지구를 구한 영웅에게도 과학은 살아 있다

지구를 구하는 슈퍼 영웅들을 통해
심플하고 재미있게 알아보는 과학의 세계!

우리는 과학으로 정말 슈퍼히어로를 만날 수 있을까?
슈퍼히어로 속에서 보는 현대 과학, 슈퍼히어로로 만나게 될 미래 과학.

■■■ 누구나 마음 한 구석에는 슈퍼히어로의 존재를 꿈꾼다. 초인의 능력으로 우리 앞에 펼쳐진 고통을 단번에 해결하는 막강한 힘의 소유자말이다.
그리고 오랜 세월 강한 힘을 소망했던 인류의 꿈에서 탄생한 캐릭터가 바로 슈퍼히어로다.
우리가 그려내는 슈퍼히어로물 속에는 두 개의 힘이 존재한다. 하나는 우리의 영역 밖이라고 생각하는 초자연적인 힘과 다른 하나는 우리의 힘으로 쌓아 올린 과학의 힘이다.
그렇다면 우리가 소망했던 강한 힘의 근원은 어디일까? 그것은 우리 앞에 펼쳐진 광활한 우주와 자연이다. 자연은 인류가 순응해야 할 대상이면서도 극복하고 싶은 대상이었다.
하지만 자연의 힘은 항상 우리를 무릎 꿇게 하는, 경이로우면서도 두려운 힘이기도 했다.
우리는 그 힘을 가지고 싶어 했고 알고 싶었으며 설명하고자 했다. 그런 경외심과 두려움을 호기심으로 극복하며 시작된 것이 과학이다.
슈퍼맨, 원더우먼, 닥터 스트레인지, 토르 등이 초자연의 힘을 원천으로 한다면 배트맨, 아이언맨, 스파이더맨, 헐크, 캡틴 아메리카 등은 과학의 힘으로 탄생했다.
현재 실험적으로 운영되고 있는 가상 세계 플랫폼 ‘메타버스’처럼 사람들은 마블 영화를 또 하나의 가상 세계로 인정하며 그들의 세계와 영웅들에게 열광한다.
비록 가상 세계지만 어벤저스는 우리에게 특별한 메시지를 준다. 그것은 초자연과 과학을 근원으로 하는 두 개의 힘의 대등한 만남이다.
과학 기술의 정수인 아이언맨은 천둥의 신 토르와 어깨를 견주며 심지어 헐크는 토르도 쉽게 맞서기 힘든 수준의 파괴력을 가지고 있다.
블랙 팬서는 초자연과 과학의 힘이 융합되어 탄생한 마블 세계관 최고의 슈퍼히어로로 두 힘의 조합과 균형의 상징과도 같다.
우리는 또 하나의 우주, 마블 세계관을 통해 우주와 자연의 힘에 견줄 만한 인간의 힘을 대담하게 구현해 냈다.
엄밀히 말해 과학 또한 대자연의 힘에서 온 것이다. 단지 우리는 자연의 원리를 알아가는 탐구자일 뿐이다.
하지만 과학기술이 보다 정교해짐에 따라 인간은 더 이상 그 두려웠던 힘들의 실체가 실현 불가능한 영역만은 아닐지도 모른다는 생각을 하게 되었다.
과학은 자연의 힘을 이해 불가능한 영역에서 이해 가능한 영역으로 하나씩 옮겨오고 있다,
그래서 우리는 탐구자에서 조종자의 역할로 자리를 바꾸고 싶어 한다. 우리의 슈퍼히어로들과 같은 능력이 더 이상 만화와 영화적 상상력으로 끝나지 않을 수도 있다는 자신감이 들기 시작했기 때문이다.
인간은 상상의 세계를 물질화하는 힘이 있다. 우리 마음 한 구석에 살고 있던 슈퍼히어로를 가상의 세계인 만화와 영화로 형상화했다면 이제 과학의 힘을 통해 현실화하고자 한다.
실제 많은 과학적 아이디어들은 우리의 상상을 형상화했던 만화나 영화에서 영감을 받기도 했다. 그저 영화와 만화적 상상력이라고 치부하기엔 핵융합 발전소인 아이언맨의 아크원자로는 이미 시작된 과학이며 앤트맨의 양자역학은 반도체의 비약적인 발전을 이끌어 냈다.
반도체의 발전은 전자기기와 컴퓨터의 성능을 최첨단으로 향상시켜 4차 산업혁명의 토대가 되었다.
스파이더맨를 창조한 유전자 변형의 결과물들은 생명공학과 분자생물학을 통해 구현되었으며 유전자 가위 기술과 유전자 재조합 기술을 탄생시켰다.
헐크를 분노케 했던 호르몬과 신경전달 물질에 대한 정보는 뇌과학과 의학에 큰 도움을 주었으며 전자파 중 죽음에 가까운 감마선은 암을 치료하는데 사용되고 있다.
핵물리학은 우리 미래를 책임져줄 미래 에너지인 태양전지와 핵융합 연구의 기초를 만들어준 분야이다.
이 외에도 영웅들을 통해 확인할 수 있는 현대과학과 앞으로 우리가 만나게 될 미래과학은 얼마든지 있다.
물론 영화적 상상력 속에는 전혀 과학적 근거가 없는 내용도 많다.
그러나 《지구를 구한 영웅에게도 과학은 살아 있다》에서는 슈퍼히어로물에 담긴 실현 가능한 과학을 보여주고자 노력했다.
현재 우리가 현실로 만든 자율주행차, 안드로이드 로봇, 대륙 간 초음속 비행기, 우주선, 병에 강한 신품종 작물 등의 아이디어가 백 년 전만 해도 만화적 상상력에 지나지 않았다.
과학의 힘을 이끄는 것은 자유로운 상상력으로부터 시작된다. 우리가 창조한 슈퍼히어로를 통해 과학을 보려는 이유는 잃어버린 과학적 상상력과 호기심을 다시 찾기 위해서다.
4차 산업시대에 들어선 지금, 우리에게 과학은 선택이 아닌, 필수가 되었다. 하지만 여전히 과학은 우리 생활과는 별개의 저 먼 우주 어딘가의 이야기같이 느껴진다.
우리가 과학을 잘 이해해야 하는 이유 또한 우리가 발견한 과학의 힘을 잘 사용하기 위해서다. 그래야만, 과학의 이해를 통해 대자연의 힘도 이해할 수 있다.
우리가 슈퍼히어로가 되어야 하는 이유는 단 한 가지다. 인류가 항상 동경하며 달려왔던 자연의 힘과 우리의 노력으로 일구어왔던 과학의 힘을 이용해 지구온난화와 이상기후로부터 인류를 구하고 융합하는 시대를 위해 진정한 슈퍼히어로로 거듭나기 위해서다. 하지만 이 책에서는 어렵고 힘든 과학이 아닌 우리의 흥미진진한 히어로들의 이야기를 통해 즐거운 마음으로 과학을 감상하면 된다. 준비물은 이 책과 팝콘 하나면 충분하다. 《지구를 구한 영웅에게도 과학은 살아 있다》를 통해 좀 더 쉽고 친근한 과학과 만나길 바란다.

이보경
10여 년 동안 초.중학생들을 대상으로 과학 강의를 하다가 2015년부터 경기도의 초.중학교에서 ‘자유학기제’ 직업탐색 수업과 진로 체험 강의를 하고 있으며 특강 강사로도 활동 중이다.
현장 강의를 통해 미래 교육에 대한 중요성을 느끼며 다양한 분야의 강의와 집필 활동을 병행하고 있다. 저서로는 《4차 산업혁명을 대비한 십대 진로 길잡이》《과학으로 보는 4차 산업과 미래직업》《속담으로 수학을 읽다》《속담으로 과학을 읽다》《과학의 대발견 77》《포스트 코로나 시대 10대를 위한 진로 길잡이》 등이 있다.

머리말 4
1 부와 과학을 이용한 영웅 아이언맨 15
토니 스타크가 지구를 구하는 영웅이 되기 위해서는 과학의 힘이 필요했다 19
아이언맨에서 이용되는 과학의 가장 기본이 되는 개념-원자 22
아이언맨의 과학을 우리는 현실에서 어떻게 이용하고 있는가 1-핵분열을 이용한 원자력 발전 24
아이언맨의 과학을 우리는 현실에서 어떻게 이용하고 있는가 2-핵융합을 이용한 원자력 발전 28
우리의 영웅에게 힘을 준 아크 원자로에 한 걸음 다가서다-초전도 토카막 핵융합로 KSTAR 34

2 거미에게 물린 유전자 조작 영웅 스파이더맨 37
스파이더맨은 현실에서 가능할까? - 형질전환 실험과 DNA의 발견 41
스파이더맨의 시대가 시작된 현대사회는 생명공학의 시대-유전자 조작genetic modification 기술 44
스파이더맨은 우리 곁에 어디까지 와 있는가 - 제한효소 51

3 미래의 기술 전쟁 양자역학으로 태어난 영웅 앤트맨 53
평범한 인간을 초능력자로 만든 앤트맨의 과학 1-양자도약과 양자공동 58
평범한 인간을 초능력자로 만든 앤트맨의 과학 2-양자의 중첩과 얽힘 현상 64
과학이지만 마법의 영웅 앤트맨의 또 다른 과학- 질량보존의 법칙과 질량 - 에너지 등가의 원리 72

4 두 개의 자아가 존재하는 괴력의 영웅 헐크 75
헐크에게는 괴력의 시작이지만 생명체에게는 죽음의 빛-감마선 79
헐크의 또 다른 힘의 원천이 되는 과학 1 - 감정을 만드는 공장, 뇌 82
헐크의 또 다른 힘의 원천이 되는 과학 2 -아드레날린 86
분노를 기반으로 괴력을 내는 헐크를 좀 더 이해하기 위한 뇌 지식-신경전달물질과 호르몬 89

5 동양의 우주 철학과 과학이 만난 영웅 닥터 스트레인지 93
닥터 스트레인지의 세계관을 이루는 과학-다중우주론 97
시공간을 뛰어넘는 닥터 스트레인지의 세계 속 기초 지식-우주배경복사 106

6 지구를 구하는 우리들의 영원한 영웅 슈퍼맨 109
우리의 영웅 슈퍼맨을 탄생시킨 과학-중력과 신체 능력 115
슈퍼맨의 고향 별을 통해 보는 우주-별의 일생과 적색거성 121

7 제우스의 피를 이어받은 반신이자 여성 운동의 상징이 된 영웅 125
원더우먼
 제우스의 피를 이어받은 반신 원더우먼의 힘이 된 과학-거짓말 탐지기 129
원더우먼의 또 다른 과학 –양자터널링 효과 137

8 고독한 영웅 배트맨 139
고독한 배트맨이 고담 시를 지킬 수 있는 힘이 되어준 과학-감정과 기억 145
배트맨의 과학적 무기-배트카 151
배트맨의 트라우마 박쥐에 대한 고찰 157

9 미국의 힘을 전면에 내세운 영웅 캡틴 아메리카 159
캡틴 아메리카의 힘의 근원을 만든 과학-슈퍼솔저를 만드는 슈퍼 혈청 163
캡틴 아메리카에게 사용된 약물과 비슷한 약물-EPO, 근육지구력 강화 약물 169

10 슈퍼 영웅들 중에서도 모든 것을 갖춘 사기캐릭터 블랙 팬서 171
블랙 팬서는 어떤 과학의 힘을 빌려 슈퍼 영웅이 되었나-희귀 물질 비브라늄의 성질을 담은 물질들 176
블랙 팬서의 힘의 원천이자 가상의 원소 비브라늄처럼 현대사회를 움직이게 하는 필수 물질 -희토류 184

참고 도서 187