문과생의 과학분투기

문과 남자의 과학 공부 - 나는 무엇이고 왜 존재하며 어디로 가는가?
유시민 지음 / 돌베개 / 2023년 6월

 한국 대부분의 문과생이 그렇듯 그 대단한 유시민 작가님도 수학과 과학, 특히 수학이 안되서 문과를 선택했다. 그리고 태생적으로 문과는 과학과 수학이 잘 안맞기도 하고 선택의 시기인 이때 다소 버림받은 느낌이 들어 과학 수학을 오래도록 거부한다.(공부 잘하는 문과생도 대개 수학이 어려워 문과를 간다고 하지 사회, 영어, 국어 등이 너무 좋아서 간다고 하진 않는다. 그런데 이과생도 그렇다. 그들도 과학 수학이 정말 좋다고 하기보다는 그냥 되서 간다고 하는 경우가 태반이다. 그렇다면 대체 누가 수학 과학을 좋아하는 것일까)  

 하여튼 이런 유시민도 결국 과학 책을 보고 만다. 상당수의 문과생들이 수학과 과학을 고교시절 보고 안보는 경우가 많은데 그의 지적 욕구와 개방성은 아무래도 이걸 허락치 않은 것 같다. 그리고 유시민 작가가 책에서 말한 것처럼 인문학이 과학에 미친 영향보다는 과학이 인문학에 미친 영향이 훨씬 더 지대하며 이건 앞으로도 마찬가지 일 것이다. 그도 그럴만한 것이 인문학은 인간에 대한 학문으로 인간에 대한 이해가 전제 조건으로 필요한데 이런 기본 지식을 제공하는 것이 과학이기 때문이다. 인간은 지구 역사상 가장 뛰어난 생존기계로 진화의 부산물로 대단한 지능과 그로 인해 유전자의 지시를 넘어서는 행위가 가능하다. 이것을 설명하는게 진화론이나 진화심리학이다. 그리고 인간의 행위는 뇌에서 비롯되는데 이런 뇌의 원리를 파악하는게 뇌과학이며 더 근원적으로는 우리 행성과 우주가 생겨난 원리, 그리고 우주가 언젠가 사라짐을 모두 설명하는게 과학이다. 이것에 대한 근본 이해가 없는 인문학은 다소 공허하다.

 그래서 유작가는 이번 책에서 인문학은 인간이 자기 자신을 이해하려는 욕망의 산물이며 그렇기에 인문학이 사라지는 일은 없겠으나 과학이 새로 찾아내고 발견한 사실을 이해하고 수용하지 않고, 과학과 소통 교류를 거부한다면 대학의 인문학은 그 존재 근거를 잃을 것이라고 말한다. 이런 생각하에 유작가는 자신이 읽은 과학책과 인간에 대한 이야기를 풀어나간다. 그는 생각보다 많은 과학책을 읽었는데 어쩐지 엠비씨 뉴스외전에서 뜬금없이 엔트로피로 정치를 비유했는데 평소의 이런 내공에서 나온 것이라 생각된다.

 이런 관점에서 그는 인문학을 과학의 관점에서 바라보며 이를 책에서 버무려나간다. 여러 부분이 다 재밌었지만 진화론에 대한 좌파와 우파의 관점이 인상깊었다. 좌파와 우파는 모두 진화론을 오염시켰는데 우파는 진화론을 적극적으로 오용하며 이용했고 좌파는 이런 점의 비윤리성 때문에 진화론을 배격했다. 우파는 경쟁을 옹호하며 인간사회를 생존경쟁의 장으로 파악하고 격차와 불평등이 발전의 원동력이자 피할수 없는 것이며 그 결과를 정당한 것으로 생각한다. 그래서 이들은 사회적 약자를 불우히 여기기는 하나 승자와 대등한 존재로 보진 않는다. 반면 좌파는 사회적 약자와 착취당하는 자를 만드는 구조를 불순히 여기고 이들을 대등한 존재로 보며 다양한 가치를 옹호하고 불평등을 줄이려고 한다. 

 이런 우파에게 진화론은 사회적 다윈주의로 오용되기 매우 적합했다. 스펜서의 적자생존이나 골던의 우생학이 그러했다. 사회다윈주의는 사회를 개선한다는 미명하에 열등한 개체를 제거하고자 하는 우생학과 결합한다. 그래서 불과 100여년 전 유럽이나 미국에선 장애인에 대한 불임수술이 자행되기도 했다. 그리고 이는 전체주의와 손을 잡아 인종차별과 노예제도를 정당화하는 도구가 되고 만다. 이런 우파의 자행으로 인해 좌파는 진화론을 아예 배격하게 된다. 하지만 진화론은 도덕과는 무관하며 단순히 어느 종과 어느 개체가 더 살아 남아 가지고 있는 유전자를 더 잘 전파하느냐에 관한 것이다. 

 다음으로 재밌던 부분은 화학 부분이다. 화학은 물질의 조성과 구조, 성질, 관계, 변화를 연구하는 학문이다. 우주에 존재하는 원자들은 상당히 불안정한 경우가 많아 서로 결합하는데 그로 인해 다양한 분자가 생겨나고 여러 물질이 생겨나고 생물이 존재하게 된다. 원자의 결합은 둘 이상의 원자가 서로 전자를 공유하는 공유결합과 전자를 방출하거나 흡수해 양이온, 음이온이 된 원자들이 서로 다른 극이 되어 끌어당겨 결합하는 이온결합이 있다. 공유결합은 대개 분자화합물이 부드러워 액체나 기체가 많은 반면 이온 결합은 고체인 경우가 많다. 

 물은 산소와 수소의 결합인데 산소가 수소와 공유하는 전자를 자기 쪽으로 살짝 끌어 당기게 된다. 그래서 물은 전체가 전기적으로 중성이나 부분적으로는 산소쪽은 음전하, 수소쪽은 양전하를 띠게 되어 극성분자가 된다. 그렇기에 물과 닿는 다른 물질들은 이 극성에 의해 이리저리 찢겨나가게 되어, 쉬운 말로 물에 녹게 된다. 그래서 물은 생명의 요람이 되었고 다양한 음료수가 될 수 있으며 세척 기능을 갖는다. 

 전자를 좀 더 살펴보면 개개의 전자는 음극으로 서로 같이 붙어 있기 어렵다. 하지만 자전하는 방향인 스핀이 서로 반대이면 두 개 가진 같이 있을 수 있는데 이런 식으로 전자들은 같은 극임에도 원자의 궤도에 쌍으로 붙어 있을 수 있게 된다. 원소 주기율표의 한 주기는 대개 전자껍질 한 층에 해당한다. 전자껍질 한 층에 여러 개의 오비탈이 있는데 1층엔 오비탈이 한 개여서 전자가 두 개만 있다. 2층과 3층은 전자가 8개, 4층과 5층은 전자가 18개 있으며 6층과 7층은 32개다. 원자는 최외각 층의 모자라거나 남는 전자를 어떻게든 처리하려 하며 이로 인해 결합이 발생한다. 

 예로 산소는 전자가 8개로 1층 2개 2층 6개로 2층에 2개 전자가 모자란다. 그래서 다른 산소 원자와 2층에 전자 두개를 공유해 산소분자를 이룬다. 그래서 자연상태에서 산소는 거의 분자로만 존재한다. 원소상태론 태생적으로 불안하기 때문이다. 수소도 그렇다. 수소는 전자가 1층에 1개이니  1개가 모자란다. 그래서 같은 수소와 전자를 공유해 수소 분자로 대개 존재하게 된다. 

 탄소는 양성자가 6개로 전자가 6개다. 그래서 1층에 두 개 2층에 4개로 4개의 전자가 부족하다. 하자민 탄소는 전자가 원자핵과 비교적 가까이 있어 전자를 탐하면서도 잘 깨지지 않는다. 그래서 DNA처럼 때로는 쪼개져야 하나 안정성도 상당히 유지해야하는 물질의 재료로 걸맞다. 그래서 지구상의 생명체는 탄소기반이다. 여기에 탄소는 여러모로 다른 것들이 붙기에 좋아 상당히 다양한 물질을 만들어 낼 수 있다. 생명에 더욱 적합한 것이다. 

 책에는 작가 유시민이 과학책을 읽으며 인문학을 더욱 깊이 이해하게 되고 얻은 여러 통찰이 나오며 그가 추천해주는 과학책도 많은 호기심을 자극한다. 나도 과학책을 좀 봤다고 생각하는데 유작가의 절반 수준에 불과한 것 같다. 이걸 책 말미에 목록으로 정리해주었으면 더 좋았을 것 같다. 유시민의 책 중 특별한 책이었다.