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하늘과 바람과 별과 인간 - 원자에서 인간까지
김상욱 지음 / 바다출판사 / 2023년 5월
평점 :
하늘과 바람과 별과 인간이라니. 너무나도 근사한 제목이다. 문학에서 가져온 과학자의 발상이 신선하다. 제목에 반해 읽기로 선택했다면 과장일까? ‘원자에서 인간까지’라는 부제도 호기심을 일으켰다. 물리학은 인간을 어떻게 설명할까라는 호기심. 이 책을 통해 전에 몰랐던 관점으로 인간을 이해해보자.
물리학의 관점에서 인간을 설명하기 위한 출발은 고대 그리스에서 시작된 질문으로 거슬러 간다. “만물의 근원은 무엇인가?” 먼저 답을 한 것이 세상은 원자로 이루어져 있다고 한 에피쿠로스 학파의 원자론이었고 이는 현대 물리학의 관점과 유사하다고 한다. 여기에 원자들의 개별 특성과 결합방식을 설명해주는 양자역학이 20세기에 발명되면서 만물의 근원이 원자라는 사실을 과학적으로 밝히게 되었다. 빅뱅이 일어난 순간에 생긴 기본 입자들이 최초의 원자를 생성했고 대부분이 수소였으며 두 번째가 헬륨이었다. 이들이 핵융합을 일으켜 별이 생겼으므로 별을 이루는 대부분의 원자도 수소이다. 지구는 각각 30%인 철과 산소, 각각 15%인 규소와 마그네슘 등으로 구성되어 있다. 주기율표에 원자는 118번까지 존재한다. 92번까지가 빅뱅이나 초신성 폭발 같은 자연 현상으로 만들어진 것이고 나머지는 인공 핵 합성 기술로 만든 것이다. 이들 원자들이 화학적으로 결합하고 배열해 분자를 이루고 분자가 모여 물질이 된다.
인간의 몸도 물질이다. 수소, 탄소, 질소, 산소가 몸 질량의 거의 전부를 차지한다. 물리학자는 우주로부터 원자의 생성을 찾아 원자로 이루어진 인간에 이르렀다. 태양에 있는 수소와 인간의 몸에 있는 수소는 같은 것이다. 지구를 이루는 원자, 지구에 사는 인간을 이루는 원자, 인간이 만든 물질을 이루는 원자는 모두 원자로서 같다. 그렇다면 만물의 근원이 원자이므로 만물이 다 같다고 할 수 있을까? 무생물도 생물도 원자라는 근원은 같지만 둘의 차이는 엄청나다. 생물 중에서도 식물과 동물, 동물과 인간의 차이는 크다. 원자로서는 같지만 원자에서 분자, 분자에서 세포, 세포에서 인간으로 층위가 바뀔 때마다 새로운 성질이 창발하므로 원자나 분자를 안다고 해서 인간을 안다고 하기 어렵다. 그래서 물리학자는 생명을 탐구했다.
현재까지 우주에서 생명이 존재하는 곳은 지구뿐이라고 알고 있다. 원자의 차원에서 보면 만물은 거의 다 무생물 즉, 죽어 있는 상태이다. 수많은 은하들 중에 우리은하, 우리은하의 수많은 별들 중에 태양, 태양계의 행성 중 지구는 지극히 미미하다. 미미한 지구에서도 원자들은 생물보다 무생물을 더 많이 이루고 있다. 그러니 우주의 차원에서 지구에 생명이 존재한다는 것은 예외적이고 경이로운 일이다. 지구의 생명체는 태양이라는 에너지원이 있어 존재할 수 있다. 생명을 정의하기란 어려운 문제이지만 유지와 복제의 특성이 있다는 점에는 이의가 없다. 생명을 유지하기 위한 광합성이나 호흡은 원자들 사이의 화학 반응이고, 복제의 모든 작업을 제어하는 단백질과 유전 물질인 DNA도 원자로 되어 있다. 그래서 저자는 “생명은 원자로 만들어진 화학 기계다.”라고 말한다. 빅뱅에서 원자가 생기고 원자의 결합으로 별이 생기고 별을 에너지원으로 해서 지구에 생명체가 존재하게 되었으니 결국 인간은 빅뱅으로부터 탄생했다.
빅뱅에서 탄생한 인간은 진화를 통해 호모 사피엔스가 되었다. 호모 사피엔스는 여타의 생명체와 명백히 다르고 특별하다. 특별하다는 것은 다른 생명체와 구별되는 특성이 있다는 뜻이지 그들보다 우월하다는 뜻은 아니다. 원자로 만들어진 화학 기계라는 점에서 모든 생명은 동일하다. 호모 사피엔스의 가장 큰 특성은 언어 사용이다. 언제부터 언어를 사용했는지는 알기 어렵지만, 10만 년 전 집단의 크기가 커졌을 무렵일 수 있다고 추측한다. 언어를 사용하던 호모 사피엔스의 뇌가 진화하면서 5만 년 전 ‘인지 혁명’이 일어나 오늘날 인간의 특성을 갖게 했다. 인지 혁명의 핵심은 추상적 사고의 탄생이며, 상대를 신뢰하고 협력하기 위해 상상의 질서, 즉 허구의 영역을 만들었다는 점이 중요하다. 허구의 영역에는 사랑, 정의, 도덕 등의 개념이 들어간다. 허구라는 말보다 관념이라는 말이 더 적절하겠다.
여기까지 저자의 설명을 바탕으로 인간에 대한 이해가 이루어졌다. 모든 생명체와 마찬가지로 인간이 원자로 만들어진 화학 기계라는 점, 언어 사용과 인지 혁명으로 인해 오늘날의 인간이 되었다는 점. 하지만 여전히 남는 의문이 있다. 원자로 이루어졌다는 점에서 지구와 지구상의 모든 생명체는 동일한데 왜 인간은 지구와 타 생명체를 해할까? 더구나 같은 원자로 만들어진 인간끼리 왜 서로에게 악을 행할까? 서로를 신뢰하고 협력하기 위한 상상의 질서가 왜 점점 허물어지고 있을까? 이런 질문들은 물리학의 관점으로 답을 구할 수 없다. 저자는 문화가 무엇인지 정확히 알게 되면 인간이 무엇인지 알게 될 거라 했고, 인간만의 문화가 무엇인지 설명하기 위해 여러 지식들을 인용했지만 아직 정확히 모른다고 했다. 여기서부터는 다른 학문이 필요하다.
인간이 무엇인지에 대한 답은 무수히 다양할 수 있다. 저마다 다른 답을 내릴지도 모른다. 나에게 묻는다면 뭐라고 답할까? 한 가지 분명히 알게 된 것은 인간은 원자로 만들어진 화학 기계 중에서 가장 복잡한 기계라는 점이다. 인간이 무엇인지 스스로 묻는 것부터가 골치 아픈 일이다. 인간이 무엇인지 꼭 알아야 할까? 알 수나 있을까? 인간이 무엇인지보다 인간이 무엇을 하는지 질문하는 것이 옳다는 생각이 든다. 원자라는 같은 근원을 가진 생명체와 지구와 우주에게 인간은 무엇을 하는가? 무엇을 하고 있는가? 지금부터 이 질문에 답해보자.