2023 미래 과학 트렌드

국내 최고 과학자들이 예측한 2023 기술 변혁의 핵심 키워드

오늘의 과학이 다가올 3년을 장악하는 산업이 된다

★국내 유일! 현장 전문가의 사이언스 인사이트를 읽다★

‣ 131억 년이 담긴 제임스웹우주망원경의 첫 이미지의 비밀은? ‣ 인류 최초 지구 방어 프로젝트 DART ‣ 루나게이트웨이 건설의 의미는? ‣ 양자 얽힘은 어떻게 통신의 미래가 되는가 ‣ 인류는 알츠하이머 정복에 성공했을까? ‣ 차세대 태양전지의 광전변환효율은? ‣ 새 에너지원을 향한 도전, 핵융합으로 인공 태양을 만들다 ‣ 달에서 찾은 기회, 헬륨-3 ‣ 이산화탄소만이 문제가 아니다, 이제는 메테인에 주목하라! ‣ 웨어러블 디바이스를 가능하게 하는 혁신 소재는? ‣ 로봇 산업의 핵심은 소통이다!

3년 안에 우리의 실생활을 뒤바꿀 과학 연구는 이미 시작되었다. 《2023 미래 과학 트렌드》는 예정된 과학기술의 변화, 그 흐름을 한발 앞서 소개한다. 기초과학부터 최첨단 기술까지, 분야별 현장 전문가가 핵심 키워드를 선정했다. 매년 더해질 이 책 한 권이면 2023년을 비롯해 한 해를 장식할 과학 이슈와 산업화 초읽기에 들어선 과학기술의 핵심을 장벽 없이 만날 수 있다. 최고의 과학자 집단, 국립과천과학관에서 시도하는 ‘국내 유일’ 대규모 프로젝트!

이제 문화라고도 불리는 과학은 발견과 연구가 거듭되며 교과서 속 고정된 이론이 아닌, 변화하는 세상의 주요 트렌드가 되었다. 자고 일어나면 새로운 과학 지식이 ‘놀라운 발견’이라고 각종 매체에 업로드되며, 연일 주가를 오르내리게 하는 과학기술 이슈가 등장한다. 전 세계의 이목을 사로잡은 대규모 연구는 스핀오프 기술(특정 연구 분야에서 획득된 기술이 다른 분야의 개발로 이어지거나 고비용 첨단 산업 기술이 민간에 파급되는 현상을 말한다)을 동반하며, 산업화의 주기가 짧아지고 있다. 따라서 업데이트된 내용을 앞서 제대로 파악하는 일은 경제, 사회 등 우리 삶과 무관하지 않다.

그렇다면 내 삶에 직접 영향을 미칠 과학기술의 주요 키워드는 무엇일까? 세상을 바꾸는 힘 과학과 기술을 우리는 대체 어디까지 알아야 할까? 이 방대한 지식을 단번에, 모두 소화하기는 쉽지 않다. 이럴 때 높게만 보이던 과학의 문턱을 수월하게 넘도록 돕는 유용한 책이 바로 《2023 미래 과학 트렌드》다. 과학관이라는 현장에서 직접 소통해온 오랜 경험을 가진 이들이 어렵게 여겨지는 과학 분야에 시의성을 더해 흥미롭게 접근한다. 믿을 수 있는 전문가의 탁월한 주제 선택 및 화제 예측이 우리가 곧 실생활에서 만날 과학기술의 혁신을 미리 경험하게 한다.

랩에서 테크의 중심까지

_국립과천과학관의 노하우가 담긴 미래 과학 프로젝트의 출발

국립과천과학관은 지식 전달을 넘어 공감과 소통의 장을 제공하기 위해 끊임없이 고민하고, 사람들이 과학적 세계관을 갖도록 돕는 기관이다. 이곳의 과학자들은 다양한 과학기술 분야의 현주소를 명료하게 소개하고 그 의미까지 전한다. 정확한 지식과 실용성을 나누는 데 익숙한 현장 전문가, 친근한 과학 커뮤니케이터가 하루하루 달라지는 과학기술의 파장을 예측한다.

이러한 트렌드 분석은 조금이라도 더 빠르게 기술 변화의 방향을 파악하고자 하는 이들에게 단초를 얻도록 도움을 준다. 또한 당장 화제가 된 과학의 의미에 귀 기울이는 사람들에게는 배경지식까지 수월하게 익힐 수 있게 한다. 현실로 떠오를 과학의 결과물, 게임체인저가 될 기술은 물론 궁금한 정보를 든든한 과학자의 눈으로 넓고도 얕지 않게 살펴본다. 단 한순간도 정체되지 않는 생동감 있는 과학의 오늘과 내일을 읽는다.

우주과학, 화학, 물리, 생명과학, 기후과학, 컴퓨터공학, 기계공학 등 학문으로서의 과학부터 실용의 첨단을 달리는 분야까지 《2023 미래 과학 트렌드》는 매년 새로운 주제와 키워드로 독자에게 다가갈 예정이다. 과학기술의 시대를 관통하며 살아가는 우리들에게 과학의 지형도를 머릿속에 그리도록 하는 이 책 한 권이면 최신 과학 트렌드를 가장 확실하게 섭렵할 수 있다. 흥미 위주로 자극적인 정보를 던지는 수준을 넘어 각각의 바탕이 되는 원리를 착실히 설명하기에 누구나 읽기 쉽다. 이 책의 강점은 전 세계의 흐름뿐 아니라 화제의 연구들에서 주도적 역할을 하는 우리나라 이야기를 빼놓지 않으며 한국에 발을 딛고 이야기한다는 것이다. 부록으로 2021년과 2022년의 노벨상 해설 강의까지 읽고 나면 학문, 기술의 미래 그리고 시장의 틈새까지 한눈에 파악할 수 있다.

2023년, 인류 최대의 우주탐사 시대가 온다

_확장되는 오늘의 과학으로 스핀오프 기술의 파장을 예측하다

‘PART 1. 지속 가능한 우주탐사’에서는 앞으로 우주과학 분야의 20년을 책임질 제임스웹우주망원경 발사와 첫 이미지에 담긴 131억 년으로 시작해, 전 세계의 시선이 집중된 루나게이트웨이 건설, 달 탐사 아르테미스프로그램의 최첨단 기술은 물론, 인류 최초의 지구 방어 프로젝트 DART의 소행성 폭파 성공까지, 인류 탄생 이래 가장 역동적인 우주 시대를 맞이한 현 상황을 박진감 넘치게 서술한다. 우리은하 블랙홀 촬영의 데이터 분석, 초신성 폭발 관측으로 밝히는 은하 탄생의 비밀 또한 어디에서도 볼 수 없는 앎이라고 할 수 있다.

‘PART 2. 산업화 초읽기, 확장되는 과학’의 중심 키워드는 인공지능, 로봇, 데이터, 핵융합, 메타버스, 딥페이크 등 4차 산업의 핵심이 주를 이룬다. 누리호가 극복한 공학의 난제, 물리법칙 없이 물리법칙을 예측해내는 데이터사이언스가 가져온 충격, 우리나라가 세계 최고인 핵융합 기술, 새 에너지원 개발로 일컬어지는 인공 태양의 현주소, 소통하는 로봇의 확산 등 스핀오프 기술로써 미래 산업을 예상한다.

또한 ‘PART 3. 새로운 소재, 무한한 기회’에서 산업화 초읽기에 들어선 화학의 최신 이슈를 제시한다. 차세대 태양전지, 웨어러블 디바이스, 신경세포 모방 기술이 어떠한 혁신을 이루어낼지, 그린암모니아를 기회로 잡은 선박 업계, 도시의 유전이라 불리는 미래 플라스틱 등 화제의 중심인 새로운 소재를 소개하고 우리 삶을 즉각 달라지게 할 기술이 무엇인지 살펴본다.

인간 생존의 근원으로 다가가는 생명과학의 시대가 열리다

_팬데믹을 넘어 일상의 건강을 영위하기 위한 연구실의 혁신

코로나19의 영향으로 2019년에서 2021년을 지배했던 mRNA 백신, 크리스퍼 유전자편집기술 등의 생명과학 관련 이슈는 이제 더 나아가 일상을 지키기 위한 세포 정복의 연구로 이어질 것이라 현장의 과학자들은 예상한다. 2022년 노벨생리의학상은 온도와 감각 수용체 발견에 주어졌는데, 삶에서 당연하게 여기며 누렸던 감각이 결국은 인류의 생존에 큰 영향을 준다는 데 집중했다. ‘PART 4. 일상을 지키기 위한 세포 정복’은 알츠하이머 신약 개발의 과정부터 제대로 읽는 대체육의 과학, 골수이식에 대한 편견을 없애줄 조혈모세포 이야기까지 우리를 우리답게 만드는, 일상을 영위하는 데 중요한 주제들을 하나씩 꼽아 제시한다.

이에 더해 ‘PART 5. 지구에서 공존하기 위한 절박한 외침’은 우리에게 닥친 가장 심각하고 암울한 문제를 따져본다. 다이아몬드를 캐기 위해 어마어마한 자원을 낭비하고 지형까지 바꾸는 상황에서 그 진정한 가치를 지질학적으로 분석하고, 벌들이 사라지는 진짜 이유를 살펴보며, 이제 이산화탄소 문제를 넘어 더 주요하게 주시해야 할 메테인의 존재를 부각한다. 기후재앙에서 살아남기 위한 전 세계의 단일한 목표는 매년 촘촘하게 업데이트될 예정이다.

마지막으로 ‘PART 6. 오늘의 문화가 된 과학’은 일영원구라는 우리 과학 유산 발굴의 의미와 가치를 찾아가는 과학적 절차, 새로운 과학 소비자의 등장부터 지역의 미세먼지 분포, 폭염의 지역적 추이 등 직접 데이터를 쌓아 분석하는 시민과학자의 탄생까지 다채롭게 변화하는 과학문화 현상을 심층 분석한다. 또한 과학적관리법의 등장이 주 4일제 근무에 어떤 이야기를 더해줄 수 있을지 등 논란의 한가운데 있는 첨예한 대립을 해설해 과학 담론을 풍성하게 한다.

국립과천과학관의 과학자와 공학자는 한 해의 주요 과학 키워드와 배경을 함께 풀어주면서 새로운 소식이 왜 새로운지 깨닫게 한다. 이에 따라 아직 과학과 기술에 대한 많은 정보를 갖고 있지 않은 독자들도 자연스럽게 지식을 체득하게 된다. 과학자, 공학자가 꿈인 학생들에게 이 책은 관심 분야의 연구 흐름과 트렌드를 지속적으로 살펴볼 기회가 된다. 또한 일반 독자들이라면 언론에서 자주 소개되는 연구들, 우리 생활을 직접적으로 바꾼 과학기술을 분야 전문가의 시선으로 딱 한 뼘만 더 깊이 흥미진진하게 만날 수 있을 것이다. 오늘의 과학, 내일의 기술, 앞으로 달라질 산업이 궁금한 이들을 위한 급변하는 세계 속 과학 트렌드가 펼쳐진다.

지은이 소개

강성주

우주 이야기 들려주길 좋아하는 천문학자이자 과학 커뮤니케이터. 텍사스대 물리학과와 천문학과를 졸업하고 아이오와 주립대에서 ‘적외선 및 전파 관측을 통한 별 생성 환경 연구’로 박사학위를 받았다.

고준현

과학을 좋아하는 잡학다식 공무원. 경제학 전공 후 과학기술정책학 석박사통합과정을 수료했다. 여러 국가 R&D 정책 및 사업을 기획했고 현재 과학관 전략, 교육 및 문화 행사를 만든다.

김선자

생명과학 기술의 사회·윤리적 이슈에 관심 많은 식물생명공학자. 충북대 원예학과를 졸업하고, 국립산림과학원에서 박사후연구원을 지냈다. 과학관에서 생명과학 분야 전시 및 프로그램을 담당한다.

남경욱

천문우주학을 연구하며 한국천문학사에 관심 가지게 된 학예연구관. 영국에서 과학사와 철학으로 석사과정을 밟았고, 박사과정에서 한국과학기술사와 한국천문학사를 전공했다. 한양대에서 과학과 인문학 융합교육과정 개발에 참여했다.

박대영

별을 사랑하고 소통을 즐기는 천문학자. 세종대와 충북대에서 천문학을 공부했으며, 과학관에서 천문 분야 전시 기획 및 프로그램 개발을 총괄한다.

박미애

컴퓨터과학과 인공지능이 재밌는 컴퓨터공학자. 신경회로망의 패턴인식으로 석사학위를 받았고 박사과정을 수료했다. 새로운 생각이 신나고, 사람들의 배움을 돕는 데 열정이 있다.

박은지

과학을 즐기는 사람들에게 관심이 많은 교육연구자. 과학 교사를 거쳐 서울대 사범대학원에서 ‘학교 밖 과학 학습’으로 석사 및 박사학위를 받았다. 지구과학을 중심으로 강연, 성인교육, 교구개발 등을 담당한다.

안인선

우주와 사랑에 빠진 천문학자. 서울대에서 천문학으로 석사학위를 받고, 박사과정을 수료했다. 천체투영관에서 별과 우주를 보여주며, 과학적 이해를 돕는 전시와 교육 프로그램을 기획한다.

양회정

생물을 사랑하는 생명과학자. 부산대에서 동물계통진화학으로 석사 및 박사학위를 받은 뒤 서울대 생명과학부, 일본 국립양식연구소와 국립수산대학에서 연구했다. 과학관에서 생명과학 분야 전시 및 프로그램 개발을 담당한다.

유만선

어린이들과 만들기를 즐기는 공학자. 기계공학을 전공하고 과천과학관을 첫 직장으로 택했다. 공학기술, 메이커운동과 관계된 전시품, 교육 프로그램, 행사 등을 기획했다. 요즘은 전시물 디자인에 관심이 있다.

윤아연

과학을 사랑하는 콘텐츠 기획자. 카이스트에서 과학관과 과학 전시로 석사 및 박사학위를 받았으며 과학관에서 과학문화 행사를 총괄한다. 축제, 어워드 등 다양한 과학 콘텐츠를 기획하고 있다.

이양복

인간과 컴퓨터의 상호작용을 연구하는 컴퓨터공학자. 세종대에서 얼굴 표정 인식을 주제로 석사 및 박사학위를 받았다. 과학관에서 정보화 업무를 담당한다.

이영주

과학 에듀케이터. 과학관에서 다양한 교육 프로그램을 기획, 개발하여 과학의 즐거움을 알리기 위해 노력한다.

이정모

국립과천과학관장. 안양대 교양학부 교수와 서대문자연사박물관장, 서울시립과학관장을 역임했고 대중의 과학화를 위한 저술과 강연 활동을 하고 있다.

이해랑

융합 연구를 사랑하는 화학공학자. 포항공대 화학공학과에서 ‘유기 전자 소재의 물성과 전기적 특성의 상관관계 분석’으로 박사학위를 받은 뒤 서울대 화학생물공학부에서 고분자 전자 소재를 이용한 인공 신경세포 연구에 몰두했다.

임두원

다양한 분야에 호기심이 많은 과학자. 특히 요리에 관심이 있다. 서울대에서 고분자공학을 전공했으며, 화학반응을 통해 새로운 고분자를 만드는 연구를 해왔다.

전성윤

예술와 철학을 좋아하는 기획자. 성균관대에서 나노공학으로 석사학위를 받고 한화석유화학 중앙연구소에서 근무했다. 과학관에서 ‘과학의 실패’와 ‘심연, 눈과 마음의 관계’ 등을 기획, 연출했다.

정광훈

물리학자. 부산대 물리학과를 졸업했고 동 대학원에서 통계물리, 전산단백질, 생물리학으로 석사 및 박사학위를 받았다. 기초과학 분야 전시와 프로그램 개발을 총괄하며 90여 종의 과학원리체험콘텐츠를 개발, 보급하고 있다.

정원영

지구를 사랑하는 교육연구자. 서울대에서 지구과학교육을 전공하고 환경교육으로 석사 및 박사학위를 받았다. 교육과 전시 기획자로서 모두의 미래를 위한 과학관을 꿈꾸며 일한다.

조춘익

의심 많은 공학자. 홍익대와 동 대학원에서 산업공학을 전공했으며 인간공학에 관심이 많다. 과학관에서 창작체험장 기획 및 운영을 담당한다.

최민수

과학이 궁금한 공학자. 서울과학기술대학교에서 정보산업공학을 전공했다. ‘전자기유도’와 ‘과학탐구관’ 전시를 기획했으며, 과학과 첨단 기술의 관계를 연구한다.

최정원

건프라 키덜트. 경희대 기계공학 학사, 포항공대 기계공학·기술경영학 석사, 성균관대 행정학 박사. 현대자동차와 KISTEP에서 근무했고, 국립대구·광주과학관 및 미래상상SF관·첨단기술관·과학탐구관 등의 기획에 참여했다.

한명희

다양한 이들에게 별을 보여주며 이야기하는 것을 좋아하는 과학 커뮤니케이터. 연세대 천문우주학과를 졸업하고 KVN 오퍼레이터를 거쳐 현재 과학관 천문대에서 소통한다. 

국립과천과학관

2008년에 설립된 국내 대표 과학 대중화 기관. 우리나라에서 가장 큰 규모의 국립 과학관이다. 미래상상SF관을 비롯한 6개의 상설 전시관, 천체투영관 등 천문 시설, 야외 공원으로 구성되어 있다. 기획전시, 축제, 교육 등 다양한 프로그램이 열리며, 누구나 과학을 즐기는 곳으로 만들고자 한다.

책머리에

PART 1 지속 가능한 우주탐사

: 인류 탄생 이래 가장 역동적인 우주 시대가 온다 (우주과학)

차세대 제임스웹우주망원경의 첫 이미지

심우주 탐사를 위한 전초기지, 아르테미스프로그램

인류 첫 지구 방어 실험 DART의 성공

우주망원경으로 보는 빛

초신성 폭발을 직접 관측하다

우리가 만난 두 번째 블랙홀

PART 2 산업화 초읽기, 확장되는 과학

: 스핀오프 기술이 가져올 파장을 예상하다 (과학기술)

누리호가 극복한 공학의 난제들

물리학의 미래, 데이터사이언스

인공 태양을 만드는 핵융합의 최전선

최첨단 가스터빈의 핵심 기술

디지털 신호로 읽는 메타버스

딥페이크 제대로 이해하기

인공지능이 만드는 인공지능

소통하는 서비스 로봇의 현장

PART 3 새로운 소재, 무한한 기회

: 활용 범위가 확장된 신소재 개발에 해답이 있다 (화학)

태양전지의 내일, 페로브스카이트

다시 암모니아가 뜬다

신경세포 모방과 고분자 전자 소재

신축성 소재로 만드는 웨어러블 디바이스

도시의 유전, 미래 플라스틱

PART 4 일상을 지키기 위한 세포 정복

: 건강한 삶을 가져올 연구실의 혁신, 그 해답을 내다보다 (생명과학)

알츠하이머병, 이제 극복이 가능할까

푸드테크 중심에 선 대체육의 과학

골수이식은 더 이상 두려운 일이 아니다

PART 5 지구에서 공존하기 위한 절박한 외침

: 기후재앙을 막을 수 있었던 한계 시점은 이미 넘었다 (지구과학, 기후과학)

지질학으로 본 다이아몬드의 가치

꿀벌은 왜 사라지는가

온실가스 메테인 다시 보기

PART 6 오늘의 문화가 된 과학

: 소통하는 과학의 다채로운 변화에 주목하다 (과학문화)

휴대용 해시계 일영원구의 발견?

아프가니스탄의 과학자들

주 4일 근무제와 과학적관리법

시민과학 프로젝트

새로운 과학 소비자의 등장

2021-2022 노벨상 특강

노벨상을 수상한 기상학자_ 2021 노벨물리학상

제3의 촉매_ 2021 노벨화학상

감각의 비밀, 온도와 촉각 수용체_ 2021 노벨생리의학상

현대 문명의 강력한 도구, 양자 얽힘_ 2022 노벨물리학상

유기합성의 역사와 클릭 화학_ 2022 노벨화학상

우리를 우리답게 만드는 것_ 2022 노벨생리의학상

참고 자료