[과학입문] 일반인 과학의 문턱을 넘어서다

과학 수다 2 : 빅 데이터에서 투명 망토까지 - 누구나 듣고 싶고 말하고 싶은 7가지 첨단 과학 이야기 ㅣ 과학 수다 2
이명현.김상욱.강양구 지음 / 사이언스북스 / 2015년 5월

과학수다1에 이어 2 역시 흥미로운 주제와 어려운 주제들이 등장한다. 빅데이터와 같이 현재 사회의 화두가 나오는가 하면 투명망토와 같이 재미있을 주제, 그리고 중성미자와 같이 어려운 주제들이 등장한다. 물론 흥미로운 주제라고 쉬운 것은 아니고 어려워보인다고 처음부터 겁먹을 필요는 없다. 그렇다고 이해는 잘 되지 않지만..

기생충하면 아직까지도 박멸해야 할 대상으로 여기는 사람들이 많다. 서민교수의 활약으로 (심지어 기생충 하나씩 키워보실래요.. 뭐 이런 이야기도 했으니) 기생충에 대한 오해가 풀리고는 있지만 여전히 사회는 기생충을 악으로만 생각하낟. 하지만 생각해보면 기생충, 바이러스 등은 인류보다 오래 지구에 존재했고, 지구상에 생명체와 공존하는 존재들이다. 인간 역시 기생충과 오랜시간을 함께했다.

기생충학자 입장에서는 위생가설을 이렇게 해석합니다. 인류는 오랜세월 동안 몸 안에 기생충을 품고 살았어요. 우리 몸을 지키는 파수꾼인 면역계는 이 기생충을 공격하기도 하고, 감시하기도 하면서 진화해왔죠. 그러던 어느 날 갑자기 기생충이 없어진 거에요. 면역계로서는 할 일이 없어진 거죠.

이렇게 할 일이 없어진 면역계가 과민해져서 비슷한 것만 봐도, 나중에는 비슷하지도 않은 것들에 대해서도 반응을 하게 된 거죠. 그런 반응이 기관지에서 일어나면 천식, 피부에서 일어나면 아토피 피부염, 코 점막에서 일어나면 알레르기 비염으로 나타나는 거죠.(59쪽)

최근 양서류가 급감하는 이유가 항아리곰팡이 때문인데요. 이 항아리곰팡이 때문에 많은 양서류가 멸종 위기에 놓여 있는데, 그렇게 항아리곰팡이가 퍼지는 이유가 환경 오염으로 기생충이 사라졌기 때문입니다. 기생충이 사라지면서 양성류의 항아리곰팡이에 대한 저항성이 떨어진 거에요.

...

그런 점에서 지금 전 세계 곳곳에서 진행 중인 기생충을 박멸하고 또 박멸하려는 시도가 어떤 결과를 낳을지 정말 걱정입니다. 생태계의 다양성 또 저항성을 유지하는 데 기생충이 해 왔던 긍정적인 역할을 부정하고 기생충을 너무나 억지로 없애려 하다가는 생각지도 못한 재앙을 낳을 수도 있어요.
(67쪽)

요즘 화두 중에 하나는 빅데이터이다. 빅데이터를 가지고 있는 구글, 페이스북이 산업을 선도하고 있는데, 국내 기업들도 뒤늦게 빅데이터, 빅데이터 하지만 아무래도 국내기업들의 방향은 기업 사주가 빅데이터가 대세라는데 우리도 해야되는거 아니야 라는 식으로 접근하는 것 처럼 보인다.

그런데 빅데이터가 과연 무엇일까?

빅 데이터는 이른바 '3V'로 통칭되는 다음 세 가지 특징을 염두에 두고 정의를 내려야 합니다. 3V는 '규모(Volume)', '다양성(Variety)', '속도(Velocity)'인데요.(89쪽)

이런 빅데이터에 대한 우려가 점점 심해지고 있다. 과연 시민들의 정보를 기업들이 독점하는 것이 정당한 것인가 하는것이며, 언제든지 사적으로 나의 정보가 사용될 수 있다는 우려다.

이제 관점의 전환이 필요합니다. 지금은 빅데이터를 모윽 관리할 수 있는 기업이 구글, 애플, 아마존 등 소수에 불과합니다. 그러니 빅 데이터가 무서운 거에요. 하지만 정부 혹은 시민 사회가 주도해서 빅 데이터를 모으고 관리할 수 있다면, 오히려 빅 데이터는 데이터 정보에 대한 자기 결정권을 확장할 수 있는

과학수다2편에서 가장 흥미로웠던 것은 투명인간, 투명망토에 대한 부분이다. 투명망토 원리는 물리학으로 설명할 수 있다.

서로 다른 물질인데 굴절률이 같은 경우죠. 굴절률이 같으면 반사가 일어나지 않고서 빛이 그냥 지나가니까요.

그런데 공기와 굴절률이 같은 물질을 만드는 일은 쉽지 않아요. 아까 물의 굴절률을 1.3이라고 했죠? 이렇게 대부분의 물질은 공기의 굴절률 1보다 큽니다. 유리창을 통해서 밖을 보면서 흔히 투명하다고 말하죠. 하지만 유리도 굴절률이 1.4정도로 약간의 반사 현상은 불가피하죠.

여기서 투명인가의 첫 번째 조건이 나오죠. 투명 인간은 자기 몸 전체의 굴절률을 1로 만들어야 합니다. 약을 먹든, 마법을 부리든 말이죠. 그래서 자기 몸의 굴절률을 1로 만들어서 공기 중을 지나는 빛이 반사 없이 그대로 투과할 수 있게 만든다면 일단 투명 인간의 조건을 만족하는 셈이죠.(192쪽)

그러나 그런 투명물질을 만드는 것이 현재로는 불가능하다. 대신 다른 방법을 생각해 볼 수 있다.

해리 포터 스타일의 투명 망토는 실제로는 멀리 있는 오아시스가 가까이 있는 것처럼 보이는 사막의 신기루를 생각해보면 어떨까 싶어요. 똑같은 공기라고 하더라도 온도가 달라서 밀도가 변하면 장소에 따라서 굴절률이 달라집니다. 사막에서는 공기가 뜨겁게 달아올라서, 특히 지면 근처의 공기가 팽창해서 굴절률이 낮아집니다. 빛의 속도가 상층보다 빨라지죠.

이렇게 같은 공기라도 온도에 따른 밀도 차이에 따라서 굴절률이 달라지면 오아시스에서 반사되어 나온 빛이 굴절하게 됩니다. 그렇게 굴절된 빛이 사막 여행자의 눈에 도달하게 되면, 실제로 있는 곳과는 전혀 다른 위치에 오아시스가 있는 것 처럼 보이죠. 우리가 빛은 항상 똑바로 직진한다고 생각하기 때문에 발생하는 오류죠.

그런데 바로 이 신기루 현상이 나타나는 원리를 마술사들이 활용하죠.(193쪽)

이런 점이 바로 과학의 재미가 아닐까. 투명망토가 아닌 빛의 굴절 차이를 이용해 다른 곳에 보이게 하는 것 말이다. 과학적 지식을 활용해 다른 효과를 나타낼 수 있는...

과학수다2편은 이외에도 SF대한 수다에서 부터, 중성미자, 세포 그리고 핵융합 등의 이야기를 쉽게 풀어낸다. 물론 쉽지만은 않다. 그래도 일반인의 과학에 첫발을 내딛고 그 관심을 넓혀갈 수 있는 책이다.