세상을 바꾼 생물

세상을 바꾼 생물 - 생물의 역사가 생명의 미래를 바꾼다! ㅣ 세상을 바꾼 과학
원정현 지음 / 리베르스쿨 / 2018년 3월

세상을 바꾼 물리를 쓰신 분이다.

그 책은 내가 읽은 물리책중에 단연코 최고라는 얘기가 나올 정도였다.

이 분이 쓰신 책은 쉽고 재미있고 그림과 설명이 아주아주 잘 돼어 있다.

공부나 모든 책은 재미있고 쉬워야지 가까워지고 싶고 계속 보고 싶은 욕구가 생긴다.

이 책도 과학사와 함께 생물에 대해서 재미있게 얘기를 해준다.

인체의 신비나 몸의 작용에 대해서 아프니까 다 알고 싶다.

피가 어떻게 돌고 작용하고 유전적인 요소들도 궁금했다.

학교 다닐 때는 시험의 공포로 즐기지 못하고 점수의 노예가 돼서   전부 외워야 한다는 두려움 속에서 생물을 공부했던 것 같다.

이제는 필요와 궁금증과 재미로 생물을 대할 수 있다.

이 책은 과학사와 과학개념을 융합 시켜 놓았다.

과학사란 과학의 역사를 말한다.

과학이 어떤 과정을 거쳐 형성되고 변화해 왔는지를 이해하려 하는 학문이다.

과학사를 연구하는  학자들을 가리켜 과학사학자라고 한다.

학교 과학시간에는 과학의 개념이나 이론, 법칙 등을 배운다.

하지만 과학사의 연구 목표는 과학과 다르다.

과학사는 과학 이론이 어떤 과정을 거쳐 형성되어 변화해 왔나를 알아내 과학이라는 학문을 더 잘 이해하려는 것이다.

과학사는 과학 내적인 변화 과정만이 아니라 과학과 사회가 맺은 관계에도 많은 관심을 가진다.

과학자가 살던 시대적 배경과 과학에 영향을 주던 사회, 경제, 종교, 철학도 과학사의 중요한 연구 대상이다.

현재를 이해하고 미래를 예측하기 위해서는 먼저 과거를 알아야 한다.

과학사에는 정답이 없다.

과학사는 다양한 사료를 이용해 여러 과학적 사건들의 역사적 의미를 찾는 학문이고 역사 해석에는 다양한 관점이 있다.

과학사 연구를 하다 보면 관점에 따라 역사적 사건의 중요도나 사건에 대한 해석이 달라지기도 한다.

과학사 연구의 관점으로는 합리적 방법론이 있다.

실제로 증명한다고 해 실증주의적 관점이라고 한다.

이런 관점을 가진 과학사학자들은 과학적 지식이 실험 같은 합리적 방법과 논리적인 추론을 통해 만들어지기 때문에 다른 분야에 비해 훨신 더 보편적이고 객관적이다.

그래서 과학의 역사를 돌아볼 때 과학자들이 실험과 관찰을 바탕으로 과학적 지식을 만들어 내고 변화발달시켜 온 과정을 중요하게 여긴다.

또 다른 관점은 자연을 보는 시각 변화를 중시하는 관점이다.

사상적 관점인데 이 관점을 중요시하는 과학사학자들은 과학이 실험이나 관찰로만 변화해 왔다고 보지 않는다.

이들은 자연을 바라보는 방식의 변화가 실험과 관찰보다 더 중요하다고 생각한다.

수학과 과학의 관계를 예를 들 수 있다.

오늘날에는 수학이 없는 과학은 상상할 수 없지만 16세기이전까지만 해도 과학과 수학은 별개의 학문으로 여겨졌다.

17세기에 들어서 자연현상을 수학으로 나타낼 수 있다는 자연관을 가진 과학자들이 등장했다.

그 결과 점차 과학과 수학이 결합이 하는 변화가 일어났다.

세 번째는 사회적 배경을 중시하는 과점이다.

이 관점에서는 어떤 사회적 배경 속에서 과학자들의 방법이나 시각이 변화했는지를 중요하게 여긴다.

이들은 과학이 놓여 있었던 사회적 맥락이나 과학과 사회의 관계, 과학 연구에 대한 후원 체계에 관심을 가진다.

또 다른 관점은 사회적  유용성이라는 면에서 과학사를 바라보는 관점이다.

이 관점은 사회주의 국가에서 많이 대두되고 있다.

이 관점을 지닌 과학자들은 인간의 삶을 위해 유용하게 쓰일 때 과학이 더욱 발달할 것이라고 본다.

과학사를 연구하는데는 여러 관점이 있을 수 있다.

이들 중 어떤 관점이 옳고 그르다고 논할 수 없다.

오늘날 과학사를 보다 통합적으로 이해하게 된 것도 다양한 관점을 가진 여러 과학사학자의 노력 덕분이다.

화학사를 연구하기 위해서는 과학의 시작점을 정해야 한다.

과학의 시작점을 정하려면 과학이 무엇인지 정의를 내려야 한다.

인간의 힘으로 자연을 이용하고 통제하려는 모든 시도들을  과학이라고 본다면 과학의 시작은 아주 오래전으로 거슬러 올라간다.

고대 메소포타미아와 이집트는 문명이 생겨난 기원전 3500경부터 수학, 천문, 의학, 측량의 분야에서 많은 발전을 이루었으니 이 때를 과학의 시작이라고 볼 수도 있다.

하지만 대다수의 과학사학자는 과학에 대해 이와는 다른 정의를 내린다.

자연에 대한 합리적 지식 체계라는 좁은 정의이다.

이렇게 정의하면 고대 메소포타미아나 이집트 문명보다는 이후 고대 그리스에서 이루어졌던 사유들이 과학에 더 가까워진다.

고대 그리스에서는 만물의 근원 물질이나 물질 변화의 원인, 우주의 구조 또는 질병의 원인 등에 대해 질문을 던졌다.

그래서 과학사를 공부할 때는 보통 고대 그리스부터 시작한다.

중세에는 이슬람 지역이 과학적 발견에 중요한 역할을 했다.

이후로 르네상스를 지나며 근대 과학 이론들이 시작되었다.

16~17세기에는 과학 혁명을 거치며 과학의 모습이 크게 바뀌고 근대적인 과학이 등장했다.

과학 혁명 기기에는 우리에게 널리 알려진 코페르니쿠스, 갈릴레오, 케플러, 데카르트, 하위헌스, 하비, 보일, 뉴턴 등의 많은 과학자들이 활동했다.

이 시기에 천문학, 역학, 생물학 분야에서 근대적인 과학 개념이 등장 했다면 18세기 들어서는 화학 분야에서 큰 발전을 이루었다.

19세기 말에 이르면 물리학 분야가 오늘날과 같은 모습으로 만들어졌다.

이처럼 과학은 고대부터 현대에 이르기까지 시대에 따라 그 모습이 변화해 왔다.

과거의 과학을 공부할 때 주의할 점은 현대 과학의 관점을 가지고 접근하면 안 된다.

과거의 과학을 그 자체로 받아들이고 그 시대의 맥락 속에서 의미를 이해해야 한다.

예를 들어 아리스토텔레스의 학문에는 오늘날의 관점에서는 전혀 말이 되지 않는 잘못된 내용들이 많다.

과학사하가 데이비드 린드버그는 철학 체계를 평가할 때는 그 자체가 근현대의 사고를 얼마나 예비했느냐가 아니라 동시대의 철학적 난제들을 얼마나 성공적으로 해결했느냐를 척도로 해야 한다.

아리스토텔레스와 근현대를 비교할 것이 아니라 아리스토텔레스와 그의 선배를 비교하는 것이 마땅하다.

이런 기준에서 평가하자면 아리스토텔레스의 철학은 전대미문의 성공을 거둔 것이라고 했다.

과거의 과학자들의 이론이 틀렸다고 보는 것이 아니라 그 당시의 맥락 안에서 봐야 한다는 말이다.

그러면 결과물이 아닌 역사적 변천물로서의 과학을 더 잘 이해할 수 있게 된다.

용어를 사용할 때 주의해야 한다.

과학이나 과학자라는 말이 등장한 것은 18세기말 이후의 일이다.

그 전까지는 과학은 자연철학으로 불렸고 과학자는 자연철학자라고 불렸다.

17세기 아이작 뉴턴의 저서 제목이 [자연철학의 수학적 원리]라는 것에서 이를 확인할 수 있다.

자연철학은 19세기에 들어서면서 서서히 자연과학이라는 말로 바뀐다.

그러면서 과학자라는 용어도 사용되기 시작했다.

과학사를 논할 때는 용어뿐만 아니라 과학자들의 호칭에도 주의해야 한다.

요즘에는 갈릴레오 갈릴레이를 자주 갈릴레이라고 호명하지만 그가 살던 당시 이탈리아에서는 갈리레오라고 부르는 게 보편적이었다.

대다수의 과학사학자들은 이를 근거로 갈릴레오라는 호칭이 더 적절하다고 생각한다.

시야를  넓혀야지  과거의 과학을 이해할 수 있다.

과학사는 보통 유럽을 중심으로 서술되지만, 오늘날 우리가 과학이라고 부르는 학문이 유럽에서만 등장했던 것은 아니다.

중국이나 인도 등에서도 옛날부터 과학이 발달했고 중세 이슬람에서도 과학 연구가 활발하게 이루어졌다.

유렵의 과학이 가장 보편적인 것처럼 다루어지기는 하지만 넓은 시야를 갖추고 유럽 이외의 지역에서 이루어진 의미 있는 과학 활동에도 관심을 가져야 한다.

과학사는 과거로부터 현재에 이르기까지 과학이 변화해 나가는 모습들을 알아 보고 그것이 가진 의미들을 여러 관점에거 해석해 나가는 학문이다.

생물학은 생명체를 연구하는 학문이다.

생물학의 한 분야인 생리학은 생물체가 어떻게 기능하는지 연구한다.

개체, 기관, 세포 혹은 분자 수준까지 모두가 생리학의 연구 대상이다.

혈액형이란 적혈구의 세포막에 있는 당단백질에 따라 혈액의 종류를 구분한 것이다.

적혈구 세포막의 당단백질을 보통 항원 또는 응집원이라고 한다.

항원 종류에 따라 세세하게 구분하면 액형은 500가지 이상이 되는 데 혈액형을 나누는 방식 중에서도 ABO식 혈액형과 Rh식 혈액형이 가장 많이 이용된다.

ABO식 혈액형에서는 혈액형을 A형, B형, AB형, O형으로  나눈다.

A형인 사람의 적혈구에는 항원 A가 있고 혈장에는 항체 베타가 들어 있다.반면 B형 사람은 항원 B와 항체 알파를 지닌다.

A형 사람에게 B형 피를 수혈하면 A형 혈액 속의 항체 베타와 주입된 혈액의 항원 B가 응집 반응을 일으킨다.

혈액이 굳는 것이다.

ABO식 혈액형이 사람 혈액 간의 항원 항체 반응을 이용해 구분한다면 Rh식 혈액형은 동물 혈액과 사람 혈액 사이의 항원 항체 반응으로 구분한다.

붉은 털원숭이의 혈액을 토끼에게 주사하면 토끼의 혈액에 붉은 털원숭이의 혈액에 대한 항체가 생성된다.

이 항체가 들어 있는 혈청과 사람의 혈액을 섞었을 때 응집 반응이 일어나면 Rh+형, 응집 반응이 일어나지  않으면 Rh-이다.

혈액형을 구분하기 이전에는 수혈 도중에 혈액이 응집해 환자가 쇼크로 죽는 경우가 많았다.

ABO식 혈액형과 Rh식 혈액형이 밝혀지면서 수혈이 보다 체계적으로 이루어졌다.

이 두 혈액형만 일치하면 수혈로 인해 문제가 생기는 경우는 거의 없다.

광합성은 녹색식물이 엽록체에서 빛, 물, 이산화탄소로 탄소 화합물을 합성하고 산소를 발생시키는 과정이다.

광합성 연구는 철저하게 실험을 중심으로 이루어졌다.

광합성 연구는 헬몬트와 보네에서 시작해 이후 약 2세기애 걸쳐 진행되었다.

18세기 말에 프리스클리는 식물의 광합성으로 공기가 정화된다는 사실을, 잉엔하우스는 빛이 있어야 산소가 발생한다는 사실을 알았다.

비슷한 시기에 세네비어는 식물 성장에 이산화탄소가 필요하다는 것을, 소쉬르는 광합성 과정에 물이 이용된다는 것을 밝혔다.

광합성으로 녹말이 생성된다는 사실을 알아낸 생물학자는 작스였다.

엥겔만이 빨간색 빛과 보라 파란색 빛에서 광합성이 가장 활발하다는 것을 알았다.

20세기 들어 광합성 연구는 화학과 결합되며 더욱 진전했다.

닐은 홍색황세균을 연구해서 광합성으로 발생하는 산소가 물의 분해로 나왔다는 사실을  추론했다.

힐은 빛이 비칠 때 물이 분해되어 산소가 발생한다는 명반응을 알았다.

이들은 이산화탄소가 포도당과 같은 탄소 화합물로 전환되는 전체 과정을 알아냈다.

과학사를 공부하면 과학자들의 이름을 실컷 들을 수 있다는 사실을 알았다.