쓸모의 과학 신소재

쓸모의 과학, 신소재 - 세상에 이로운 신소재 이야기
조용수 지음 / 교보문고(단행본) / 2024년 4월

2023년 여름 대한민국과 전 세계 과학계 그리고 코스닥 시장이 모두크게 꿈틀거렸다.
국내 연구진(권영완교수팀)이 상온 초전도체인 LK-99를 개발했다는 논문을 발표했기 때문이다. LK-99는 아직까지도 진위공방 중이다. 권영완 교수 이전 미 로체스터대학의 디아스 교수도 상온 초전도체를 개발했다는 논문을 네이쳐 지에 2번이나 개제(2020년 7월과 2023년 3월)했지만 현재는 두 논문이 모두 철회되었다. ( 22년 9월과 23년 11월)

초전도체는 1911년 발견된 초전도현상을 일으키는 물질들을 말한다. 자기부상열차를 생각하면 쉽게 이해되는 현상인데 특정온도 (임계점)이하에서 전기저항이 없어지고 반자성현상이 나타나서(마이스너 효과, 자성을 밀어냄) 마찰에 의한 열손실, 전기손실이 없는 물체들이다. 매우 좋지만 임계온도가 매우 낮아서 상용도가 어려웠다.

이런 초전도체처럼 새로 발견되거나 개발된 물질을 신소재라고 한다.
고등학교 교육과정에도 투자 측면에도 관심을 듬뿍 받는 분야가 신소재다. 이런 신소재를 입문 수준에서 깊이있게 다룬 책이 [ 쓸모의 과학, 신소재]다.
재로material란 주변에 보이는 모든 물체object이고 소재는 재료를 이루는 근간이 되는 물질을 뜻하지만 큰 구분없이 쓰이고 있으며 이 책에서도 고체 위주로 구별없이 설명한다.

일단 소재를 크게 3가지로 구분하고 있다. 금속metak 세라믹ceramic 폴리머로 나누고 있다. 세라믹은 도자기와 유리처럼 전기나 열 전도없이 단단하고 깨지기 귀운 물질들이다(p25) 폴리머는 쉽게 플라스틱을 떠오르면 된다. 일상 생활에서 가장 흔하게 접하는 종류이고 화학공학과에서 많이 다루는 종류다. 세라믹 역시 예상하는 것보다 실제 생활에서의 응용의 범위가 매우 넓은 편이다.
( 학부시절 세라믹공학과 친구들에게 변기 잘 만드느냐고 유치하게 놀리던 기억이 떠오른다.)
현재까지 대부분의 소재는 기본적으로 세라믹 금속 폴리머다. 쉽게 접할 수 있으며 오랜 기간 사용해서 그 쓸모가 충분히 입증되었기 때문이다.

13개의 챕터로 나누어 신소재를 설명하고 마지막은 미래에 예상되는 상황에 대한 예상으로 책은 구성된다.


제일먼저 작가는 인류가 최초로 만든 인공 소재를 설명한다. 바로 기원전 4000년 즈음부터 이용했을 것으로 추측되는 점토라는 설명이 재밌었고 (p52) 과학적 근거없이 광물과 흙을 단순히 조합하여 발전시킨 고대의 유리 기술은 매우 놀라웠다. (p62)
점토나 유리를 이용한 건 그들이 쉽게 구할 수 있는 원소를 재료로 삼기 때문이다

[❗️참고 ㅡ 책에서는 자연에서 존재하는 원소가 94개라고 말한다. 자연(우주)에서 유래된 원소는 92번 우라늄까지다. 책에서 이야기한 94번 플루토늄은 1940년 입자가속기로 우라늄에서 얻어진 원소다. 물론 자연상태에 존재하긴 하지만 원소의 확인은 인공적으로 얻어졌다. ]


1~6장까지 세라믹, 금속 , 폴리머에 대한 기본 성질들을 살펴보고 7장부터는 복합재료에 대한 설명들인데 대표적으로 반도체가 소개된다. 고등학교 물리학1의 내용보다 조금 깊이 들어가는 수준의 설명이라 너무 쉬운 정보성 글에 질린 관심많은 독자들에겐 도움이 많이 될 것 같았다.
전기 빛 열 힘 등의 자극을 받은 소재들이 어떻게 반응하는지 살펴보고 진보된 소재의 개발을 위해 어떤 점을 고려해야 하는지 알려주는 책이었다

초연결 무선 네트워크 시대가 도래할 것에 대한 대응, 자연 훼손에 의해 필요한 소재와 기술들 그리고 바이오와 의학 분야에 이르기까지 신소재와 재료공학의 범위는 매우 무궁무진하다. 앞으로는 AI 기술과 컴퓨터의 발전으로 소재 시뮬레이션 기술이 적극 활용될 터이니 효율성 역시 좋아질것이다.

효율성도 좋지만 과거 듀폰사처럼 " 자유로운 연구를 위해 자발적으로 혁신적인 아이디어를 내고 그 연구에 재해 충분한 지원을 하지만 실패하더라도 결과에 대한 책임을 묻지 않는 '묻지마 연구' 는 여전히 필요하다고 생각한다. 기초과학에 대한 투자와 관대함이 아쉬운 요즈음이란 생각이다.
그래서 저자의 마지막 메시지는 의미심장하다.

ㅡ 많은 연구 성과가 우연한 발견으로 시작되었다는 점을 간과해서는 안 될 듯 하다 p238


ㅡ 출판사로부터 도서를 제공받은 후 주관적으로 작성한 후기입니다ㅡ


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과학잔혹사

과학 잔혹사 - 약탈, 살인, 고문으로 얼룩진 과학과 의학의 역사
샘 킨 지음, 이충호 옮김 / 해나무 / 2024년 4월

뮤지컬로도 유명한 [지킬박사와 하이드씨]의 원전 소설에는 모델이 있었다.
영국의 해부학자 존 헌터였다. 그는 의학을 개혁하기 위해 해부학이 필수라고 생각하고 본인이 스스로 해부학을 좋아해서 해부학에 집착했다. 설사제 남용과 사혈같은 치료법이 횡행하던 의학계에서 헌터는 최초로 인공 수정을 시도하고 치아를 현대식으로 구분하고 후각 신경등의 해부학적 발견을 수십 가지나 이루었다. 뛰어나 존경받기만 해도 모자란 사람인데 존 헌터가 하이드가 된 이유는 시신 도굴꾼과의 거래때문이었다. 런던에 있었다는 그의 대저택에는 시신 도굴꾼을 위한 전용 문이 있었고 뒷방에서는 특유의 시체 냄새가 풍겼다. 이런 야누스적인 모습을 보면 스티븐슨이 <지킬박사와 하이드 씨>를 썼다고 한다.

이 존헌터라는 사람은 [과학잔혹사]란 책에서 세 번째로 소개된 인물이다.
과학이라는 이름으로 선을 넘어 범죄와 비행을 저지르는 사람들을 살펴보며 무엇이 그 사람들에게 궁극적인 금기를 깨게 했는지 알아보는 책이다.

제목을 보자마자 재밌겠다란 생각이 들었는데 지은이와 번역가를 보니 반드시 읽어야 할 책이 되었다.
마치 데스노트같은 분위기를 풍기는 표지를 가진 이 책은 흔히 말하는 매드 사이언티스트Mad Scientist들을 해부하고 분석하는 책이다.

이 책은 모든 내용이 대부분 흥미롭다.
프롤로그는 <전설에 따르면, 역사상 최초의 비윤리적 과학 실험을 설계한 사람은 다름 아닌 클레오파트라였다고 한다>로 시작한다. 이미 '사라진 스푼'들을 써낸 과학 분야의 베스트셀러 작가답게 샘 킨은 사람들이 한눈팔지 못할 문장과 표현력을 사용한다.

1장과 2장을 통해 18세기 과학이 얼마나 노예무역에 빚을 지고 있는지 해적질과 노예무역을 해서라도 신비한 자연을 탐사하고 연구하려던 과학자들의 모습은 기준에 따라 다르게 평가될 것이 느껴졌다.
바나나, 아보카도, cashew(캐슈)와 같은 단어들을 옥스퍼드 영어 사전에 오르게 만든 해적 생물학자 윌리엄 댐피어는 아내에겐 나쁜 남편이었지만 다윈에겐 큰 영향을 끼쳤고, 헨리 스미스먼은 개미들의 생태를 연구한 뛰어난 곤충학자였다.

발명왕으로 유명한 에디슨이 테슬라를 이기기 위해 할 수 있는 모든 방법을 동원하고 꽤 비열한 방법도 서슴지 않았다는 건 꽤 널리 알려진 사실이다. (20세기에는 에디슨의 GE가 잘 나가고 21세기에는 테슬라의 이름을 딴 회사가 잘 나가는 사실은 그래서 뭔가가 괜히 재밌다.) 직류전원을 미는 에디슨은 교류전원을 개발한 테슬라를 이기기 위해 무려 44마리의 개와 6마리의 송아지 그리고 두 마리의 말을 죽였다. 그리고 심지어 사람도 죽게 한다. 문제는 전기 처형의 목적인 고통없이 죽음에 이르게 한다는 것을 실천하지 못한 것이다. 누군가는 에디슨에게 "양심이 있어야 할 곳에 진공이 있다"라고 평했다고 한다.

표지에서 도드라지는 건 붉은색 뱀이다.
뱀은 의학의 신이라는 아스클레오피오스의 상징이다. ( 죽어가는 뱀을 위해 다른 뱀이 약초를 물어와 살려내는 모습을 보고 아스클레오피스가 의술을 익혔다고 한다. 그래서 많은 나라의 의사협회의 상징에는 뱀이 들어있다) 이 책에는 의학 연구의 역사가 얼마나 비 윤리적이었는지를 자주 언급한다.

ㅡ 대다수의 의학 연구는 생체를 대상으로 하며...19세기의 해부학자들조차 다음 세기에 일어날 일부 야만적인 실험에는 기겁했을 것이다. 고통을 받은 대상은 사람뿐만이 아니었다. 의학 연구에서는 동물을 목적이 아니라 수단으로 취급하며, 동물의 고통과 괴로움은 부수적 피해로 일축한다. P140

책의 많은 내용들이 의학과 연결되어 있다. 이건 의학만의 문제가 아닌 사람에게 피해가 나타난 사건을들을 주로 다뤘기에 필연적인 내용구성일 것이다.
존 커를러 를 비롯한 미국의 공중보건의들은 매독균을 가난한 흑인들에게 일부러 전파시켰다. 그런데 이 성병실험을 수행한 존 커틀러는 동시에 인도와 아이티에서 여성의 의료환경을 개선시키고 1980년대의 AIDS에 대한 도덕적 공황과 동성애자를 악마화하는 것을 반대했다. 한 인물이 정반대의 일을 한 것이다. 어느 누구도 쉽게 판단하면 안된다는 걸 새삼스레 느꼈다.

WHO가 새로운 백신이 나올 때 윤리적 속임수를 쓰는 문제(일반적인 백신에 대한 설명만 해주고 암시적 묵시를 얻는 경우 등)는 쉽게 결론이 나긴 힘들 것 같다. 주로 아프리카에서 임상실험이 벌어지는데 이런 상황은 주로 선진국의 백인들이 비난할 때가 많다.

ㅡ제 1세계의 도덕 기준을 복잡한 제3세계의 상황에 적용하는 '윤리적 제국주의'라는 죄를 범하고 있다고 주장했다. P249

나치가 행한 (일본도 저질렀을 ) 생체실험을 목도한 인류는 제2차 세계대전 이후 뉘른베르크 강령을 만든다. 뉘른베르크 강령은 사람을 대상으로 한 연구 윤리 지침 열가지인데 환자의 권리를 특히 강조했다. (p219)


설계가 잘 못 된 의학 연구는 비윤리적이라고 비판받을 때가 많다. 윤리는 결코 쉬운 문제는 아닌 것 같다. 우간다같은 곳에서 백신실험이 없다면 그 나라에서 백신접종을 받을 수 있는 사람은 극소수가 될 것이라고 저자는 지적한다. 얼음송곳으로 뇌 수술을 하는 윌터 프리먼은 그나마 의사라는 직업을 가진 소명의식이라도 있는 것처럼 보였다.

그러나 의사가 아닌 심리학자의 영향은 좀 더 광범위하다고 느꼈다. 천재 수학자인 카잔스키를 테러리스트인 유나바머로 만든 머리의 실험은 잔인했다. 그리고 의료사고로 생후 8개월에 성기를 잃고 억지로 여성으로 자라야 한 브루스_브렌다_데이비드의 삶은 안타까웠다. ( 브루스, 브렌다, 데이비드는 동일 인물이다) 브루스의 심리치료를 진행한 존 머니의 행동은 책을 읽으면서도 짜증이 났다. '젠더'라는 용어를 만든 존 머니가 브루스와 쌍둥이 형제인 브라이언에게 한 행동은 범죄였다고 생각하데 된다. 무리하게 여자로 키워지던 브렌다가 자신의 성 정체성을 알고 다시 남성의 삶을 결정하고 이름을 데이브드로 바뀐 내용들은 먹먹하게 읽었다. 머니는 자신의 이론에만 집중하여 개인의 지닌 자율성과 환자의 주장을 외면한 최악의 심리학자였다.

실패한 성전환 수술에 대한 사연들은 뮤지컬 헤드윅이 떠오르기도 했고 2015년에야 UN이 신체 일부가 훼손된 아이와 모호한 생식기를 갖고 태어난 아이를 대상으로 한 성전환 수술이 인권침해라고 선언했다는 것이 너무 늦었다는 생각과 함께 다행이라는 생각도 들었다.

ㅡ 우리의 성 정체성이 해부학과 뇌구조, 호르몬, 가정환경, 문화적 영향 등이 복잡하게 상호작용하면서 결정된다는 사실을 받아들이게 되었다. 게다가 젠더는 태어날 때 완전히 고정된 것이 아니지만 완전히 유동적인 것도 아니어서, 의사들과 외부 사람들이 자기 마음대로 바꿀 수 없다. (p400)
ㅡ 우리를 만드는 데 문화가 아주 큰 영향을 미친다 하더라도, 사람은 빈서판이 아니며, 1억 6000만 년 동안 계속돼온 포유류의 진화를 문화가 마술처럼 압도하는 일은 있을 수 없다. p403

저자의 표현대로 똑똑할수록 더 현명하고 윤리적일 것이라고 쉽게 가정하고 현대의 과학자들은 대체로 스마트한 집단으로 포지셔닝 된다. 저자는 먼저 윤리적 행위를 하겠다는 서약을 하고 과학사 공부를 하며 이 책에서 언급된 사람들을 괴물로 취급하지 말아야 한다고 지적한다.
ㅡ 윤리에서 중요한 요소는 윤리적으로 행동한 것이 편해야 하는 것이다...커틀러나 머니나 프리먼을 괴물로 묘사하지 않는 것이 중요하다. 우리는 괴물이 자신과 상관없는 부류라고 일축하기 쉽기 때문이다. 카를 융이 말했듯이 악인은 우리 모두의 내면에 도사리고 있으며, 그 사실을 인정할 때에만 그 악인을 길들일 희망을 가질 수 있다. [ 결론 내용요약 ]

부록에서 저자는미래의 각종 범죄를 이야기하며 우주시대는 오히려 중세 시대로 돌아갈 것이라고 예상한다. 나 역시 그 의견이 가능성이 높다고 생각한다. 미래에 일어날 수 있는 다양한 범죄를 미리 예상하고 대비하는 것은 중요한 일이라 생각한다.

가장 섬뜩하게 읽은 지점은 9장의 간첩활동으로 스탈린 시절에 스탈린을 위해 활동한 해리골드와 클라우스 푹스의 이야기였다.
그들의 행동보다는 이데올로기가 얼마나 무섭게 작동하는지를 다시 한번 느껴서였다. (p316)

똑똑하기 전에 윤리적일 것 그보다 그전에 합리적 가치판단 능력을 가질 것 - 과학자 뿐 아니라 수많은 정보와 선택 속에서 살아가야 하는 이 시대 사람들의 필수 덕목인 것 같다.

ㅡ 출판사에서 도서를 제공받고 주관적으로 쓴 후기입니다 ㅡ

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시간의 물리학

시간의 물리학 - SF가 상상하고 과학이 증명한 시간여행의 모든 것
존 그리빈 지음, 김상훈 옮김 / 휴머니스트 / 2024년 4월

서평단으로 뽑혀서 읽게 된 책이다.
책을 받자마자 '표지 제대로 병맛이네. 완전 맘에 들어'란 생각이 들었다. 정말 맘에 들어서 읽고 있던 책들을 모두 제치고 이 책부터 읽기 시작했다.

취향저격의 표지가 아니더라도 [sf가 증명하고 과학이 증명한 시간여행의 모든 것]이라는 글귀때문에 바로 읽기 시작했을 것 같다.

표지가 상당히 B급 취향이긴 해도 케임브리지에서 천체 물리학 박사학위를 받은 존 그리빈이 글을 썼고 테드 창과 필립 k의 글을 번역한 김상훈님이 만난 책이다.책의 내공은 만만하지 않다.



9단계에 거쳐 시간여행이 가능하다는 것을 입증하려는 책은 1단계에서 먼저 아인슈타인의 상대성이론을 설명하고 시간팽창에 대한 이야기를 한다.
(참고로 2015교육과정에서는 물리학1이란 과목에서 특수 상대성 이론을 가르친다. )

ㅡ거대한 질량을 자긴 물체 근처의 휘어진 시공간에서 흐르는 시간은 평평한 시공간에서 흐르는 시간과는 다른 속도로 흐른다. p25
ㅡ 우주선의 속도가 광속의 절반에 도달하면 시간은 13퍼센트 느려지고 (팽창하고) 광속의 99퍼센트에 도달하면 무려 86퍼센트나 느려진다.(p28) 시간팽창 효과는 수많은 SF의 기반이 되었고,미래를 향한 일방통행식 시간여행의 수단으로 주목을 받았다. (p29)

4차원 시공간에서는 우리가 지금 하는 일에 영향을 받을 수 있는 미래의 모든 일이 미래광추에 있고 과거의 모든일은 과거 광추안에 있다고 물리학자들은 설명한다.
또한 우리와 무관한 시공간이 존재하는데 이런 시공간을 '엘즈휀'이라고 부른단다. 맥스웰방정식은 과거광추와 미래광주 양쪽에서 신호를 받을 수 있다. 그러나 과거나 미래로 가기 위해선 빛보다 빨리 움직여야 하고 그런 이유로 양자터널링의 개념이 필요해졌다. 그런데다가 우리는 열역학 제2법칙이 지배하는 세상을 살고 있다. 엔트로피라고 부르는 무질서도가 증가하는 세상이다. 외부의 에너지를 빌려와 일시적으로 국소부위의 엔트로피를 감소시킬 수는 있지만 전체 엔트로피는 빅뱅이후로 계속 증가하고 있다. 시간의 화살표는 엔트로피의 증가도를 따라가는 현상이다. 열역학 제2법칙이란 표현이 붙은 만큼 (과거로 되돌아가는)시간을 되돌리기는 어려운 일이고 (미래 여행을 위해) 시간을 거슬러가기도 어렵다. 이 경우에도 빛이 빛보다 빨라야 한다.

빛이 빛보다 빠르기 위해서는 양자역학이 필요하다. 양자역학 중에서도 가장 기이한 양자터널링에 대한 이해가 필요하다.
양자터널링은 입자가 이쪽에서 저쪽으로 공간을 이동하지는 않지만 처음 위치에서 다름 위치로 가 있는 현상이다. 위치가 변하는 입자도 자기가 어디에 있을 지 모르는데 이것이 양자론적 불확정성이다.
이 불확정성때문에 양자역학은 재밌고 어렵고 매력있고 아인슈타인과 슈뢰딩거가 싫어했다.

아인슈타인은 양자역학을 반대했지만 아인슈타인 덕분에 양자역학이란 학문이 세워질 수 있었다. 또한 시간 여행도 아인슈타인과 양자역학이 만날 때 가능해진다.

ㅡ시간 여행의 문제는 인류 역사상 가장 성공적이면서도 양립하기 어려운 두 물리학 이론인 아인슈타인의 일반상대성이론과 양자역학의 접점에서 발생한다. 아인슈타인의 이론은 항성과 은하같은 거시 세계를 다루는 반면, 양자역학은 원자와 분자 같은 미시 세계를 훌륭하게 묘사한다. <마르틴 링바우어, 인스브루크대학교. p76>

지구에서 성공한 물리학 법칙들이 우주에서도 유지될 수 있을까란 생각이 들었다.
칼 세이건이 생각하고 많은 과학자들이 실험적으로 입증한 바에 의하면 우주 전역에서는 동일한 우주법칙 (상대성이론)이 적용된다고 한다.

ㅡ 웜홀을 통해 새어나간 정보 (물리법칙)는 우주의 모든 영역과 모든 시점에 순간적으로 확산되었을 가능성이 있다. 바로 그런 이유에서 모든 전자와 원자뿐만 아니라 그것들을 구성하거나 그것들로 구성되는 모든 물질이 동일한 물리법칙을 따르고 있는 것이다. ..우리가 사는 우주의 물리법칙이 보편적일 수 있는 유일한 이유는 시간 여행이 가능하기 때문인지도 모른다. p128
시간여행이 가능하다고 해서 우리가 시간의 작용을 변화시킬 수 있는것은 아니라고 한다.
과거와 마찬가지로 미래 또한 결정되어 있으며 4차원의 시공간은 견고하며 개편불가능한 블록을 형성한다는 블록 우주에 대한 아이디어를 읽으면서는 문득 니체의 철학이 떠오르기도 했다. 아인슈타인은 친구의 부음소식에 블록 우주에 기반한 메시지를 친구의 자식들에게 보내는데 그 문구가 굉장히 철학적이었다. 가장 물리학의 기반에서 쓴 글이 철학적이라는 사실이 새삼스러웠다.
ㅡ 물리학을 신봉하는 우리 같은 사람들에게 과거, 현재, 미래의 차이는 환상에 불과해. 설령 그 환상이 아무리 집요하더라도 말이야 p134

이 블록 우주에 대한 아이디어로 로버트 A하인리히가 소설을 썼다고 한다. 생명선이라는 작품이라는데 빨리 찾아서 읽고 싶다. 어슐러 르 권여사의 책의 한 구절이 소개될땐 팬으로서 괜히 기분 좋기도 했다.



케임브리지대학교의 이론 천문학과를 설립한 대학자 프레드 호일은 <10월 1일은 너무 늦다>라는 SF 작품에서 끊임없이 흐르는 강이라는 시간의 이미지는 "그로테스크하고 부조리한 환상"이라고 말한다. (p136)
블록 우주 개념에선 지금까지 존재했거나 앞으로 존재할 모든 것은 언제나 그곳에 존재한다고 주장하는 다세계 해석을 따른다. 슈뢰딩거의 고양이를 예로 들자면 일반적인 코펜하겐 해석에서는 살아있는 고양이와 죽은 고양이는 중첩되지만 블록우주(다세계)에선 산 고양이와 죽은 고양이는 서로 다른 세계에 동시에 존재한다는 것이다. 평행우주론이 생각나는 지점이다.
다양한 영화의 소재로도 활용되는 평행우주,멀티버스 세계에서 다른 곳에서의 일들은 우리가 알 수 없다. 어느 시간에 속해있는지 어떤 사건이 일어나는 지 알수 없지만 모종의 관련성이 존재해서 물리학자들은 '위상공간'이라고 부른다, 이러한 위상공간은 진화의 한 과정이란 설명이 재밌었다. 질량에 의해 시공간이 왜곡되는 현상에서 우리가 속한 우주는 블랙홀을 쉽게 만드는 스타일이라고 한다. 블랙홀이 만들들어지면서 아기 우주가 계속 만들어진다는 것이다. 블랙홀에서 아기 우주가 만들어지는 과정은 유성생식과도 비슷해서 그 우주에서 사용되는 물리법칙은 원 우주의 것과는 조금씩 달라질 수도 있다고 한다.(p161) 스파이더맨처럼 다른 지구로 갔을 때 동일한 물리법칙,생화학 법칙이 적용되리라는 법은 없다는 얘기다.
(고백하자면 이 지점에 대한 설명이 가장 재밌었다.)
이 책에서 타임머신을 만들기 위해서는 중성자별 10개를 이동시킬 수 있는 거대한 힘이 필요하며 그러기 위해 끈 우주론의 개념이 들어오기도 했다.

다양한 설명들을 쭉 읽고나니 칼 세이건의 아이디어와 킵 손과 그 제자들의 연구 결과처럼 시간여행은 과학이 매우 발전한 문명이 자연이 이미 만들어놓은 타임머신을 찾아내서 적절하게 이용할 수 있을 때 가능한 것이란 생각이 저절로 들었다.

ㅡ 이 모든 연구의 저변에는 무에서 시작한 문명이 타임머신을 건조하는 과정을 그리는 것보다 충분히 발전한 문명이 자연발생한 웜홀을 개조해서 시간여행에 활용하는 시나리오를 상상하기가 훨씬 쉽다. p117


책을 읽다보면 수시로 접하는 표현들이 있다. [누가 어떤 일을 해서 어떤 결과를 얻었는데 그들이 이러저러한 일을 했던 것을 생각하면 그리 놀랍지 않다] 하는 부류의 문장들이다. 그러나 나는 과학자들의 다양한 활동들이 모두 놀라웠다.

병맛분위기의 유쾌한 느낌의 표지와 그렇지 않은 조금은 전문적인 내용의 책이었다.
사실 표지만 보고 쉬울 것이라 생각했는데 아이슈타인의 이론들을 기본으로 다양한 물리이론과 SF소설들을 인용하는 저자의 능력이 부럽고 대단하다 싶었다.

ㅡ 출판사로부터 도서를 제공받아 읽은 후 주관적으로 쓴 글입니다 ㅡ

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헌터생물의 사냥법

헌터 생물의 사냥법 ㅣ 그림으로 읽는 잠 못들 정도로 재미있는 이야기
박유미 옮김, 이마이즈미 다다아키 감수 / 성안당 / 2024년 4월

현재 직업이 과학강사여서가 아니라 예전부터 동물의 왕국이나 내쇼날지오그래픽의 동물다큐들을 좋아했다. 점수와 자존심을 고려해서 입학한 곳이 생물학과였다. 여전히 동물다큐는 좋아하지만 해부는 마음이 편하지 않아서 식물이 메이저가 되었지만 동물의 생활사는 여전히 관심 분야이긴하다. 헌터 생물의 사냥법이란 제목은 그런 나에게 무척 끌리는 제목이었다.


목차를 보면 알 수 있는 것처럼 서식지에 따라 육지, 하늘,바다, 강으로 분류해서 소개하고 있다.

1장에 소개된 18종은 대부분 많이 알려진 모습들이다.
거미와 개미가 육지동물에 들어가는 것이 잘못된 것은 아닌데 어딘가 어색했다.
독까지 가졌다는 군대개미가 수백만 마리가 이동하는 모습을 상상하니 아찔했다. 개미들은 냄새로 사냥을 하기 때문에 더워져서 냄새가 증발하는 오후시간을 피한다는 내용은 새로웠다.
꿀먹는 오소리라는 라텔은 사진은 몇번 봤는데 성질은 이번에 처음 알게 되었다.
조류와 공생한다는 이 동물은 뱀의 신경독에도 강하고 벌의 공격을 신경쓰지 않을만큼 피부가 두껍다고 한다. 거기에 발톱과 송곳니가 발달했으니 기네스북에 '세계에서 가장 겁이 없는 동물'로 등재될만 하다.


하늘의 동물을 다룬 2장을 가장 재밌게 읽었다.
물수리의 사냥 목적 중에 암컷의 환심끌기가 있다거나 맹금류인 송골매가 날개에 상처가 생길까봐 무리를 이루는 상대는 공격하지 않는다는 설명은 의외였다.
갈색얼가니새나 펠리컨이 사냥한 것을 가로채는 아메리카 군함조의 모습은 좀 얄밉기도 했다,
세끼를 위해 나르는 먹이를 빼았을 때는 날개나 꼬리를 잡아당기거나 공중에서 뒤집어서 계속 공격해서 억지로 토하게 한다니 너무한다는 생각도 든다.

그러나 자연에서 일어나는 일에는 윤리적인 판단은 의미없는 일이다.
군함조의 경우 날치기꾼같고 비겁해보이지만 날개가 물에 젖으면 날지 못하기 때문에 가로채는 것 외에는 먹이를 구할 방법이 없다.
펠리컨은 펠리컨대로 아메리카 군함조는 군함조대로 자신에게 적합하게 진화한 것이다.

이 책을 통털어서 가장 재밌던 내용은 29번째 동물로 소개되는 독수리편이었다.
동물의 왕국 등을 보면 동물의 시체가 나타나면 돗루리들이 엄청많이 몰려들어있는 걸 볼 수 있다, 사자가 물러가면 독수리들이 시끌벅적하게 식사를 즐길 것 같지만 독수리끼리는 식사 규칙이 확실하게 정해져 있다고 한다.
아프리카 흰등 독수리는 내장담당이라 먼저 도착해도 살점과 피부를 헤집어서 위 속에 집어넣는 흰머리 검은 독수리가 와서 먹을 때까지 기다려야 한다.
독수리는 시체를 먹는 부육식동물이다. 얼룩말 1마리를 먹어치는데 30분이면 충분하다.
자기들끼리 종에 따라서 먹는 순서와 부위가 다르기 때문에 빠르게 많이 먹을 수 있다.
생태계의 청소부가 될 수 있던 데도 진화의 자연의 질서가 돋보인다.

매 장마다 칼럼이라고 해서 흥미로운 내용들이 정리되어있다.
2장의 뒤에는 막강한 힘을 가진 큰 맹금류들을 소개한다. 부채머리수리나 필리핀 독수리그리고 관뿔매 등인데 다들 원숭이를 잡아먹는다고 한다.
그래서 필리핀 독수리는 원숭이독수리라고 불리고 관뿔매는 하늘의 표범이라고 불린단다. 이 새들을 직접 마주친다면 정말 무섭겠다 싶었다.
바위처럼 생긴 스톤피쉬는 맹독을 가졌지만 사용하지 않고 이름처럼 바위처럼 생겼다고 한다.
스톤피쉬처럼 해저바닥에 사는 어류들은 저서어로 불리는데 부레가 없다고 한다. 그리고 육지에서 무려 24시간을 살 수 있다고 한다.
육지에서 그렇게 시간을 보낼 수 있다면 피쉬라는 이름은 좀 어색하지 않을까 싶었다,

무섭게 생긴 늑대장어가 실제로는 겁이 많고 얌전하며 알이 부화되는 100일까지 줄곧 알을 지킨다는 설명이 새로웠다.
아이누 지역 사람들은 늑대장어를 칩 카무이(신의 물고기)로 부른다고 한다, 늑대장어가 그물에 걸리면 술을 먹이고 바다에 돌려보낸다는데 그래도 되나 싶기도 하면서 재밌는 풍속인 것 같다.
동료들과 팈워크를 이뤄 거품그물( 버블 넷)을 만들어 사냥하는 모습을 직접 보면 참 아름답겠다 싶었다.


강에사는 동물로 도룡뇽이 소개되는데 장수 도룡뇽의 경우 150cm, 45kg까지 자란다고 한다.
체구가 작은 성인여성의 체격이다. 그만한 크기의 도롱뇽은 제발 만나지 않았으면 좋겠다.

익숙한 내용들 사이사이 재밌고 새로운 내용들이 있어서 유쾌하게 읽을 수 있는 책이었다.
한가지 아쉬운 점이 있다면 제목은 헌터 생물인데 동물만 소개된 점이다. 헌터식물편도 나와주면 좋겠다.
엮은 이의 얘기처럼 강력하고 영리하지만 때로는 평범하고 비겁하기도 하고 독특했다. 그래서 더욱 매력적이었다.


ㅡ 출판사로부터 도서를 제공받은 후 주관적으로 작성한 후기입니다ㅡ


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사피엔스의 뇌

사피엔스의 뇌 - 더 좋은 삶을 위한 심리 뇌과학
아나이스 루 지음, 뤼시 알브레히트 그림, 이세진 옮김 / 윌북 / 2024년 4월

책은 순식간에 금방 읽혔다.
그런데 후기를 적는데 시간이 걸렸다.
읽고 나서 후기를 적기까지 시간이 걸리는 건 주로 시나 소설이었다. 내 안의 감정과 생각들을 가다듬고 정리할 시간이 필요하기 때문이다. 과학 이나 역사등의 비문학 분야의 책 같은 경우에는 읽어나가면서, 머릿 속에서 정리가 되는 편이라 시간이 많이 걸리진 않는다. 최신 뇌과학책인 [사피엔스의 뇌]같은 경우는 쓰고 싶은 내용이 워낙 많아서 정리하느라 시간이 필요했다. 그만큼 이 책에는 소홀히 할만한 내용이 없다.
(그래서 글이 길다 )
물론 기존에 뇌과학 책을 많이 읽은 사람들의 경우 기억은 해마가 작용해서 영국의 택시운전사들은 해마가 특히 발달되어 있다거나, 옥시토신과 바소프레신이 애착관계 형성에 도움이 된다는 내용들은 익숙할 수도 있을 것이다. (개인적으로 얼마전 수업시간에 학생들에게 언급한 호르몬과 바람기의 이야기가 이 책에도 나와서 반갑기도 했다.) 뇌는 워낙 많은 일을 하기 때문에 에너지를 적게 쓰는 방향을 선호해서 최대한 게으르고 단순해지고 싶어한다는 사실이나 사이코패스들은 뇌의 편도체 기능 이상으로 공감능력이 낮다는 내용도 이젠 제법 널리 알려진 것 같다.


누누히 주장하지만 과학책은 가장 최근에 나온 책을 읽어야 한다. 특히 뇌과학처럼 연구가 활발한 분야는 더욱 그렇다.
프랑스의 유명 신경과학자이자 과학커뮤니케이터인 아나이스 루가 쓴 사피엔스의 뇌는 가장 최근에 업데이트된 뇌과학적 사실을 바탕으로 기존에 잘못 알려진 내용이나 신화등을 바로 잡고자 애쓴다. 의대지망생이 많아서 뇌과학의 최신 정보는 놓치지 않으려 신경쓰는 데도 이책을 통해 배우게 된 점들도 있었고 기존의 지식들을 보다 명확하게 설명할 실험보고들이 많아서 읽으면서 신이 나기도 했다.


작은 챕터가 끝날 때마다 요약을 해주고 중간중간 다양한 그림과 부연설명으로 이해도를 높여주는 친절한 책이다.




📚 기존의 믿음들을 부수기

1) 28일전의 나와 지금의 나는 다른 사람이라고들 한다. 우리 몸의 세포들은 짧게는 며칠 부터 최장 28일 이내에 변화하기 때문이다. 유일하게 뇌의 경우만 태어나서 지금까지 변화없다고 알아왔다. 정확히는 25세 즈음에 이르면 뇌는 완전히 성숙하고 뇌 안의 860억개의 뉴런과 뉴런들을 연결하는 시냅스들은 그 이후 변화가 없다는 내용이었는데 그것이 아니라는 것이 밝혀졌다. (p104)
전 생애동안 뉴런이 자기를 수정하거나 시냅스를 리모델링할 수 있는 능력을 우리는 뇌가소성이라고 부른다. 우리가 배우고 지식을 습득하고 능력을 계발하고 사유하고 행동하는 이유는 뇌구조가 변할 수 있기 때문인데, 이런 능력이 뇌가소성이다. 경이로운 우리의 뇌는 이 뇌가소성 덕분에 뇌의 반쪽만 남아있어도 신체 전체를 통제할 수 있다. 물론 뇌는 안정성을 추구하기 때문에 뇌가소성이 기대하는 것만큼 활발하게 이루어지지 않고 노화에 영향을 받는다. 따라서 내가 원하는 방향으로 뇌의 구조를 바꾸려면 반복하고 좋은 식단과 양질의 수면과 운동을 병향해야 한다.

2) 꽤 오래전에 오류임이 판정되었는데 아직도 많은 사람들이 믿는 것중에 하나가 인간의 뇌는 세 개의 층으로 되어있다는 내용이다.
파충류의 뇌 -포유루의 놔 그리고 인간의 뇌인데 이것은 오류이면 인간의 뇌가 다른 포유류에 비해 특별히 다른 구조를 가지고 있지 않다는 사실이 널리 알려졌으면 좋겠다.


3) 좌뇌는 이성을 우뇌는 창의성을 담당한다는 믿음도 잘못된 믿음이다.
창의성은 인간의 모든 활동에 관여한다. 무에서 유를 창조해내는 것 외에도 이미 존재하는 것을 변형하고 조합하고 혼합하는 것도 창의성이다. (p67) 창의성은 수렴적 사고와 확산적 사고를 전부 이야기하며 뇌의 특정영역과 관련된 게 아니라 수십억 개의 뉴런과 시냅스 사이의 다양한 소통과정에서 비롯된다.


4) 직관은 사실 기억과 학습의 결과다(p80)
따라서 비전문가의 직관은 위험하다.(p139)

🔅 사랑과 뇌과학
사랑과 뇌과학은 전혀 관계가 없는 것 같지만 사랑의 감정은 뇌에서 가장 오래전부터 존재해 온, 깊숙한 곳에 위치한 부분들에서 일으킨다고 한다. 바로 좌우 반구 깊숙하게 위치한 기적핵과 뇌섬엽이 활성화 되면 사랑을 느낀다고 한다.(p215)
기저핵은 쾌락을 예측하고 동기를 부여하고 중독을 일으키게 하는 도파민의 분비에 관여하는 곳이다.



측두엽과 전두엽 사이에 위치하는 뇌섬엽은 의식적 욕망(음식이나 약물을 찾는 것)과 감정 경험이 신체에 영향을 미치게 하는 일을 하고 있다.
사랑의 유효기간이 3년이라는 유명한 이야기도 거짓말이며 인간의 뇌는 사랑과 우정을 구분하는 똑똑한 기관인것이 MRI촬영 결과 증명되었다고 한다. 사랑은 옥시토신과 바소프레신을 주성분으로 하는 화학적 칵테일이라고들 한다.
그런데 개인의 호르몬에 따라 끌리는 상대가 바뀐다는 사실이 재밌었다.
도파민 수치가 높은 사람은 비슷한 사람에게 에스트로겐 수치가 놓은 사람은 반대성향에게 끌린다는 거다.
착한 여자가 나쁜 남자에게 나쁜 남자는 나쁜 여자에게 끌린다는 말은 낭설이 아니었다.



실연후에 비참해지는 것은 뇌활동의 변화때문이라고 한다.
사랑의 석학이라고 불린다는 헬렌 피셔는 평생 사랑과 성의 문제를 다뤘다는데 썩 유쾌하지 않은 실험들이 소개되어 있어서 재밌었다.
우울증 환자의 뇌에서는 관자놀이 뒤에 있는 뇌섬엽과 두 반구 안쪽의 대상피질이 위축되어 있다. 실연을 겪은 사람의 뇌도 우울증 환자의 뇌와 비슷하다고 한다. 다행인것은 우리의 뇌는 실연의 아픔과 발목이 삐었을 때의 고통을 같은 것으로 취급해서 천연 진통제 성분을 분비한다고 한다.

더욱 재밌던 내용은 인간은 이별에 우울감으로 반응하게끔 설계되었다는 것이다. 그래야 타인에게서 지지와 위로 공감을 얻고 생존과 번식에 유리해지기 때문이라고 한다.

오르가즘에 대한 연구도 언급하고 있다.
오랫동안 뇌과학 분야에서 남성의 성은 연구주제였는데 여성의 성은 2005년 이후에나 다루기 시작했다고 한다.
우리가 흔히 생각하는 것처럼 성관계는 동물적이고 원초적인 본능이 아니라 복잡한 두뇌활동을 요구하는데 오름가즘을 느낄 때는 뇌의 거의 모든 곳이 관여한다고 한다.
여성의 경우 오르가즘에 도달하려면 중앙배부 전전두피질이 완전히 정지된다. 이 영역은 사회적 판단과 도덕적 감정에 관여하는 곳이다. 즉 여성을 바라보는 사회의 시선이 내밀한 성생활까지 영향을 준다는 것(p234)이다.



📍 알아두면 좋은 내용들

1) 3세이전에는 시공간의 개념이 없고 시공간에 대한 정보를 통합하는 뉴런이 있는 해마는 3~6세가 지나야 완전히 발달한다.
3세이전에는 뉴런이 폭발적으로 발달하기 때문에 신경회로가 계속 변화한다. 해마도 완전히 발달하지 않아서 일회기억들이 자리잡기 힘들다. 어린 시절의 기억이 적은 이유다. (유년기 기억상실. p206)

2) 웃을 수 있는 동물은 많지만 유머를 구사하는 동물은 인간뿐이다. 유며구사능력은 측두엽과 전전두엽이 관여하다.(p300) 수준 높은 농담은 속뜻을 이해해야 하는데 속뜻을 알아듣는 건 공감의 영역 (전전두엽과 편도체)이고 8~9세부터 발달하기 시작한다. (p307) 책을 읽으면 읽을 수록 공감이 지능이란 문장에 더욱 동의하게 되었다.




책의 날개에 주체적인 삶과 행복에 깊숙이 관여하는 뇌의 메커니즘을 이해하고 활용할 방법을 이야기한다고 쓰여있다. 최근 읽은 저자 소개 중에 가장 정확한 것 같다.
이 책에 대해 딱 한마디만 해야 한다면 꼭 읽어보라고 말하고 싶다.
유익하고 재밌으며 무엇보다 최신 정보를 담고 있는 책 사피엔스의 뇌였다.



ㅡ 출판사로부터 도서를 제공받은 후 솔직하게 쓴 리뷰입니다 ㅡ

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