰레기섬을 치워버렸을 때, 이미 '그곳'을 보금자리로 삼은 수많은 해양생물과 들짐승, 날짐승 들이 서식지를 잃어버리고 죽고 말 것이라는 점도 새로운 문제로 부각되었다. 이미 그 '쓰레기섬'에 생태계가 형성되어 버린 것이다. 그렇다고 그대로 방치하자니 점점 불어나는 쓰레기 때문에 바다가 오염되고 있어 문제고, 그 오염 때문에 해양생물을 비롯해서 수많은 생명들이 병들고 있고, 그런 오염된 바다에서 '먹거리'를 구하고 있는 인간이 병들어 죽어가리라는 것은 어렵지 않게 상상할 수 있을 것이다. 도대체 어찌하란 말인가.

  가장 심각한 문제는 '미세 플라스틱'이다. 고래의 뱃속을 가득 채운 플라스틱 쓰레기와 바다거북의 콧구멍에 끼워진 플라스틱 빨대도 심각한 문제지만, 플라스틱이 태양빛을 받아 바스라지면서 발생하는 '미세 플라스틱'이 점점 온 지구를 뒤덮고 있다는 사실이 경악스러울 뿐이다. 바다생물의 몸속에만 '미세 플라스틱'이 있는 것이 아니라 '물의 순환'과 '대기의 순환'으로 인해 이미 온 지구에 '미세 플라스틱'이 퍼져서 북극과 남극에 내리는 눈발에도 엄청난 양의 미세 플라스틱이 섞여 있으며 우리가 마시는 지하수는 물론, 엄마의 몸속에 있는 태아조차 엄마가 먹고 마신 음식물을 통해서 '미세 플라스틱'을 갖고 태어날 지경에 이르렀다는 사실이다. 플라스틱의 역사가 이제 겨우 70여 년이 지났을 뿐인데도 이 지경에 이른 것이다.

  현재 과학자들이 가장 몰두하고 있는 연구는 '플라스틱'을 먹이로 삼는 미생물을 찾거나 만드는 것이다. 그래야 온 지구를 뒤덮은 '미세 플라스틱'을 줄일 수 있을 것이기 때문이다. 하지만 문제도 있다. 우리가 유용하게 쓰고 있는 '플라스틱 도구'가 그 미생물의 공격을 받아 무용지물이 될 우려도 함께 발생할 것이기 때문이다. 그래서 앞으로의 플라스틱은 '바이오 플라스틱'으로 만들려고 노력중이다. 유용하게 쓰고 난 뒤에 땅속에 묻으면 '일정기간'이 지나 썩어서 사라지는 플라스틱 말이다. 하지만 아직까진 실용화 될 정도로 값이 싸거나 대량생산에 성공하지 못하고 있는 실정이다.

  그렇기에 우리가 해야 할 일은 '일회용품'을 쓰지 않는 실천이다. 초창기에 '플라스틱 회사'에서는 플라스틱이 잘 팔렸는데도 더 팔리지 않아서 고민을 했더랬다. 왜냐면 인류는 오랫동안 '아껴쓰는 미덕'을 간직하고 살아왔기에 값싸고 질 좋은 플라스틱도 한 번 사서 오래쓰는 '좋은 습관'을 들였었다. 플라스틱 제품은 나무나 돌, 흙으로 만든 것보다 값싸고 질 좋으면서 '오래' 쓸 수 있었기에 딱 안성맞춤이었던 것이다. 그런데 '플라스틱 회사'가 제품 판매량을 늘리기 위해 "고급진 생활을 위해 일회용품을 쓰세요"라 홍보문구를 대대적으로 광고하기 시작했고, 사람들은 점점 '한 번 쓰고 버리는 삶'에 푹빠져 마구마구 버리는 헤픈 생활을 하게 된 것이다. 더구나 값이 너무나 저렴하다보니 '대형마트'나 '소형상점' 할 것 없이 모두 '비닐봉지'를 서비스로 제공하다보니 플라스틱 쓰레기의 양은 기하급수적으로 늘어나게 된 것이다. 얼마 지나지 않아 닥칠 재앙을 알지 못하고서 말이다.

  이제라도 알았으니 '일회용품'은 최대한 줄이고, 플라스틱 쓰레기를 함부로 버리지 않는 생활습관을 갖춰야 할 때다. 인류문명은 발전하면 할수록 '사회적', '환경적' 문제를 일으키는 부작용이 적지 않다. 이제는 '전지구적인 문제'로 커져버리고 말았다. 이대로 '플라스틱의 무덤'속으로 걸어들어가고 말 것인가. 아니면 이제라도 '죽음의 플라스틱'을 대신할 새로운 발명품을 개발하거나 '옛것의 유용함'을 깨닫고, 일회용품이 아닌 재활용이 가능한 물건으로 대체해서 쓰는 올바른 생활습관을 가질 것인가. 인류의 지식이 위대한 까닭은 잘못을 성찰할 수 있고, 잘못을 되돌릴 힘도 갖추고 있기 때문이다. 이제라도 '위대한 발명품'을 올바르게 쓰고, 현명하게 대책을 마련해야 할 것이다.

Think 9. 상상하기를 멈추지 마라. 인간에게 주어진 시간이 얼마 남지 않았다

미래가 온다, 서기 10001년 ㅣ 와이즈만 미래과학 10
김성화.권수진 지음, 최미란 그림 / 와이즈만BOOKs(와이즈만북스) / 2020년 11월

  지구의 나이는 46억년이다. 그렇다면 지구의 운명은 영원할까? 그건 좀 생각해봐야겠다. 왜냐면 과학자들이 생각하는 '지구의 운명'은 여러 가지이기 때문이다. 그 가운데 첫 번째는 '태양의 운명'과 함께 종말을 맞이하는 것이다. 안타깝게도 '별의 수명'은 별이 탄생할 때 정해진다. 이는 '별의 질량'에 따라 별의 운명이 결정지어지기 때문이다. 그 운명에 따라 '태양의 수명'은 100억년으로 정해졌다. 따라서 현재의 태양은 한창 때인 것을 알 수 있다. 살아온 만큼 앞으로도 살아갈 것이기 때문이다.

  그렇다면 '지구의 수명'도 앞으로 약 50억년 정도 남은 것일까? 그건 아니다. 어쩌면 내일 당장 '지구의 종말'이 다가올지도 모르기 때문이다. 몇 년 전에도 그런 위기가 찾아왔었는데, 엄청난 크기의 '소행성'이 달을 살짝 비켜서 스쳐지나갔기 때문이다. 그리고 이런 위험한 천체가 지구를 향해 다가오고 있었다는 것을 지구의 과학자들은 고작 12일 전에 알아차렸기 때문에 더욱 아찔했던 상황이었다. 만약 그 소행성이 지구의 공전궤도에 정확히 맞춰 날아왔고, 마침 지구가 그 궤도를 지나고 있었다면 지구는 일찌감치 종말을 맞이했을지도 몰랐던 것이다. 그러니 '지구종말 시나리오'는 참으로 버라이어티 할 수밖에 없다.

  그에 못지 않게 '인류의 종말'도 더욱 다양한 스펙트럼을 보여주고 있다. 현재도 '기후변화'와 '지구온난화'로 인한 해수면 상승을 가장 큰 위험으로 꼽고 있다. 이런 위기감은 각종 자연재해가 갈수록 커다랗게 찾아오고 그로 인한 피해도 걷잡을 수 없이 커져만가고 있다는 사실을 우리는 직관하고 있기에 더욱 심각해지고 있다. 거기에 '바이러스'와 같은 감염에 따른 인류의 절멸이 실현될 것이라는 시나리오는 놀라운 사실도 아니게 되었다. 거기에 '생태계 파괴'로 인한 균형이 무너지면서 인류가 살아갈만 한 지구환경이 점점 더 황폐해지고, 그 속도가 가속된다는 점이 더욱 우리를 불안에 떨게 만들고 있다.

  이렇게 태양의 운명, 뜨거워진 지구, 소행성의 위협 따위로 지구는 종말을 맞이할지도 모르며, 더불어 인류도 절멸하게 될 것이라 어렵지 않게 예상할 수 있다. 그럼에도 과학자들은 '지구의 운명'이 영원히 지속될 것이며, '인류의 종말'은 찾아오지 않을 수도 있다고 전망하고 있다. 왜냐하면 인류의 '과학기술'이 점점 더 발달함에 따라 종말을 막을 대책을 마련할 것이라고 과학자들은 말하고 있기 때문이다. 절대 마법이 아니다. 과학적인 방법으로 실현가능성을 말하고 있다.

  하나는 '골디락스 행성'을 찾아 떠나는 방법이다. 지구의 운명은 태양과 함께 할 것이기에 과학발전의 시간은 40억 년 이상 넉넉하다. 그 안에 인류는 지구를 대신할 행성을 찾아 이주할 가능성을 아주 높이 보고 있다. '테라포밍'도 그 방안 가운데 하나다. '제2의 지구'를 찾지 못하고 너무 멀어서 갈 수 없다면, 척박한 행성을 지구환경과 유사하게 바꿔 인류를 이주시키는 방법도 고안중이다. 그리고 마지막은 아직 상상중이긴 하지만 '지구'를 우주선 삼아 태양을 대신할 항성을 찾아 우주를 항해할 수도 있을지 모른다. 물론, 과학기술이 발달한 머나먼 미래의 상상이지만 말이다. 그보다는 더 현실적인 방법으로 '인간의 뇌'를 더욱더 연구해서 외계행성으로 '레이저 포팅'하는 방법도 있다. 즉, 뇌에 담긴 정보를 빛의 속도로 쏘아올려 외계행성에 다다르게 한 뒤에 그곳에서 '가상현실(메타버스)'을 실현시키기나 '기계의 몸'을 만들어 영생을 누리는 방법도 개발중이다. 이는 '미래의 인류'가 영원한 생명을 얻는 방법일 수도 있고, 새로운 인간종의 탄생을 알리는 것일 수도 있다.

  그렇게 서기 10001년, 20001년, 30001년의 미래는 어떤 세상이 펼쳐질 것인가? 인간의 상상력은 끝이 없지만 '과학기술의 발달'로 인해 그 상상은 현실로 나타나 우리 앞에 펼쳐질 것이 분명하다. 물론, 현재로선 감히 상상하기도 힘들 것이다. 하지만 상상하길 게을리하면 안 된다. 지구의 환경은 수시로 바뀌어 왔으며, 현재의 지구는 18번의 빙하기와 17번의 간빙기가 지나갔고, 지금은 18번째 간빙기가 끝나가고 있기 때문이다. 그리고 약 1만 년 뒤에 '짧은 간빙기'가 끝나고 '기나긴 19번째 빙하기'가 찾아올 것이라 예측하고 있다. 이는 '남극대륙'의 빙하가 증명하고 있기에 거의 사실일 것이다.

  그렇다면 인류의 운명을 좌우할 가장 큰 위기는 지금으로부터 '1만 년 뒤'가 될 것이다. 대략 10만 년동안 이러질 긴 빙하기를 인류는 어떻게 버틸 수 있을 것인가? 조금이라도 따뜻한 '땅속 세상'에서 버티고 버티면서 '먼 옛날에는 인간이 땅 위에서 살았었단다'는 동화책을 읽을지도 모른다. 이렇듯 인류의 끈질긴 생명력은 '상상력'에서 비롯되었다. 그리고 그런 상상력을 과학자들은 어김없이 실현시켰고 말이다. 다시 말해, 인류가 살아남을 수 있는 유일한 방법은 '상상하기'일 것이다. 그 상상을 실현시킬 몫은 과학자에게 넘겨주더라도 마음껏 상상의 나래를 펼치는 것은 우리 모두의 몫이다. 반드시 그래야 하고 말이다. 시간이 얼마 남지 않았다는 것을 잊지 말아야 한다.

Think 8. 우리의 미래는 ‘에너지 자원‘ 확보에 달려 있다

미래가 온다, 미래 에너지 ㅣ 와이즈만 미래과학 9
김성화.권수진 지음, 이철민 그림 / 와이즈만BOOKs(와이즈만북스) / 2020년 9월

  21세기 4차산업혁명의 시대가 다가올수록 '과학상식'은 점점 더 중요해지고 있다. 그 가운데 '물리학'은 일반상식에 더 가까워졌으며, 우리의 일상은 '물리학'이라는 상식이 펼쳐지고 있다. 지금도 알게 모르게 '물리학'은 우리 일상을 점령하고 있으며 '물리학'을 모르면 점점 불편해지는 세상을 살아가게 될 것이다. 이게 뭔 소리냐고? 궁금하면 우리 주위를 둘러보라. '사람'이 있어야 할 곳에 '기계'가 대신하고 있는 현실을 느끼게 될 것이다. 아직도 사람과의 대화가 일상적이고 편하기에 '기계'가 완벽하게 사람을 대신하고 있지는 못하지만, 날이 갈수록 사람은 점점 눈에 띄지 않고 '기계'와 소통하기 위해 애쓰는 사람들만 늘어나게 될 것이다. 아니 벌써 그렇다. 콩나물대가리 같이 생긴 것을 귀에 꽂고 어느 곳에서나 '듣고 싶은 것'을 듣고, '기계 너머 먼 곳에 있는 사람'과 대화하는 것이 일상적이지 않느냔 말이다. 제3자가 봤을 땐, 허공에 대고 떠드는 미친 사람처럼 보이기도 하지만 '21세기 상식'에 익숙한 사람들은 그런 모습을 보더라도 전혀 낯설지 않고, 미친 사람처럼 보이지도 않을 것이기 때문이다. 이렇게 많은 사람들이 점점 알게 모르게 '물리학적 상식'에 빠져들고 있다.

  그렇다면 '물리학적 상식'이란 무엇일까? 그 어렵다는 '양자역학'에 능통하고 빠삭해야 할까? 그 정도라면 '전문적'이지 '상식적'이라고 하지는 않을 것이다. 그 상식 가운데 하나가 바로 '에너지'를 이해하는 것이다. 핸드폰을 사용하기 위해 전기충전을 하는 바로 그, '에너지'말인가? 맞다. 바로 그게 '에너지'다. 정확히는 '전기에너지'지만, 그건 중요하지 않다. 어차피 '에너지'는 변하고, 변하고, 변하고, 또 변하니까 말이다. 이를 테면, 전기에너지로 충전된 핸드폰이 '빛에너지'로 변환되어 우리 눈에 보이게 되고, 재미나게 핸드폰 게임을 하다보면 점점 뜨거워지며 '열에너지'로 발산되는 것이 느껴지며, 신나는 음악을 듣다보면 '소리에너지'로 변하는 것을 알 수 있다.

  그렇게 핸드폰과 한 몸처럼 일과를 보다보면 출출해지는 배를 채우기 위해 '음식'을 먹게 될 것이다. 음식의 재료가 무엇이든 '햇빛에너지'를 받아 광합성을 한 '식물'과 그 식물에서 에너지를 얻어 활동을 하는 '동물'을 주재료로 삼아 요리해서 만들어진 결과물이라는 것을 알 수 있다. 우리는 그 '에너지'를 몸속에서 소화를 시키기 위해 '화학에너지'로 변환시키고, 그렇게 충전된 에너지로 하루 일과를 해낸다.

  이런 식으로 에너지는 돌고 돌면서 수없이 변한다. 그런데 막상 '에너지'가 무엇이냐고 묻는다면 아무로 모른다. 에너지는 에너지일 뿐, 그게 무엇인지는 전문가인 '과학자'들도 어깨를 으쓱하며 갸우뚱거릴 뿐이다. 어쨌든 '에너지'가 있기에 우리는 일상을 편리하게 살아갈 수 있다는 것만 알면 된다. 그런 에너지 가운데 가장 핵심적인 에너지가 있는데, 바로 '전기에너지'다. 오늘날 산업의 근간이 되는 에너지이며, 전세계 어느 곳에서나 한순간이라도 '전기에너지'가 공급되지 않는다면 큰 혼란이 찾아올 정도로 '현대문명사회'에 꼭 필요한 에너지다.

  그런데 이 '전기에너지'를 마음껏 쓰지 못해 문제가 되고 있다. 왜냐면 비싸기 때문이다. 왜 비싸냐면 '에너지'를 모아둘 수 있는 방법이 없기 때문이다. 뜨거운 커피는 시간이 흐르면 차갑게 식는다. 이걸 과학적인 표현으로 바꾸면 '열역학 제2법칙'이라고 하며, 일명 '엔트로피의 법칙'이라 불리고 있다. 다시 말해, 모든 에너지는 모이는 것보다 흩어지는 걸 좋아한단 말이다. 이는 대단히 상식적인 일이며, 그 반대일 경우에는 끔찍한 일이 벌어진다는 사실도 '상식'으로 알아두면 좋겠다. 그 이유는 바로, 에너지가 흩어지지 않고 모일 경우에 점점점점 에너지가 응축되어질테고, 그렇게 응축된 에너지는 임계점에 다다르면 '폭발'을 일으킬 것이기 때문이다. 그 어떤 지옥을 상상하더라도 '그 이상의 끔찍함'을 경험하게 될 것이다. 우리 일상이 '열역학 제2법칙'에 따르는 것이 얼마나 평온하고 행복한 일상인지 다시금 깨닫게 되는 순간, '에너지가 비싼 이유'도 저절로 깨닫게 될 것이다.

  그래서 우리는 비싼 에너지를 힘들게 모은 돈을 써가며 만들고 또 만들지만, 애써 만든 보람도 없이 '저절로 흩어지는 에너지'를 보면서 속상해하기도 한다. 그런데 이렇게 값비싼 '전기에너지'를 무한정 만들 수 있다면 어떤가? 그것도 거의 공짜로 만들 수 있다면 말이다. 바로 '태양광에너지'와 '풍력에너지'가 그것이다. 아직까진 전기에너지를 만들기 위해 '화석연료'를 태워서 터빈을 돌리거나 '방사성물질'을 뿜어내는 원자력 발전을 사용하고 있다. 이는 '지구온난화'와 '방사선 노출'이라는 위험을 초래하기 때문에 절대로 안전하고 깨끗한 에너지가 아니다. 반면에 '태양광에너지'와 '풍력에너지'는 자연이 우리에게 준 선물이며, 그래서 우리에게 안전하고 깨끗하며 무한하기까지 하다. 하지만 아직까지의 기술로는 태양광에너지로 '배터리 충전'을 할 정도이고, 풍력에너지는 불었다 안 불었다 변덕스러워서 '대체에너지'로 완벽하지 않다는 것이 문제점이다.

  그렇다면 '미래의 에너지'로 대신할 것이 없을까? 있다. 심지어 과학자들이 이미 만들기도 했다. 바로 '핵융합에너지'다. 우리 나라에서 'K-STAR' 핵융합로가 이 실험에 성공을 하면서 미래 에너지에 한 발짝 더 다가가는 성과를 올리기도 했다. 핵융합에너지는 바로 '태양에너지'의 근원을 본떠서 만든 것인데, 아주 조그마한 태양이라고 불러도 틀린 말은 아니다. 태양이 엄청난 에너지를 만드는 재료는 고작해야 '수소분자' 2개 뿐이고, 이것이 합쳐져서 '헬륨' 1개가 생성될 때 어마어마한 에너지가 방출한다는 점을 착안해서 만들었기 때문이다. 그런데 앞에서도 말했다시피 '에너지'는 만드는 것보다 '저장하기'가 더 까다롭고 힘들기 때문에 애써 만든 엄청난 양의 에너지가 사라지는 것을 바라만 보아야 하고, 핵융합에너지를 계속 운용하는 것도 대단한 위험성을 갖고 있기에 아직 '실용화'를 하지 못하고 있다. 왜냐면 '핵융합에너지'는 그 자체로 '태양에너지'와 맞먹기 때문에 지구 안에 '태양'을 만드는 셈이 되기 때문이다. 현재의 과학기술로 '아주 조그만 태양'을 유지하면서 엄청나게 방출하는 에너지를 안정적으로 관리하기도 힘들다는 점이 우리가 넘어야 할 숙제인 셈이다.

  그밖에 또 연구하고 있는 에너지는 '초전도체 상태'에서 발현되는 '자기력에너지'인데, 쉽게 말해서 '자기부상열차' 같은 것을 말한다. 영화속에서 곧잘 등장하는 둥둥 떠다니는 운송수단이 바로 이런 '초전도체'를 활용한 자기력에너지를 실용화한 것인데, 문제는 '초전도체'를 활용하기 위해서는 '절대온도 0도'인 영하 273도를 유지해야 하는 것이 관건이다. 이를 해결하기 위해서 '상온'에서 초전도체 성질을 띠는 물질을 찾거나 만들어야 하는데, 아직까지 요원한 상황이다.

  또 하나의 미래 에너지원은 '우주 태양광'이다. 쉽게 말해, 우주에 '태양광 발전소'를 뛰운 뒤, 거기서 만든 에너지를 지구로 전달해 사용하는 기술인데, 아직까진 실험단계에 있으며 멀지 않은 미래에 실현될 것이라 전망하고 있는 에너지원이기도 하다. 곧 우리 나라도 참여하게 될 '아르테미스' 계획을 통해 달탐사와 달착륙에 성공하고나면 본격적인 우주자원 경쟁시대가 펼쳐지게 될 것이고, 앞서 말한, 에너지들이 우리의 새로운 일상을 차지하게 될 것이다. 이는 미래에는 '에너지'를 충분히 확보한 국가가 선진국이고, 강대국이 된다는 얘기이기도 하다. 대한민국이 여기서 뒤쳐지게 된다면 '미래는 없다'고 단언할 수 있을 것이다. 우리가 '물리학'을 상식으로 삼아야 하는 까닭도 바로 여기에 있다.