예수님도 부처님도 기뻐하는 과학

▣ 출판사서평

교양과학의 참신한 기획, 새로운 아이디어 - 시적 파토스와 스토리텔링

교양과학에도 변화가 필요하다. 과학자가 내놓은 결과를 대중에게 전달하는 역할을 담당하는 교양과학은 전문적인 학술성과 일반인을 위한 저널리즘 사이에서 자신의 자리를 찾지 못했다. 일반 독자가 접근하기 어려운 전문 학술서는 이미 논문으로 출판되었던 내용을 다루기 때문에 동료 과학자들에게 외면당한다. 반면 과학자들이 읽지 않는 교양서적은 기초적인 내용을 쉽게 전달하는 것에만 치중한다. 특히 한국에서는 지난 10년간 쉽게 읽는 교양 과학책이 쏟아졌다. 쉽게 읽는 책들만 생산되면서 내용이 얕아지고 설명방식도 지루해졌다. 그러면서 독자들은 점점 교양과학을 읽지 않게 되었다. 그렇다면 전문적인 학술서를 교양 있는 일반인이 읽을 수는 없을까? 기초적인 과학을 아름다운 시적 은유로 풀어낼 수는 없을까? 이러한 고민에서 『예수님도 부처님도 기뻐하는 과학』이 출간되었다.

이 책의 3장인 ‘우리는 모두가 형제다’를 읽어보자. 저자는 성경의 마태복음 12장을 인용하면서 예수님이 우리 모두가 형제라고 말한 것을 인용한다. 그리고 이것을 단지 2,000년 전에 예수라는 사람이 발언한 말로 간주하지 않고서 그에 대한 과학적인 근거를 제시한다. 우리 몸을 구성하는 뼈와 살, 장기와 피가 모두 화학원소로 구성되어 있고, 그것들이 우리의 삶과 죽음을 따라 순환하고 있다. 즉, 몸을 이루기 위해 연결되어 있던 화학원소들이 자연의 품으로 돌아가고, 그것들이 모여 새로운 생명으로 태어난다. 그렇다면 수소, 산소, 질소 같은 화학원소들은 어디에서 왔을까? 그것들은 137억 년 전 빅뱅에 의해 생성되었다. 그 머나 먼 순간에 생성된 원자들이 모여서 내 DNA를 구성하고, 뇌의 신경회로를 만들고, 피가 되었다. 또한 내가 마시는 한 잔의 물도 역시 태초의 순간에 만들어져서 지금 나에게 온 것이다. 물을 마시는 순간 우주는 나와 하나가 된다. ‘네가 바로 우주다!’ 이처럼 증명할 수 없기 때문에 말할 수 없었던 삶의 지혜들, 현장에서 연구하면서 전율했던 우주와 내가 합일되는 순간, 성경과 불경의 구절들이 과학에서도 동일하게 존재한다는 감동을 이 책이 전하고 있다.

현장에서 연구하는 과학자는 자신이 연구한 결과를 논문의 형태로 발표한다. 논문에는 새로운 발견에 대한 내용과 그에 대한 증거가 포함되어야 하기 때문에 증명할 수 없는 내용은 쓰지 않는다. 연구하면서 얻은 영감, 일상생활에 직접 활용할 수 있을 법한 교훈, 증명할 수는 없지만 진실이라고 확신하는 가설들은 논문에 포함될 수 없다. 그런데 저자는 이러한 증명의 의무를 잠시 내려놓고 일반 독자들을 향해 과학 현장에서 깨달은 지혜를 전달한다. 엄밀한 증명과 자세한 설명은 학술 논문이나 전문 서적에서 하면 된다. 교양과학 도서에서는 증명과 설명 대신 시적 파토스와 소름을 돋게 하는 스토리텔링이 더 중요하다. 저자는 이것을 성공시켰으며 교양과학의 새로운 모델을 제시했다.

Q) 대한민국 최연소 대학교수이자 논문 쓰기에 바쁜 젊은 과학자가 왜 이 책을 썼을까?
A) 진실한 과학자로 살고 있는 과학자가 과학을 연구하면서 얻은 세계관으로 바라본 종교의 모습을 보여주고 싶었다. 또한 이 책으로 각자의 신앙심이 깊어지면서도 다른 종교를 깊게 이해할 수 있는 계기가 되기를 진심으로 바란다.

종교는 알수록 참으로 신기하고 현대인에게 꼭 필요한 정신적 안식처다. 하지만 여러 종교가 신에 대한 정의와 죽음에 대한 해석의 차이 때문에 종교들 사이에 벽이 존재한다. 그러한 차이들을 잠깐 내려놓고 종교를 바라보면, 예수님이 우리에게 던지는 메시지 ? 생활지침 ? 정신지침은 석가모니 부처님이 우리에게 바라는 메시지와 그리 다르지 않다. 심지어 얼마 전에 입적한 법정스님은 ‘성경을 읽다 보면 불경을 읽고 있는 착각에 빠질 때가 있다’고 말한 적이 있다. 예수님의 서로 사랑하라는 말씀과 석가모니 부처님의 항상 자비를 베풀면서 살라는 말씀은 결코 충돌할 수 없다. 또한 과학이 종교와 갈등하고 충돌하는 것처럼 보일지 모르지만, 종교가 인간에게 전하는 가르침은 과학이 자연에서 관찰하는 현상과 밀접하게 관련되어 있다.

“애욕을 끊고 연연하지 말며 고운 연꽃처럼 더러운 것을 받아들이지 말라.”(법구경 사문품 24장) 연잎에 숨은 과학은?

불교에서 연꽃은 깨끗함의 상징이며, 연꽃의 연잎은 실제로도 더러워지지 않는다. 심지어 연잎은 물에 젖지도 않는다. 최근 연구에 따르면 연잎 표면에 있는 나노돌기 때문에 더러워지지 않고, 물에 젖지 않는다고 한다. 이를 과학적으로 살펴보기 위해서는 먼저 친수성과 소수성에 대해 알아야 한다. 물을 좋아하는 성질을 친수성이라고 하고, 물을 싫어하는 성질을 소수성이라고 한다. 어떤 물질이 친수성인지 소수성인지 구별하기 위해 그 물질 위에 물방울을 올려놓고서 접촉각이 90° 이하면 친수성이고, 90° 이상이면 소수성으로 판별한다.

연잎이 물에 젖지 않는 이유는 표면이 소수성이기 때문이다. 만약 친수성이었다면 물에 흠뻑 젖어 나중에는 그 무게를 이기지 못해 그 모습을 유지할 수 없다. 그러면 왜 연잎은 소수성일까? 그 이유는 연잎에 돋은 나노돌기 때문인 것으로 밝혀졌다. 물방울이 자기보다 훨씬 작은 크기의 나노돌기와 닿을 때, 그 닿는 면적이 작게 되고 접촉각이 100°보다 커서 연잎은 소수성을 갖게 된다. 연잎은 소수성이 아주 강해서 ‘초소수성’ 물질이라고 부르기도 한다. 나노돌기 위에 물방울이 모여 그 물방울이 커지면, 더 이상 연잎이 물방울을 지탱하기 힘들 때 물방울은 굴러 떨어지게 된다. 이때 물방울은 굴러 떨어지면서 주변에 있던 먼지를 안고 떨어진다. 그래서 연꽃의 연잎은 항상 깨끗함을 유지할 수 있으며 이것을 ‘연잎효과’라고 부른다. 이처럼 연잎은 외부의 더러움에 대해 스스로 깨끗이 할 수 있는 자정작용을 갖고 있다. 이 부분은 우리에게 던지는 메시지가 크다. 우리는 각종 유혹과 악으로부터 더럽혀질 수 있는 기회에 수없이 노출되어 있다. 어떤 악의 유혹이 마음 한 구석에서 솟구칠 때 우리는 스스로 어떠한가를 돌이켜봐야 한다. 그럴 때 스스로 더럽혀지도록 내버려두고 있는 것은 아닌지, 그런 유혹으로 더럽혀질 가능성이 있을 때마다 연잎처럼 스스로 정화할 수 있는 기능을 마음속에 담고 있는지를 곰곰이 생각해봐야 한다. 마음속에 사랑과 자비를 강조하는 예수님과 부처님을 모시고 그 분들의 말씀을 항상 마음에 담고 살아간다면, 각종 시기 ? 질투 ? 악행으로 더럽혀지는 일은 없을 것이다. --- pp.17-19

“누구든지 하늘에 계신 내 아버지의 뜻대로 하는 자가 내 형제요 자매요 모친이니라”(마태복음 12장 50절) 과학적으로도 형제일까?

예수님은 피가 섞여야 형제자매가 아니라 누구든지 하나님의 뜻대로 하면 형제자매라고 말했다. “예수께서 무리에게 말씀하실 때에 그 모친과 동생들이 예수께 말하려고 밖에 섰더니 한 사람이 예수께 여짜오되 보소서 당신의 모친과 동생들이 당신께 말하려고 밖에 섰나이다 하니 말하던 사람에게 대답하여 가라사대 누가 내 모친이며 내 동생들이냐 하시고 손을 내밀어 제자들을 가리켜 가라사대 나의 모친과 나의 동생들을 보라 누구든지 하늘에 계신 내 아버지의 뜻대로 하는 자가 내 형제요 자매요 모친이니라 하시더라.”(마태복음 12장 46-50절) 한 발 더 나아가서 원수까지도 사랑하라고 말했으며, 한 쪽 뺨을 맞으면 다른 한 쪽 뺨을 내밀라고도 말했다. 원수이고 악인일지라도 뉘우치면서 하나님의 뜻대로 하면 형제자매가 될 수 있다고 예수님께서 강조한 것은 우리 모두 형제자매가 될 수 있다는 뜻이다.

흥미로운 점은 우리 모두가 형제자매라는 예수님의 말씀이 과학적인 근거를 바탕으로 하고 있다는 것이다. 여러분의 몸을 들여다보라. 뼈 ? 눈 ? 머리카락 ? 살 ? 근육 ? 위 ? 장 ? 콩팥 등 여러분 몸을 구성하는 요소를 분석해보자. 몸을 구성하는 장기나 조직을 가장 작은 단위로 쪼개면 지금까지 밝혀진 화학원소들로 이루어져 있음을 알 수 있다. 우리 몸을 이루는 단백질을 살펴보자. 단백질은 아미노산이 연속적으로 연결된 형태다. 아미노산은 화학원소인 탄소 ? 수소 ? 질소 ? 산소 등으로 이루어져 있다. 몸은 이 세상에 존재하는 화학원소로 구성되어 있으며 그것으로 표현할 수 있다. 인간은 누구나 죽는다. 육신이 죽으면 화장을 하건 땅에 묻건 썩어서 없어진다. 몸을 이루기 위해 연결되어 있던 화학원소들은 공기 ? 땅 ? 물을 통해 다시 자연의 품으로 돌아간다. 흙에서 태어나서 다시 흙으로 돌아간다는 말인 “너는 흙이니 흙으로 돌아갈 것이니라”(창세기 3장 19절) 가 그래서 나왔을 것이다. 그런 식으로 육신은 자연 속으로 돌아가서 다른 형태로 변한다. 자연으로 돌아갔던 화학원소들은 오랜 세월에 걸쳐 식물의 비료 성분으로 변할 수도 있고, 여러 화학반응을 거쳐 새로운 분자로 태어날 수도 있으며, 그 분자 중에서 일부는 우리가 먹는 음식의 재료로 바뀔 수도 있다. 그 음식을 먹고 영양분을 섭취한 산모는 배 속에서 아이를 성장시킨다. 그 영양분으로 아이는 세포성장을 통해 올챙이 같던 모습에서 인간의 모습으로 변한다. 그 아이는 태어나서 성장하고 언젠가는 다시 각종 화학원소나 화학분자의 형태로 자연의 품으로 돌아간다. 우리의 모습은 부모님의 영향을 받아 조금씩 다르지만 구성요소는 똑같다. 그 구성요소는 모두 자연으로부터 나온 화학원소로 표현할 수 있다. 이것이 바로 우리가 형제자매인 이유다. --- pp.22-24

“구하라 그러면 너희에게 주실 것이요 찾으라 그러면 찾을 것이요 문을 두드리라 그러면 너희에게 열릴 것이니”(마태복음 7장 7절) 정말 간절히 바라면 이루어지는 과학은?

성경에서는 소원을 비는 행동에 대해 다음과 같이 언급한다. “구하라 그러면 너희에게 주실 것이요 찾으라 그러면 찾을 것이요 문을 두드리라 그러면 너희에게 열릴 것이니, 구하는 이마다 얻을 것이요 찾는 이가 찾을 것이요 두드리는 이에게 열릴 것이니라.”(마태복음 7장 7-8절) 법구경에도 비슷한 표현이 있다. “세상에 복된 이 있어 마음에 두어 생각하고 행동을 따르면 바라는 것을 모두 이루고 행복은 더욱 커져 가리라.”(법구경 명철품 2장) 정말로 바라기만 하면 기도하기만 하면 모든 것들을 얻을 수 있을까? 여기에서 중요한 질문은 이것이 아니다. 간절히 바라면 이루어진다는 구절의 의미는 심리학적으로 자기에게 성실성을 부여하는 자기최면이면서, 항상 어떤 것을 의식적으로 생각하면 당연히 그에 걸맞은 아이디어도 샘솟는다는 것이다. 실제 과학 현상에서도 이와 유사한 재미있는 경우를 볼 수 있다.

전기는 전자가 흐르는 현상인데 이 전자를 주는 것을 ‘산화’라고 하고, 전자를 받는 것을 ‘환원’이라고 한다. 예를 들어, 어떤 공간 내에 은 이온Ag+을 상당수 풀어놓고 은 이온이 전자를 받는 환원 조건을 만들어 준다고 가정하자. 좀 더 구체적으로 어떤 공간에 은 이온이 100개가 있고 주변에 전자가 200개 있다면, 은 이온은 100% 모두 환원되어야 한다. 그런데 은 이온 100개가 동시에 환원되는 것이 아니라 순차적으로 환원된다. 100개 중에 먼저 10개가 환원된 다음 일정 시간이 지난 뒤에 10~20개가 환원된다. 흥미로운 건 최종적으로 은 이온 100개가 모두 환원되지는 않는다는 점이다. 그 100개 중에서 환원이 먼저 되는 이온들이 존재하며, 환원되지 않는 은 이온들도 존재한다. 제일 먼저 환원되는 은 이온은 어떤 것일까? 상대적으로 에너지 준위가 높아서 전자를 받고 싶어 안달 난 이온이다. 과학세계에 존재하는 이온들도 이러한 차이를 보인다. 에너지가 상대적으로 높아서 전자를 받고 싶은 이온일수록 전자를 빨리 받는다. 결국 우리도 무언가를 이루고자 하는 에너지가 높을수록 이루고자 하는 것을 빨리 이룰 수 있다. 무언가를 이루고 싶으면 간절히 바라면 된다. 간절히 바라면 그 다음에 본인이 무엇을 해야 하는지 어떻게 살아야 하는지 답이 나온다. 당장 오늘 무엇을 해야 하는지부터 생각하게 된다. 그렇게 살면 이루어질 가능성은 몇 천 배 올라간다. 앞에서 설명한 과학적인 예처럼 에너지가 높은 이온들이 전자도 빨리 받는다. 이온들도 이러한데 인간들도 하고자 하는 에너지가 높을수록 원하는 것을 빨리 얻을 수밖에 없다. --- pp.40-43

▣ 작가 소개

저 : 강상욱

2008년 서울대학교 대학원 화학생물공학부에서 석박사 통합과정을 마친 뒤, 한양대학교와 미국 매사추세츠공과대학MIT 화학공학과에서 박사후과정post-doctor을 보냈다. 박사후과정을 마친 뒤 상명대학교 화학과 교수로 재직하고 있으며, 임용 당시 대한민국 최연소 남자 대학교수로 화제를 모은 바 있다. 나노물질을 이용한 첨단소재를 주로 연구했으며, 나노세계에서 일어나는 신기한 현상을 활용한 고효율 태양전지와 에너지 절약형 분리막 분야에 대한 연구를 수행하고 있다. 과학은 과학자들만의 언어가 되어서는 안 되며, 누구나 과학 상식이 풍부해질 수 있도록 과학 지식이 모든 이에게 전달되어야 한다. 현재 과학의 대중화는 이루어졌지만, 과학의 친근화는 아직 멀었기에 대중과 소통할 수 있는 교양과학 책이 더 많아야 한다. 그런 과학 친근화 운동의 일환으로 평소 관심이 많았던 종교의 가르침을 과학으로 뒷받침하는 책을 썼고, 앞으로도 첨단 분야 연구와 함께 이를 쉽게 소개하는 과학교양서적 집필에 매진할 계획이다.

▣ 주요 목차

머리말

01 슬플 때 같이 슬퍼하고 기쁠 때 같이 기뻐하라 - 전자의 이동 원리
02 연꽃의 연잎처럼 살자 - 친수성과 소수성
03 우리는 모두가 형제다 - 이성질체와 탄소나노튜브
04 사람의 팔자는 타고나는 것인가 - DNA와 나노바이오 기술
05 간절히 바라면 이루어진다 - 이온의 환원 원리
06 덕을 베풀면 덕을 받는다 - 화학 세계의 원인과 결과
07 모든 건 양과 음으로 이루어져 있다 - 양이온과 음이온
08 고기를 드시지 않는 스님들의 삶 - 화학에서 배우는 건강한 삶
09 살생을 하지 말고 고기 섭취를 줄이자 ? 에너지 보존법칙
10 주변의 영향을 받는다 - 나노복합체
11 해탈의 경지 - 원자에서 분자로
12 자연과의 조화 - 르 샤틀리에의 원리 1
13 기도하라 - 르 샤틀리에의 원리 2
14 보이는 게 다가 아니다 - 반데르발스 힘
15 모든 것은 변한다 - 아보가드로수와 분자운동
16 만인의 만인에 대한 투쟁 ? 엔트로피의 법칙
17 사는 것 자체가 고통이다 - 산화와 광분해
18 모든 건 자신의 짝이 있다 - 수소결합
19 서로 도우며 사랑하며 살아라 - 확산과 촉진
20 긍정은 긍정을 부른다 - 나노입자는 나노입자까리, 고분자는 고분자끼리

참고문헌