과학이론과 경험

양자컴퓨터를 연구하는 영국의 이론물리학자인 데이비드 도이치David Deutsch의 책이다. ("The Beginning of Infinity무한의 시작"이라는 책 제목은 뭔가 강한 인공지능의 도래를 알리는 '특이점singularity' 같은 느낌을 준다[*].) 저자는 지식--그는 '좋은 설명good explanation'이라는 표현을 쓴다--의 진보가 끝이 없다는 의미로 '무한'이라는 단어를 썼다고 서론에서 말한다. 이러한 지식--좋은 설명--에는 분야별로 시작--원인, 사건, 조건--이 있다는 것이고, 이러한 시작들이 사실 연관되어 있으며 '실재'의 속성의 여러 단면일 뿐이라는 주장으로 책을 시작한다. 

우선 그가 살펴보는 것은 '우리가 지식을 어떻게 얻는지'이다(인식론). 중요한 구절을 다음에 인용해 놓는다(인용하면서 순서를 조금 바꿨다). 

Discovering a new explanation is inherently an act of creativity. (p. 7)

Its [experience's] main use is to choose between theories that have already been guessed. That is what 'learning from experience' is. (p. 4)

도이치는 경험으로부터 이론--설명--을 유추한다는 경험주의, 귀납주의를 신랄하게 비판한다. 이론은 창조성의 발현이며, 경험은 여러 이론으로부터 맞는 것을 선택하게 할 따름이라는 주장이다. 이 책이 과연 어떤 결론으로 나아갈지 궁금하다. 

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[*] 국역판 제목: '진리는 바뀔 수도 있습니다' 

반도체 혁명

오늘 하이닉스가 26년 1분기 매출 50조 원 돌파에 영업이익 37.6조 원, 영업이익률 72%의 창사 이래 최고기록을 달성했다고 발표했다(링크). 제조업에서 영업이익률 72%는 들어본 적이 없는 엄청난 비율이다. AI 때문에 그렇다는데, 새로운 산업분야가 생겨나는 것은 좋지만 엄청난 투자는 필연적으로 거품을 불러오는 법이다. 호황이라고 너무 확장하는 것은 곡괭이를 파는 입장에서도 좋지 않다. 캘리포니아 골드러시에서 돈을 확실히 번 사람은 곡괭이 장사라기에 하는 말이다. 

그나저나 반도체로 이렇게 돈을 벌 수 있을지 초기 연구자들은 알았을까. 지금의 골드러시와 별 상관이 없는 나는 위의 책을 읽어봐야겠다는 생각을 한다. 

근대과학의 필수품인 실험실의 역사

실험실의 진화
홍성욱 지음, 박한나 그림 / 김영사 / 2020년 11월

연금술사의 부엌에서 시작된 화학 실험실이 어떻게 변화하며 다른 학문 분야, 그리고 대학과 기업 등으로 퍼져 나가는지에 대해 역사와 의의를 살펴본다. 실험실은 마치 동물을 가축화 하듯 자연을 인간의 통제 하에 두고 단순화하여 연구할 수 있도록 해준다. 하나의 과학적 주장이 어떻게 과학자들에게 사실로 받아들여지는지, 실험실을 대상으로 한 인류학적 연구 등 흥미로운 내용들을 읽을 수 있었다.

책의 제본과 삽화에 대해 한 마디 하지 않을 수 없다. 특이한 제본(사철식?)이라서 책이 쫙 펼쳐져 일러스트가 잘 보이도록 했다. 그림이 엄청난 정보를 전달하는 것은 아니지만 본문 내용에 맞도록 신경써서 그린 것이 나름 인상 깊다. 그림책을 보는 느낌이 들기도 한다. 

책 속 한 구절:

  실험실은 과학적 가설과 주장이 실시간으로 만들어지는 공간이다. 실험실 밖으로 나간 가설과 주장은 업그레이드되어 과학적 사실이 되거나 다운그레이드되어 소멸한다. 우리는 사실이 된 과학을 교과서나 고전적인 논문들을 통해 접할 뿐이다. (84 페이지)

소설과 현실의 차이

당신은 화성으로 떠날 수 없다 - 생명체, 우주여행, 행성 식민지를 둘러싼 과학의 유감
아메데오 발비 지음, 장윤주 옮김, 황호성 감수 / 북인어박스 / 2024년 8월

많은 이들이 우주여행을 얘기한다. 마지막 프런티어로 종종 얘기되며 인류의 미래를 위해 반드시 정복해야 할 대상으로 언급되는 우주. 수많은 과학소설이 쓰였으며 인간의 의미를 다시금 되새기게 만드는 존재. 미지의 우주로의 여행은 인간의 도전의식을 자극하는 주제임이 틀림 없다. 저자는 인간이 우주로 가는 것이 얼마나 어려우며, 특히 '이주' 목적의 우주여행은 현재 기술로는 실현가능하지 않음을 차근차근 설명한다. 심지어는 가장 가까운 천체인 달에 정착하기조차 매우 어려울 것이다. 단기로 거주하는 전초기지를 만들 수 있을지는 모른다. 하지만 완전한 이주를 위해서는 그곳에 자급가능한 환경을 만들어야 한다. 이는 가까운 시일 안에는 가능하지 않을 것이다. 화성에 도시를 건설하여 이주하자는 일론 머스크가 주장하는 바와 같은 계획은 현재로는 거의 '사기'에 가깝다고 보는 것이 맞을 것이다. 화성과 같은 완전히 다른 환경으로의 이주는 단순히 로켓만 있다고 해서 되는 일이 아니다. 편도로 약 9개월이 걸리는 이동 중에 쏘이게 되는 태양풍이나 우주선(cosmic ray)과 같은 고에너지 입자들의 유해 효과조차 아직 제대로 검증이 되지 않은 상황이다. 도착해서 어떻게 자급할지에 대해서는 말할 것도 없다. 

이러한 논의는 역설적으로 지구가 얼마나 우리에게 소중한지를 알려준다. 우리의 경제성장을 늦추고 지속가능한 미래를 계획하는 것이, 우리가 지구의 유용한 자원을 모두 소진시키거나 환경을 파괴하여 생존을 위해 다른 천체로 이주를 고민하는 것보다 훨씬 현명함을 저자는 역설한다. 책을 읽고 나면 동의하지 않을 수 없다. 

오해하지 말아야 할 것은, 저자가 우주 탐사를 쓸모없는 일이라 여기는 것은 아니란 점이다. 우주 탐사는 지금까지처럼 거의 무인으로 진행될 것이며 그것이 경제적으로나 과학적으로 훨씬 타당한 일이다. 우주 탐사는 우리가 지구를 이해하는데 더욱 중요한 실마리를 줄 것이다. 왜 금성이 그렇게 뜨거운 불지옥이 됐는지, 화성에서는 어떻게 액체 상태의 물이 사라졌는지 등에 대한 연구나 외계 행성에 대한 연구는 현재 지구의 상황과 미래에 대한 통찰을 줄 수 있다. 

지금까지 지구 저궤도(고도 200~2000 km의 영역)를 벗어난 인간은 아폴로 임무에 참가했던 24명의 우주비행사 외에는 없다고 한다(75페이지). 아주 오랜 후(~수 억 년), 우리의 후손이 지구를 벗어나 새로운 여정을 시작할 수도 있을 것이다. 이 후손은 지금의 우리와는 아주 많이 다를 것이다. 이들이 이러한 여정을 시작할 기회를 받을 수 있을지는 현재 우리가 지구를 얼마나 잘 사용하는지에 달려있다. 우리는 종으로서 반드시 살아남아야 하는가. 스티븐 호킹은 그렇기 위해서 우주를 반드시 식민화해야 한다고 말했다. 하지만 지금의 상황을 보면 지구 환경의 자연적 변화로 인해 우리가 살기 위해 지구를 떠나야 하는 가능성보다, 우리 자신이 우리를 멸종에 이르게 할 가능성이 더 커 보인다. 그러니 우주를 보며 상상력을 키우되, 두 발은 땅에 디디고 우리 주변의 문제를 해결하는데 노력해야 한다. 

이 책은 우주여행과 이주에 대한 여러 주장이 난무하는 가운데 냉정하고 차분하게 이에 대해 살펴보며 생각하게 하는 매우 좋은 책이다. 지식으로도 많이 배웠고 저자의 태도도 마음에 들었다. 번역도 깔끔해서 잘 읽힌다. 우주여행이란 주제에 관심 있는 분들에게 강력히 추천한다. 

‘변화는 나로부터‘

우주의 중심으로 사는 법 - 이론물리학자가 말하는 마음껏 실패할 자유
김현철 지음 / 갈매나무 / 2025년 10월

<세 개의 쿼크>의 저자 김현철 교수의 인생론이다. <세 개의 쿼크>를 읽으며 열정이 대단한 분인 건 알았지만 다시 한 번 감탄하며 존경하는 마음이 절로 생긴다. 이른바 "상위 다섯 개 대학"을 나오지 않은 분으로서, 편견과 어려움을 깨고 학생들에게 이론물리학을 성심껏 지도하며 함께 이룬 성취가 값을 매길 수 없을만큼 귀하다. "한 사람의 변화는 다른 사람에게 영향을 미친다. 내가 변혁을 외친다고 세상은 변하지 않는다. 정말 세상이 변하는 걸 보고 싶다면, 나부터 변할 일이다. 내가 변하면, 내 주변이 영향을 받는다. 모든 변화는 한 사람부터 시작한다. (252 페이지)" 

책 제목이 <우주의 중심으로 사는 법>이다. 머리말의 구절을 다음에 옮기는 것으로 저자의 의도를 전하며 글을 마무리하고자 한다. 

  삶을 주도적으로 사는 건 쉽지 않다. 교육의 진정한 의미는 내 속에 숨은 능력을 끄집어내는 데 있지만, 그런 건 잊혀진 지 이미 오래다. 오히려 인간답게 살기 위해서는 의대나 법대에 들어가야 하고 명문대에 들어가야 한다고 믿는 세상이 되었다. 학생들은 거기에 속하지 못하면 마치 실패한 것처럼 느낀다. 그것은 오직 남들보다 앞서겠다는 일차원적인 욕망에 기인한다. 무엇이 된다는 것은 정해진 직업군 중 하나에 속하는 일일 뿐이지만, 무엇을 한다는 것은 내 앞에 놓인 수없이 많은 가능성 중 하나를 선택하는 일이다. 우주의 중심으로 나만의 삶을 사는 것은 무엇이 되는 데서 오지 않고 내가 무엇을 하느냐에 달려 있다. (4~5 페이지)

저자는 10대, 20대 청년들에게 이 책에 적은 이야기를 꼭 들려주고 싶었다고 말한다. 공감한다. 입학한 대학은 그때까지의 성실함만을 반영한다고, 이후의 인생은 너무 길고 할 수 있는 일은 많다고, 자기가 원하는 일을 찾으면 그것에 열심히 정진함으로써 나름의 큰 성취를 이룰 수 있다고, 실패는 성공의 자양분이라고, 쉽지 않은 모범을 직접 보인 분이 외치는 말씀이 무겁다.