과학은 미래로 흐른다

과학은 미래로 흐른다 - 빅뱅부터 현재까지, 인류가 탐구한 지식의 모든 것
에른스트 페터 피셔 지음, 이승희 옮김 / 다산사이언스(다산북스) / 2022년 1월

과학은 미래로 흐른다

지은이: 에른스트 페터 피셔(이승희 옮김)

펴낸곳: 다사북스

펴낸날짜: 2022년 1월 17일

오스트리아 작가 ‘로베르트 무지’는 인간의 지식 지향은 결코 피할 수 없는 일이다. 라고 말했다. 아리스토텔레스는 지식 추구를 인간 종의 타고난 본성으로 보았다. 라고 「형이상학」 첫 문장에 이렇게 서술했다. “인간은 무언가를 알기 원한다. 인간은 인지하면서 세상에 대한 즐거움을 느끼기 때문이다.”

쿠르티우스는 교육의 본질을 숙고하면서 약간의 놀라움을 보여준다. 그는 교육은 늘 새로운 형태의 그림을 만드는 과정이라고 생각한다. 지식은 인간을 변화 시킨다. 개별 인가뿐 아니라 모두를 함께 바꾼다. 그리고 인간은 지식으로 세계를 변화시킨다. 인간은 반드시 알기를 원하기 때문이다. 깨달음을 이해하고 마음에 새긴 사람은 세상 만물과 그 요소에 더 많은 경외감을 갖게 되고 세계와 동료 인간들을 더 존중하게 될 것이다.

위대한 아인슈타인은 신비로운 빛의 이중성에서 철학적 평화론을 만들었다. “인간이 경험할 수 있는 가장 아름다운 것은 비밀스러운 것이다. 이 비밀스러운 것이야말로 진정한 과학과 예술의 요람이 되는 근본 감정이다. 이 비밀스러움을 알지 못한채 이제는 놀라움과 경탄을 경험하지 못하는 사람은, 말하자면 이미 죽은 사람이며 그의 눈은 빛을 잃은 것이다.” 이 비밀스러움이 매력과 아름다움을 만든다.

태양으로부터 오는 빛 이 빛의 입자에너지가 복사를 통해 변환하여 전자를 가진 원자와 광자를 가진 빛은 비밀을 드러내고 마법과 같은 일을 한다. 식물은 빛의 도움으로 생명에 중요한 분자, 당분 같은 것을 만들 수 있다. 빛에너지의 변환에는 분자 구조들이 참여하여 클로로필(엽록소)이 빛을 흡수함으로써 전자기에너지를 화학 에너지로 변환된다.

르메트르는 원시원자는 아직 빅뱅이 아니었으며 오늘날 같은 형태의 빅뱅은 1948년에 등장했다. 원자폭탄의 폭발이 제 2차 세계대전 이후 빅뱅이라는 생각을 수용하는데 어느 정도 기여했음은 부인할 수 없을 것이다. 세계 곳곳에 사진으로 퍼졌던 폭발 모습은 그만큼 강렬했기 때문이다. 러시아 물리학자 조지 가모프는 그 당시 빅뱅을 설명할 수 있다. 화학 원소들이 별에서 어떻게 합성되는지에 관심이 깊었는데 무거운 원소들이 뜨거운 태초의 폭발에서 생성되었음을 발견했을 때, 최초 빛에너지의 일부가 우주에 여전히 존재해야 함을 가모프는 알게 되었다. 우주배경복사를 예측 하였는데 이런 방법들로 좀 더 우주를 더 잘 이해하게 되었다.

DNA라는 세 개의 철자는 세포핵에서 발견할 수 있는 부드러운 핵산 이름의 약어다. ‘유전자’라 불리는 이 원자연합이 DNA로 구성되어 있음이 1950년대 초에 밝혀 졌다. 1953년 미국인 ‘제임스 왓슨’, 영궁인 ‘프랜시스 크릭’은 오늘날 아이콘이 되어버린 DNA의 이중 나선 구조를 발표했다. 이 나선은 화학 염기들로 만들어진 두 가닥의 실로 구성되며 이 염기들의 서열이 슈뢰딩거가 예측하고 생명을 위해 중요하다고 제안했던 유전 정보와 동일시될 수 있었다. 연구자들은 세포 안에서 이 유전 정보들이 다루어지는 구조를 발견했다. DNA에 있는 염기 서열이 아미노산이라는 다른 분자의 서열로 옮겨 간다. 생화학자들은 이를 단백질이라고 부른다.

유전자 연구자들은 유전자 염기 서열 정보의 신뢰도를 높이고 이 정보 전달의 속도를 키우는데 성공했다. 이 프로젝트는 2003년에 완료 되었으며 한 사람의 게놈을 밝히는데 10년이 걸렸다. 그 후 300명의 게놈을 하루 만에 해독할 수 있는 기계가 생겨났다.