인문학도에게 권하는 나의 첫 번째 과학 공부

신화의 세계에서 걸어 나온 과학의 역사,
인간은 만물의 영장이라는 오만함에서 벗어나는 여정

 오랜 세월 인간은 자신이 신의 총애를 받는 특별한 존재라고 생각했다. 또한 지구가 온 우주의 중심이라고 믿었다. 이런 오만한 신화를 조금씩 차례차례 부수어간 것이 과학이다. 그리고 과학의 발달 과정은 매우 특별한 존재일 것 같은 인간이 사실은 우주에서 아주 평범함 생명체에 불과하다는 것을 증명해 온 과정이기도 하다.
《나의 첫 번째 과학 공부》는 인간이, 지구가 우주의 중심이라는 아주 오래되고 완고한 편견에서 벗어나는 여정을 흥미롭게 펼쳐 보이는 책이다. 주요 과학 분야인 생물학, 천문학, 박물학, 역학의 핵심을 형성하는 중요 개념과, 그 개념이 어떻게 발전했는지 알기 쉽게 설명한다. 그렇지만 이 책이 단순히 과학의 역사에 대해서만 고찰하는 것은 아니다. 인간 사회와 역사 속에 존재해 온 통념과 인식이 과학적 발견과 더불어 어떻게 바뀌었는지 짚어 주고, 그 변화가 현재의 우리에게 어떤 의미인지 되묻는다. 흔히 과학은 사유가 부족하고, 인문학은 현실과 동떨어져 있다고 말한다. 그런데 이 책은 과학적 지식 위에 인문학적 질문을 쌓아 올리며, 어떤 한 분야에 눈과 귀를 묶지 않고 다양한 사고로 우리가 사는 세계에 대한 폭넓은 이해를 높인다.

이 책의 저자인 박재용은 과학 저술가이자 과학 커뮤니케이터로 과학과 인문학이 소통할 방법에 오랫동안 천착하고 궁리해 왔다. 저자는 과학은 인문학에 좋은 반성의 재료가 되고, 인문학은 과학에 유연한 사고를 할 수 있게 한다고 말한다. 그래서 인문학은 친숙하지만 과학은 유독 낯설어 하는 독자들이 과학을 어려워하지 않고, 과학적 사고로 세상을 볼 수 있길 바라는 마음에서 이 책을 쓰게 되었다고 한다. 그렇다면 과학적으로 세상을 봐야 하는 까닭은 뭘까? 저자는 과학적 사고로 세상을 본다면 인류가 오랫동안 공유한 편견을 깨고, 우리가 더 나은 세상으로 나갈 수 있는 기회를 가질 수 있다고 말한다.

자신을 객관적으로 알려고 하는 것은 여느 존재도 하지 못한(현재까지 확인된 바로는) 인간만이 유일하게 이루어낸 대단한 성과입니다. 이 부분에 대해서만큼은 자부심을 가져도 좋습니다. 하지만 인간이야말로 특별한 존재이며, 인간을 만물의 척도로 보는 시각은 다릅니다. 그것은 뿌리 깊은 편견이지요. 과학적 사고로 세상을 본다는 것은 바로 이러한 편견을 깨는 일입니다. _5쪽에서

 과학적 사고로 세상을 본다는 것,
인문학의 눈으로 과학을 읽는다는 것

 미국의 진화생물학자인 스티븐 제이 굴드(Stephen Jay Gould)는 “중요한 과학 혁명들의 유일한 공통적 특성은, 인간이 우주의 중심이라는 기존의 신념을 차례차례 부숨으로써 인간의 교만에 사망선고를 내렸다는 점이다.” 라고 말했는데, 과학적 사고로 세상을 본다는 것은 바로 이런 인간중심주의에서 벗어나는 것이다. 이 책의 1장인 〈생명이란 무엇인가〉는 생물학에서 인간을 비롯한 모든 생명은 세포로 평등해진다고 말한다. 인간과 다른 생명의 세포는 큰 차이가 없고, 인간 세포만의 특별한 점도 없다. 진화학과 유전학도 인간은 다른 생명과 마찬가지로 진화의 과정에서 우연히 나타났을 뿐이라는 것을 증명한다. 신이 부여한 인간의 특별함은 과학적으로는 존재하지 않는다.

우리는 이렇게 아주 오랜 옛날부터 세상을 인간을 위해 준비된 무대라 여기는 것에 익숙합니다. 이 준비된 것에는 산과 바다, 하늘과 구름뿐만 아니라 식물과 동물도 포함되지요. 비단 신화만의 이야기는 아닙니다. 우리는 은연중에 인간은 다른 생물과 근본적으로 다르다는 생각을 가지고 살아갑니다. 그런데 인간은 정말 그렇게 특별한 존재일까요? 과학의 발전, 특히 생물학의 발전 과정을 살펴보면 그렇지 않다는 사실을 발견할 수 있습니다. 생물학의 발달 과정은 인간이 다른 생물과 별반 다르지 않다는 걸 증명하는 과정이기도 합니다. _11쪽에서

 세포학의 진전은 우리에게 또 다른 시사점을 던집니다. 생명은 모두 세포로 평등하다고. 어떤 생명이든 그 기본은 세포입니다. 단 하나의 예외도 없습니다. 물론 이는 대단히 귀납적인 결론입니다. 세포 외에 다른 기본 단위로 된 생명체가 지구에 있을지도 모릅니다. 아직까지는 발견된 바 없기에 현재 생명은 모두 세포로 이루어져 있다고 간주합니다. 이끼도 지렁이도 사람도 마찬가지입니다. 눈에 보이지 않는 플랑크톤에서 가장 거대한 흰수염고래에 이르기까지 모두 그렇습니다. 그런 의미에서 모든 생명은 동등합니다. _71쪽에서

 진화론과 유전학은 이제 인간은 생물학적으로 다른 동물과 하등 차이가 없다고 말하고 있습니다. 그리고 생명의 기원을 쫓아가다 보니 결국 최초의 생명으로부터 인간을 포함한 모든 생명이 비롯되었음을 알게 되었습니다. 그럼에도 많은 이들이 인간은 다르다고 생각합니다. _14쪽에서

 신의 기적은 없다
 신이 사라지자 우주가 평등해졌다

 마찬가지로 지구 혹은 태양계를 신이 각별히 애정을 쏟아 만든 것은 아니었다. 이 책의 2장 〈지구는 우주의 변방〉과 4장 〈우주를 움직이는 힘은 무엇인가〉는 천문학과 물리학의 발달 과정 속의 중요한 사건과 인물을 짚어 주며, 인간이 우주에서 어떠한 위치에 있는지 질문을 던진다. 저자는 천문학과 물리학의 발달 과정 속에서 인간의 세계관이 어떻게 변했는지, 그리고 각 학문이 서로 영향을 주고받는 과정을 흥미롭게 보여준다.

고대인들에게 하늘과 우주는 동일한 것이었습니다. 그리고 지금보다 작았습니다. 현재 우리가 알고 있는 우주 크기의 몇백 억 광년의 1000분의 1, 1만 분의 1도 되지 않는 규모입니다. 천문학의 역사는 어찌 보면 팽창의 역사이기도 합니다. 연구를 하면 할수록 새로운 도구가 발명되면 될수록 우주는 더욱 깊어지고 넓어졌습니다. 고대의 우주 혹은 하늘은 높은 산에 올라가면 닿을 수 있는 정도였습니다. 바벨탑의 전설은 고대인들이 생각했던 하늘의 높이를 간접적으로 보여 줍니다. _123쪽에서

 지구는 우주에서 가장 오래된 장소도 아니었습니다. 130억 년 전 우주가 탄생하고도 80억 년의 세월이 흐른 뒤에야 태양계가 생겼고, 태양계가 생길 때 지구도 같이 탄생했습니다. 더구나 지구는 지구 이전에 존재하던 이름 모를 초신성이 폭발한 그 잔해에서 생겨난 별입니다. 그 초신성도 태초부터 있던 별은 아니었습니다. 몇 번이나 별이 태어나고 죽고 난 뒤에야 지구가 탄생했을까요? 우주변방에 위치한 오래되지도 않은 지구가 바로 우리의 고향입니다. _210쪽에서

 마침내 1914년 아인슈타인은 일반상대성이론을 발표합니다. 리만 기하학이라는 비유클리드 기하학을 가지고 매우 어렵게 서술된 이 논문에서 아인슈타인은 시공간이 물질 및 에너지와 상호작용하는 존재라는 폭탄선언을 합니다. 이를 통해 뉴턴의 우주는 아인슈타인의 우주로 대체됩니다. (…) 아인슈타인의 일반상대성이론에 의해 새롭게 탄생한 우주는 인간이 상상할 수도 없었던 빠른 속력과 엄청난 질량에 대해서도 정확한 답을 알려줍니다. 거기에 덧붙여 일반상대성이론은 우리에게 정적이고 변함없는 우주 대신에 내부의 물질 및 에너지가 끊임없이 상호작용을 하는 역동적인 새로운 우주의 모습을 보여 줍니다. _190쪽에서

 이처럼 하늘과 우주를 동일하게 생각하고, 이 세상을 이데아의 모사라고 생각했던 고대의 우주관은 아리스타르코스와 코페르니쿠스를 거치면서 흔들렸고, 더 이상 지구를 우주의 중심이라고 말할 수 없게 되었다. 게다가 아인슈타인의 상대성이론은 우주의 크기를 인간이 가늠할 수 없을 정도로 확장시켰다.

과학은 인간에게 무엇을 말해주는가

 과학의 발달로 우주의 크기만 확장된 것은 아니다. 과학의 발달 과정에서 인간중심주의를 점차 극복하면서 인간은 스스로를 더 잘 이해하게 되었고, 세계를 이해하는 눈도 확장되었다.

그리고 과학의 여정은 또한 확장의 여정이었습니다. 과학은 바벨탑을 높게 잘 쌓으면 하늘의 끝에 닿을 수 있을 거라 여겨지던 시절부터 시작해서 이제 백억 광년이 넘는 거대한 우주로 확장되었습니다. 몇천 년 전밖에 되지 않았던 천지창조가 135억 년이라는 시간을 거슬러 올라갔습니다. 토성이 끝이었던 태양계는 천왕성과 해왕성으로 넓어지고, 카이퍼 벨트와 오르트 구름대를 포함하여 그 반지름이 100배 이상 확대되었습니다. 수백, 수천 개였던 별들은 1000억 개가 넘는 은하마다 1000억 개가 넘는 항성을 가지고 있다는 사실로 확장되었습니다. _356쪽에서

 사회의 여러 분야들이 서로 복잡한 연관 관계를 가진 것처럼, 과학도, 과학자도 이 사회의 여러 부분과 얽혀 있습니다. (…) 과학자를 비롯하여 과학과 연관된 사회 전체가 기술의 향유에 대한 새로운 패러다임을 고민해야할 때입니다. _365쪽에서

 우리를 둘러싸고 있는 세계가 곧 과학의 세계이고, 과학을 이해하는 것이 곧 세계를 이해하는 것이라고 말해도 과언이 아니다. 따라서 과학을 모르면서 인간을 제대로 이해할 수는 없다. 고대의 아리스토텔레스, 플라톤에서부터 비교적 가까운 시기의 뷔퐁도 철학자이자 과학자였다. 이들이 과학과 인문학의 영역을 넘나들며 폭넓게 이해하려고 했기 때문에 나름대로 세계를 이해하고, 자신의 업적을 남길 수 있었다. 그런 면에서〈나의 첫 번째 과학 공부〉도 그 길을 제시해줄 것이다.

들어가며- 과학적 사고로 인간중심주의를 깨다 4

1장. 생명이란 무엇인가
 생명이란 무엇인가 11
생명은 어떻게 발생할까 23
이토록 다양한 생명은 어떻게 출현했을까 34
생명을 자세히 보니 보이는 것들 67
그 많던 생물은 어떻게 제자리를 찾았을까 74
유전학이 인간에게 말해 주는 것 84
과연 인간만이 특별할까 105
정리하는 글 114

2장. 지구는 우주의 변방
 천문학이 시작된 두 갈래 길 121
과거에는 시간을 어떻게 나누었을까 126
인간중심주의에 바탕을 둔 그리스 천문학 131
지동설, 우아한 우주의 탄생 149
천문학의 혁명, 새로운 우주의 문을 열다 164
기술의 발전, 우주를 보는 또 다른 눈 175
확장되는 우주, 변방으로 밀려난 지구 190
정리하는 글 209

3장. 인간은 특별한가
 거의 모든 과학, 박물학의 역사 215
지구는 어떻게 현재의 모습이 되었을까 225
지구의 역사 VS 인류의 문명사 238
박물학의 어두운 그림자 253
차별의 역사 265
정리하는 글 276

4장. 우주를 움직이는 힘은 무엇인가
 우주와 지구의 운동 원리는 다르다? 281
근대적 역학의 발달 290
페러데이, 고전역학이 남긴 숙제를 풀다 311 세상 만물은 빛이다_317
내가 누구인지 말할 수 있는 자는 아무도 없다 328
너무나 많은 기본 입자 344
정리하는 글 350

나가며- 과학을 한다는 것 354
참고문헌- 374