봄의 길목이다. 봄을 맞으며 지난겨울은 과연 따뜻했을까 아니면 추웠을까를 생각해 본다. 작년 12월 겨울답지 않게 따뜻했던 날씨 탓에 겨울 상품을 파는 상인들은 울상을 지었다. 지구온난화 때문에 이번 겨울은 이렇게 지나가나 보다 했다. 그러나 동장군의 심술로 대한을 앞둔 1월 중순 한반도는 꽁꽁 얼어붙었다. 수은주는 거의 영하 20도까지 달음박질쳐 내려갔다. 추위는 물론 눈도 많이 내렸다. 많게는 164㎝까지 쌓인 한라산은 겨울왕국이 돼버렸다. 항공기 운항은 사흘간 묶여버렸고, 제주공항은 아수라장이 됐다. 울릉도에도 일주일 동안 눈이 내려 어린이가 파묻힐 만큼 쌓였다. 지구 반대편 북미 대륙도 마찬가지였다. 미국 동부 워싱턴DC와 뉴욕 등 대도시에 눈폭풍이 몰아쳐 많게는 107㎝나 쌓였다. 극지방의 블리자드를 연상시키는 강풍을 동반한 폭설로 주민들은 스노질라(snowzilla) 공포에 떨었다. 스노질라는 영화에 나왔던 괴물 고질라와 눈을 합성해서 만든 신조어이다. 오죽했으면 이런 말이 만들어졌을까. 눈과 아마겟돈을 합성한 스노마겟돈이란 말도 들린다. 아마겟돈은 지구의 종말을 의미하며, 같은 제목의 영화도 있었다.  김웅서 한국해양과학기술원 책임연구원·한국해양학회장‘지구온난화가 일어난다는데 따뜻해야지 왜 추웠던 거야’라는 질문이 응당 나올 법하다. 지구온난화와 한파는 뭔가 엇박자인 듯하지만, 지리적 위치에 따라 온난화 때문에 추워지는 곳도 생긴다. 10여 년 전에 개봉되었던 영화 ‘투모로우’에서 그 예를 찾아볼 수 있다. 뉴욕 맨해튼을 배경으로 오른손에 횃불을 들고 서있는 자유의 여신상이 눈과 얼음으로 파묻혀 있던 포스터를 떠올린다면 ‘아하, 그 영화’라고 할 것이다. 지구온난화로 극지방의 빙하가 녹으면서 해류의 흐름이 바뀌게 돼, 지구 곳곳에서 이상 기상현상이 나타난 것이다. 우리나라보다 위도가 훨씬 높은 영국은 겨울에도 그리 춥지 않다. 영국은 겨울에 빙등축제로 유명한 중국의 하얼빈보다도 위도가 훨씬 높아, 러시아의 시베리아와 엇비슷하다. 그런데도 겨울이 따뜻한 것은 흔히 걸프스트림이라고도 부르는 남쪽에서 북쪽으로 흐르는 멕시코만류 덕분이다. 이 해류가 적도 인근 멕시코만에서 북아메리카 대륙의 동해안을 따라 북동쪽으로 올라가다 대서양을 가로질러 북유럽으로 흐르면서 열을 운반해 주기 때문이다. 우리 몸에 피가 돌기 위해서는 심장이 펌프질을 해야 한다. 해류도 피돌기와 마찬가지이다. 세계 대양을 흐르는 해류는 북극해에서 바닥으로 가라앉는 밀도가 높은 바닷물에서 원동력을 얻는다. 북극해 바닷물은 수온이 낮고 염분이 높기 때문에 무거워 가라앉는다. 그런데 지구온난화로 극지방의 얼음이 녹으면, 바닷물의 염분이 낮아져 바닥으로 잘 가라앉지 못한다. 펌프의 기능이 떨어지는 것이다. 그러면 해류의 흐름이 바뀌게 된다. 적도 지방에서 많은 열을 고위도로 전달해주던 해류가 멈추면 추워질 수밖에 없다. 지난 한파는 지구온난화로 지구 자전방향으로 움직이던 제트기류가 약해지면서, 극지방의 찬 공기덩어리가 방어막을 뚫고 남쪽으로 밀고 내려온 때문이다. 신문지상에는 과학자들이나 알 만한 ‘폴라 볼텍스’라는 낯선 용어가 등장했다. 폴라 볼텍스는 극지방 상공에 존재하는 찬 소용돌이로, 제트기류가 약한 틈을 타 남쪽으로 세력을 뻗어 세상을 겨울왕국으로 만들었다. 바다는 지구 기후를 조절한다. 최근 우리나라 서해안에 눈이 많이 온 것도 황해 바닷물 온도가 올라가 증발량이 많아졌기 때문이다. 동태평양의 표층 수온이 올라가는 엘니뇨현상도 기상 이변에 한몫한다. 우리 생활과 전혀 상관없을 것 같은 바다는 이처럼 우리 일상에 깊숙이 영향을 미친다. 지구온난화가 일어나도 바다의 영향으로 지구 어딘가는 추워질 수 있다.김웅서 한국해양과학기술원 책임연구원·한국해양학회장

세계적인 경기침체 속에서도 바이오산업이 미래성장 동력원으로 큰 주목을 받고 있다. 이는 점차 성장이 둔화되고 있는 전통적인 산업군과 달리 바이오산업은 인구고령화에 반비례해 성장이 가파르게 증가하고 있으며, 한편 전 세계적으로 이미 형성돼 있는 막대한 규모의 시장에서 한국의 점유율은 그동안 매우 미미했기 때문에 자연스럽게 예측되는 기대이다. 또한 1990년대 이후 지속적으로 투자된 국가 연구개발(R&D)의 성과가 가시화되고 정부에서도 바이오산업에 대한 국가 차원의 육성방향을 제시함에 따라 이러한 기대는 더욱 커지고 있다. 굳이 산업이 아니어도 생명에 대한 관심이 우리 사회 전반에 걸쳐 부쩍 늘어나 있음을 실감할 수 있다. 생명에 대한 이러한 호기심은 우주와 더불어 인간이 태고부터 간직한 원초적인 것이다. 그렇다면 과연 생명의 본질은 무엇일까.조광현 KAIST 교수·바이오및뇌공학현대과학을 지배하고 있는 환원(還元)주의 정신의 기원은 1600년대 데카르트 시대로 거슬러 올라간다. 이는 아무리 복잡한 현상이라도 그 원인을 찾아 분석을 거듭하다 보면 더 이상 쪼갤 수 없는 원인에 도달하게 되며 이로부터 현상을 궁극적으로 설명할 수 있다는 논리이다. 이러한 환원주의는 현대과학에 이르기까지 수많은 성과를 이루었으며, 생명현상에도 그대로 적용돼 생명체를 기계적인 부품으로 분해하고 각 부품을 이해함으로써 생명현상을 설명하려는 시도로 이어졌다.그러나 1930년대 루돌프 쇤하이머는 쥐실험을 통해 동위원소로 표지된 아미노산이 먹이로 흡수된 후 동위원소가 체내 모든 조직의 분자 구성요소로 사용된 뒤 사라지는 현상을 관찰했다. 이에 생명이 단순한 분자기계가 아니며, 부품의 다이나믹한 흐름 안에 존재한다는 새로운 가설을 제시했다. 또한 1940년대 콘라드 와딩턴은 생명체의 발달과정이 개별 유전자뿐 아니라 유전자의 상호 조절작용에 의해 지배된다는 개념을 제시했다.이와 같은 새로운 가설과 개념을 토대로 1970년대 스튜어트 카우프만으로부터 2000년대 수이 후앙에 이르기까지 여러 과학자의 연구를 통해 생명현상은 생명체를 구성하는 분자들의 상태공간에서 평형점과 이로 향하는 수렴공간으로 설명되기에 이르렀다. 이로써 각 평형점이 다양한 생명현상의 표현형질에 대응된다는 실험적 증거가 제시됐다. 생명은 무생물체와 달리 그 구성요소를 끝까지 분해하면 더 이상 남아 있지 않게 되는 그 무엇, 즉 구성요소의 상호작용에 의해 만들어지는 새로운 성질인 것이다.환원주의 접근으로 그 본질에 도달할 수 없었던 생명현상의 본질을 탐구하기 위해 마이크 메사로비치는 1960년대에 시스템과학(제어공학)과 생물학을 융합한 ‘시스템생물학(systems biology)’이라는 새로운 패러다임으로의 전환을 예견했다. 그의 예견대로 21세기를 맞이한 생명과학은 시스템생물학을 통해 생명의 본질을 향한 여행을 이어가고 있다. 시스템생물학은 생명체를 구성하는 수많은 분자들의 상호작용이 만들어내는 거대한 분자조절네트워크의 다이나믹스에 의해 탄생되는 생명현상을 이해하고 이를 궁극적으로 제어하기 위해 생물학실험, 수학모델링, 컴퓨터시뮬레이션을 융합해 접근하는 새로운 융합과학이다. 즉 정보기술이 기존의 생명과학과 융합해 생명의 본질을 탐구하는 시대를 열게 된 것이다.시스템생물학을 통해 정보기술(IT)이 이끌어가는 생명과학의 미래는 무궁무진하다. 암과 같은 복잡한 인체질환의 원인규명, 진단, 맞춤치료를 위한 혁신적인 기술개발이 이뤄지고 있을 뿐 아니라 줄기세포의 분화유도, 노화제어, 심지어 각종 기능성 화장품의 개발에 이르기까지 바이오산업 전반에 지대한 영향을 미치고 있다. 현대의 생명과학은 생명 그 자체보다 훨씬 빠르게 진화해 가고 있는 것이다. 바이오산업을 신성장동력으로 육성하고자 한다면 전통적인 생물학뿐 아니라 현대 생명과학의 이러한 패러다임 변화에 주목해야 한다. 과학의 시계는 언제나 산업의 시계보다 빠르기 때문이다.조광현 KAIST 교수·바이오및뇌공학

최근 뉴스를 접한 사람들은 제4차 산업혁명이 도래했다는 ‘선언’을 들었을 것이다. 스위스 다보스에서 날아온 이 소식은 인공지능(AI), 사물인터넷(IoT), 자율주행자동차, 3D프린터기술 등 세상을 바꿀 만한 새로운 혁신을 언급하고 있다. 그렇다면 이렇게 급진적 혁신이 범람하는 환경에서 앞으로 제4차 산업혁명을 주도할 수 있는 기업은 어떤 기업일까. 기존의 산업에서 축적해 놓은 막대한 자본과 자원을 가지고 있는 거대기업이 변화를 주도할 것인가. 아니면 젊은 아이디어와 유연성, 그리고 민첩성을 지닌 기술벤처기업이 이들의 자리를 대신하게 될까. 결론부터 말하자면 급진적 기술 변화에서는 기술벤처기업이 두각을 나타낼 가능성이 높다.그 예는 역사적으로도 알 수 있다. 1994년 설립된 아마존닷컴은 기존의 미국 도서 유통산업을 주도하던 대형 오프라인 서점 체인인 반스앤노블을 넘어서, 인터넷을 통한 온라인 도서 유통시장이라는 새로운 패러다임을 제시했다. 이후 온라인 도서시장을 선도하며 승승장구한 아마존은 세계 최대규모의 온라인 상거래 기업으로 발전했다. 근래 많은 주목을 받고 있는 테슬라 모터스 역시 창립된 지 불과 13년밖에 지나지 않은 기업이지만 전기자동차라는 혁신적인 패러다임으로 보수적인 미국 자동차시장에 새바람을 일으키고 있다. 강진아 서울대 교수·기술경영학온라인 서점과 전기자동차라는 급진적인 기술 변화는 기존의 공고한 사업영역에 묶여 있는 거대기업의 입장에서는 쉽사리 선택하기 힘든 영역일 수밖에 없었다. 반면 아마존과 테슬라는 보다 작고 유연한 조직을 갖춘 기술집약적 기업이었기에 기존 기업의 이러한 한계를 뛰어넘어 산업의 판도를 바꿀 수 있는 거대한 혁신을 창출해낼 수 있었다.반면 기존 사업 영역에서 난공불락으로 여겨지는 거대기업이라 할지라도, 과거의 것에만 얽매여 새로운 시류를 거부하거나 무시하는 경우, 다시 말해 기존 기술에 대한 익숙함과 확신이 없다는 이유로 새로운 기술을 쉽사리 받아들이지 못하고 망설이다가 경쟁에서 도태된 기업이 많다. 노키아, 모토롤라, 코닥의 실패는 순식간에 경쟁에서 도태돼 역사의 뒤안길로 사라져버린 대표적인 사례다. 실제로 미국의 기업을 매출 규모로 나열한 리스트인 포춘500을 살펴보면, 불과 20년 전 등재돼 있던 기업 중 대다수가 현재 리스트에 존재하지 않는 것을 확인할 수 있다.위에서 살펴본 바와 같이, 규모가 작은 기술벤처기업은 그 특유의 유연성으로 외부의 변화를 빠르게 인지하고 받아들임으로써 급진적 혁신을 이루어낼 수 있다. 물론 기술벤처기업이 혁신을 바탕으로 경쟁우위를 달성하고 이를 지속적으로 유지하기 위해서는 건전한 ‘전유성 체제’(appropriability regime)를 이룩할 수 있는 사회적 및 법적 시스템이 갖추어져야 한다. 전유성 체제란 혁신으로부터 창출된 이윤이나 보상을 올바르게 보호받을 수 있는 환경 및 제도적 장치의 정도를 의미한다. 현재 4차 산업혁명을 주도하고 있는 수많은 기술벤처의 요람인 실리콘밸리는 이러한 전유성 체제가 엄격하게 갖추어져 있는 생태계이다.새로운 4차 산업혁명 시대를 맞아 우리 사회가 혁신을 주도하기 위해서는 유연하고 민첩한 기술벤처기업이 그 주인공이 돼야 할 것이다. 하지만 한국의 기술유출 실태를 살펴보면 전체 건수의 약 80%가 중소기업 및 벤처기업에서 일어나고 있다. 즉 한국의 전유성 체제는 기술벤처기업이 급진적 혁신을 창출하고 이에 대한 가치를 누리기엔 매우 느슨한 상황이다. 이러한 경우 지식재산권에 대한 보호가 어렵게 돼 혁신을 창출하는 동기가 줄어들 뿐만 아니라 새로운 아이디어 창출에 대한 도전의식이 부족해질 수밖에 없다. 기술벤처기업이 창출한 혁신을 통해 온전한 가치를 누릴 수 있는 엄격한 전유성 체제가 선행될 때 한국도 4차 산업혁명하의 글로벌 경쟁에서 유리한 고지를 선점할 수 있을 것이다.강진아 서울대 교수·기술경영학

아직도 ‘응팔’의 여운이 가시지 않는다. ‘응팔’에는 맑은 물에 떨어뜨린 군청색 잉크 방울이 어쩔 줄 모르고 흐드러지게 퍼져나가는 듯한 진한 감성이 있다. 정환이, 택이, 덕선이 간의 머뭇거리고, 한없이 기다리고, 오래 간직하는 절제된 감성이 물씬 넘친다. 살짝 구겨진 빛바랜 사진이다. 아날로그다. 2016년 현재의 연애는 초스피드다. ‘우리 사귀자’ 하는 한 줄 카톡 메시지로 망설임 없이 만남이 시작되고 삭제 버튼 하나로 관계가 깨끗이 정리된다. 여운, 그런 거 없다. 편리하지만 편치 않다. 내게는 ‘챙챙’ 통기타 소리가 골을 뒤흔드는 디지털 EDM(Electronic Dance Music)보다 훨씬 편하다.구글의 알파고(AlphaGo)가 지난해 10월 유럽 바둑 챔피언 판후이를 5대 0으로 이겼다. 이번에는 세계 최강 이세돌 9단과 3월에 대국을 한다. IBM 슈퍼컴퓨터 딥블루(Deep Blue)가 체스를 정복한 지 20여년 만에 이제 구글의 클라우드컴퓨터가 현존 최고의 바둑기사와 겨루려 한다. 교과서 여러 권을 수정해야 하는 엄청난 사건이다. 20년 전 학창 시절 동료하고 미래의 컴퓨터에 대해 긴 논쟁을 한 적이 있다. “우리 생전에 바둑으로 사람을 이기는 컴퓨터를 볼 수 있을까” 하는 것이었다. 그 시간이 이렇게 빨리 올 줄 정말 몰랐다. 초등 시절 보았던 어느 코미디 프로의 한 장면이다. 긴 백발, 흰 수염에 도포를 두른 신선 두 명이 있다. 이 양반들 빈 바둑판을 사이에 놓고 뚫어져라 본다. 장고 끝에 한 명이 빈 바둑판 정중앙에 돌을 바둑판이 쪼개질 듯 내려 놓는다. 순간 다른 신선의 표정이 일그러진다. 한참 정적이 흐른 후 짜증을 내며 돌을 던진다. 한 수 만에 불계승이다. TV 앞에 턱을 괴고 앉아 있던 우리는 배꼽을 잡고 웃었다.원유집 한양대 교수·컴퓨터공학엄격히 말하자면 알파고와 이세돌의 대국은 일대일의 정당한 승부는 아니다. 이런 형태의 프로그램은 상대방의 수십년간 기보를 통째 저장한다. 정교한 수식을 사용해 기보에 있는 포석 패턴을 학습한다. 이를 기반으로 상대편 수를 예측한다. 손자병법에서 ‘지피지기면 백전불태’(적을 알고 나를 알면 백 번을 싸워도 위태롭지 않다)라 하지 않던가. 어쨌건 알파고는 초고속 네트워크, 대용량 저장시스템, 빅데이터 분석, 인공지능 등 현재 컴퓨터 과학기술이 집대성된 총아이다. 지금부터 수년 뒤 최강의 바둑 알고리즘으로 최적화된 알파고 두 대가 서로 대국한다면 결과가 어떨까. 생각만 해도 멋질 것 같다. 그러나 결과는 의외로 허탈하다. 첫 한 점을 두는 순간 승부가 결정된다. 황당함에 배꼽을 잡았던 옛날 코미디 프로의 신선놀음이 현실이 되는 순간이다. 세상만사를 축소해 놓았다는 19줄, 361점의 게임 ‘바둑’이 가위바위보와 매일반이 되는 셈이다. 디지털 기술의 힘이다.디지털 세상은 깔끔하다. 실수가 없고, 노이즈가 없고, 유격(틈)이 없다. 알파고의 포석, 깔끔하게 수정된 디지털 사진, 심지어 얼마 전 스콧데일 TPC 코스에서 홀인원을 기록한 골프로봇 엘드릭(LDRIC)의 스윙 등 디지털 세계에서는 잡음도, 오차도, 한 치의 실수도 없다. 우리가 사는 이 사회와 우리를 둘러싼 자연은 본질적으로 아날로그다. 유격이 있고, 노이즈가 있어서 좋다. 흠잡을 곳 없는 논리보다 약간 어눌한 연설이 더 호소력 있다. 말끔하게 다듬어진 정교한 디지털 폰트보다 거칠고 투박한 인쇄기가 만든 책이 훨씬 읽기 편하다. 발광다이오드(LED) 전구의 빛 파장보다 필라멘트가 만들어내는 불빛이 왠지 은은하고 따뜻해서 좋다. 우리가 흔히 쓰는 ‘비인간적이다’라는 말, 오차 없이 감정 없이 논리만으로 전개되는 상황을 뜻한다. 느낌이 그리 좋지 않다. 사랑 고백을 머뭇거리게 하는 컴퓨터 알고리즘, ‘응팔’의 짠한 감성을 이해하고 생성할 수 있는 컴퓨터가 가능할까. 디지털의 편리함을 넘어서 아날로그의 편안함을 실현할 수 있는 컴퓨터가 우리가 지향하는 기술의 궁극적 형태다. 나는 아날로그가 좋다.원유집 한양대 교수·컴퓨터공학

지난 1월 28일은 우주왕복선 챌린저호의 비극적인 폭발사고가 발생한 지 30주년이 되는 날이었다. 이 폭발사고로 7명의 우주인이 희생됐다. 챌린저호 사고는 1967년 아폴로 1호와 2003년 우주왕복선 컬럼비아호 폭발사고와 함께 미국 우주개발 역사의 3대 참사로 기록됐다.뒤돌아보면 1981년 컬럼비아호의 첫 우주비행부터 챌린저호의 폭발사고가 발생하기 전까지 24차례의 우주왕복선 비행은 완벽했다. 우주왕복선의 궤도선은 비행기처럼 활공비행을 통해 지구로 귀환했다. 기존의 탄도비행(자유낙하)을 통해 귀환하는 캡슐 방식과는 차원이 다른 안락하고 품위 있는 착륙이 가능했다. 그리고 재사용이 가능하기에 여객기처럼 운영함으로써 우주택시의 역할을 기대했다. 미국은 세계 최고의 항공우주기술을 보유했다고 자찬했다. 실제로 우주왕복선은 세계 최고 과학기술의 결정체였다. 장영근 한국 항공대 교수·항공우주기계공학문제는 비용이었다. 초기에 목표로 했던 발사비용은 1000만~2000만 달러 수준이었다. 하지만 원래의 목표대로 발사 및 운영비용을 줄이지 못해 1회 발사비용은 4억~5억 달러를 상회했다. 초기에는 우주비행 귀환 후에 외부탱크 및 로켓부스터를 장착하면 2주 내로 재발사할 수 있을 것으로 예상했다. 그러나 실제 궤도선은 외부의 열 타일을 교체하고 엔진의 유지 보수를 위해 8~9개월이 걸렸다. 결국 막대한 운영비가 소요됐다. 또 다른 문제는 사람이 타기에 요구되는 안전이다. 우주왕복선에는 탈출장치가 없으며 치명적인 고장이 발생하기 전에 비행을 중단시킬 수 없다. 우주비행 전에 세밀한 점검이 필요하다는 의미다. 결국 안전을 담보하기 위해 수많은 인력이 요구되며 엄청난 인건비가 필요했던 것이다.이런 가운데 1986년 당시 챌린저호 폭발사고의 후유증은 컸다. 우주왕복선의 후속 발사계획을 전면 중단했을 뿐 아니라 우주왕복선 프로그램이 존폐의 기로에 서있기도 했다. 챌린저호의 폭발은 보조 추력을 제공하는 고체로켓부스터에서 발생했다. 고체로켓부스터에 장착된 ‘O-링’(O Ring)이 특정 온도조건에서 수축돼 연소가스가 새 폭발한 것이다. 당시 미항공우주국((나사) 엔지니어들은 발사 당일의 기상(온도)조건을 들어 발사를 만류했다. 하지만 고위 관리들은 이러한 의견을 무시하고 발사를 강행했다. 사고조사 결과는 인재(人災)로 귀결돼 나사의 관리체계에 대한 대대적인 개편이 이뤄졌다. 사고조사를 포함해 우주왕복선 발사를 재개하는 데 2년 8개월이나 소요됐다. 이 사고를 계기로 정부와 국민은 재사용 유인우주선의 필요성 및 안전성에 대해 의문을 갖기 시작했다.2003년 2월의 컬럼비아호 폭발사고는 우주왕복선의 안전성을 더 이상 확신하지 못하는 기폭제가 됐다. 결국 미국 정부는 30년 만인 2011년에 우주왕복선을 폐기했다. 우주왕복선은 30년 동안 135회의 비행임무를 수행했다. 이 중 2번에 걸친 폭발사고가 발생해 1.5%의 사고율을 기록한 셈이다. 사람이 탑승하는 비행체로서는 우주선의 신뢰성이 너무 낮은 것이다. 결국 이 사고는 유인우주선 개발의 패러다임을 바꾸는 계기를 제공했다.미국에는 우주왕복선의 폐기 후 운영할 수 있는 유인우주선이 없다. 미국의 우주인이 우주정거장을 방문하기 위해서는 1인당 7500만 달러를 지불하고 러시아의 우주선 소유스를 얻어 타야 하는 신세다. 미국은 세계 최고 우주강국으로서 한없이 자존심이 구겨졌다. 화물을 운반하는 데는 민간업체의 우주화물선을 이용한다. 현재는 미국의 두 민간업체가 재사용이 가능한 캡슐 방식의 상용 유인우주선을 개발 중이다. 우주왕복선의 퇴출은 제아무리 훌륭한 과학기술이라도 경제성과 안전이 담보되지 못하면 도태될 수 있다는 시사점을 우리에게 던져주고 있다.장영근 한국 항공대 교수·항공우주기계공학

외국인의 눈에 우리나라 학생들의 생각은 붕어빵 찍어 낸 듯 비슷하다고 한다. 과제를 제출하는 경우에도 새롭고 다양한 형태의 답을 제시하기보다 비슷비슷한 한 가지 유형의 결과를 제시한다고 한다. 그런데 과학자와 디자이너 등 몇몇 직업은 창의성이 많이 있어야 하고, 학생들의 창의성을 계발시켜 주는 것이 교육의 주요 목표의 하나이다. 모든 학생을 다 과학자나 디자이너로 만들려는 것은 아니다. 창의성이 무엇이길래 그렇게 강조되고 있을까.창의성은 문제 해결 능력이기 때문이다. 우리는 살면서 다양한 문제를 접한다. 일상생활에서도, 직장에서도 풀어야 할 문제가 많다. 정치제도 중에서 가장 이상적이라는 민주주의 사회에서도 새로운 문제가 끊임없이 발생하고 있어 계속 해결 방법을 찾아야 한다. 그때그때 문제가 동일하지 않다. 그러므로 새로운 방법으로 접근해야 한다. 그리고 궁극적으로는 그 문제를 해결해야 한다. 어린 학생에게도, 회사원에게도, 과학자에게도, 정치가에게도 모두 해당된다. 이러한 문제를 해결하는 방식이 창의성이다. 유영제 서울대 교수·화학생물공학창의력은 어디서 나올까. 이 주제는 오랫동안 교육학, 심리학의 주요 관심사였다. 우리의 오른쪽 두뇌와 왼쪽 두뇌가 만날 때 창의성이 나온다고 한다. 무슨 이야기인가. 우리의 두뇌는 크게 두 개로 구분할 수 있다. 오른쪽 두뇌는 예술적이고 직관적인 영역을 담당하고, 왼쪽 두뇌는 수학적이고 논리적인 역할을 한다. 우리가 어떤 주제에 대해 깊이 생각하다 보면 어느 순간 반짝이는 영감이 떠오르는데 그것은 오른쪽 두뇌의 직관이고, 그것을 표현할 수 있는 아이디어로 바꾸는 것은 왼쪽 두뇌의 논리성이다. 그러므로 오른쪽 두뇌와 왼쪽 두뇌가 같이 역할을 하는 것이다. ‘몰입의 즐거움’이라는 책으로 잘 알려진 미국의 칙센트미하이 교수는 창의성은 IQ와는 다른 것이며 나이에 관계없이 계발시킬 수 있다고 한다. 그러면 어떻게 계발시킬 수 있을까. 가령 미국 뉴욕 브로드웨이에서 공연되는 유명한 뮤지컬 등 많은 작품의 경우 그 고향은 영국이라고 한다. 그것은 영국 아이들이 어려서부터 학교에서 연극도 하고 미술관에도 자주 가는 등 창의성 교육을 잘 받은 결과라고 한다.학생들은 학교에서 다양한 교육을 통해 창의성을 기르는데 다시 학교에 다닐 여건이 아닌 성인은 어떤 방법이 없을까. 그것은 책을 읽거나 그림 등 예술작품을 자주 접하면서 상상의 기회를 많이 갖고, 주위 현상에 대해 왜 그런지 하고 설명해 보는 것이다. 미술관, 박물관을 자주 찾는 것이 도움이 될 것이다. 그리고 창의적인 해답이 필요할 때는 나만의 시간을 갖는 것이 중요하다. 바쁜 일상생활에서는, 스트레스가 걸려 있는 상황에서는 새로운 생각이 잘 나오지 않는다. 시간을 내 자유로운 분위기를 가져야 한다. 그래서 연구소에서는 연구원에게 자유로운 분위기를 제공하고, 디자인 회사에서는 복장도 자유롭게 해주고 있는 것이다.그런데 패러다임을 바꿀 수 있는 성과는 하루아침에 나오는 것이 아니다. 실패가 용인되는 자유로움이 허용돼야 한다. 오랫동안의 시행착오는 아이디어를 내는 것의 시작이다. 피카소의 입체적인 작품도 그가 그림을 그리고 10년이 지나면서 나오기 시작했고, 빌 게이츠도 컴퓨터를 가까이 한 후 10년이 넘어 윈도에 대한 아이디어가 나왔다. 정보화시대, 융복합 과학기술 사회에서는 어느 때보다 창의성이 중시되고 있다. 창의성은 우리가 세상을 살아가는 지혜를 주고 우리 사회를 발전시키는 원동력이다. 우리의 경제도 창의적으로 발전시켜야 하고, 우리 사회의 수많은 고질적인 갈등과 문제도 창의적으로 해결해야 한다. 그리고 과학에서도 창의성 있는 우수 성과를 창출해야 한다. 멋있는 창의적인 아이디어를 얻기 위해 무엇을 하면 좋은지 생각해 보자.유영제 서울대 교수·화학생물공학

지난주 과학잡지 네이처에는 혜성을 돌며 탐사를 벌이고 있는 로제타호가 혜성 표면에서 검출한 얼음에 관한 논문이 실렸다. 혜성의 주성분이 얼음과 먼지라는 것은 잘 알려져 있지만 혜성 표면에서 직접 얼음의 존재를 확인한 연구는 드물다. 논문을 읽으면서 혜성 위 절벽 지형에서 발견된 이 얼음의 구조가 무척 궁금해졌다. 얼음 종류는 매우 다양하다. 과학자들이 밝힌 얼음만 해도 열 종류를 훨씬 넘어선다. 형성되는 환경에 따라 얼음 속 물 분자의 배치와 결합 방식이 달라지기 때문이다.주위 환경에 따라 물질 상태가 달라지는 것은 우리가 일상적으로 경험하는 물리 현상이다. 우리는 섭씨 100도에서 끓인 물로 차를 마시고 아이스커피를 준비할 때는 물의 온도를 영하로 낮추어 얼음을 만들기도 한다. 그러나 온도만 물질 상태를 바꾸는 것은 아니다. 압력이 또 하나의 중요한 변수가 된다. 가령 주변 압력이 줄어들면 물이 끓는 온도가 떨어진다. 대기압이 낮은 산 위에서 짓는 밥이 설익는 이유는 바로 물의 끓는점이 100도보다 낮기 때문이다.  고재현 한림대 교수·물리학100도에서 끓는 물에 압력을 가하면 어떻게 될까? 물이 끓지 않고 액체 상태를 유지한다. 압력을 계속 올릴 수 있다면 대기압의 약 2만2000배 정도의 압력에서 액체 물이 얼음으로 바뀐다. 압력만 충분하다면 섭씨 100도에서도 얼음을 만들 수 있는 것이다. 이처럼 압력은 온도와 더불어 과학자들이 물질의 상태를 바꾸고 신물질을 탐구하는 수단으로 활용해 왔다. 예를 들어 섭씨 1500도에서 약 5만기압의 압력을 탄소에 가하면 인조 다이아몬드를 합성할 수 있다. 한편 압력은 인간이 직접 가볼 수 없는 극한적 환경을 간접적으로 들여다보는 과학의 창이기도 하다. 가령 지구의 맨틀이나 목성의 내부 상태를 연구할 때 고압 실험을 활용한다. 높은 압력을 얻기 위해서는 그만큼 단단한 물질이 필요하다. 과학자들은 지구상 가장 단단한 물질 중 하나인 다이아몬드를 이용한다. 즉 머리카락 굵기보다도 더 작은 공간을 준비한 후에 그 속에 갇힌 물질을 한 쌍의 다이아몬드로 양쪽에서 누르는 방법을 이용해 초고압 환경을 만든다.수소가 주성분인 목성이나 토성 같은 기체형 행성의 내부에는 고온·고압으로 인해 금속의 성질을 띠는 수소가 존재할 것으로 예측되어 왔다. 이 금속 수소가 목성의 강력한 자기장을 형성하는 원인으로 간주되고 있다. 최근 영국 에든버러대학 연구팀은 기체 수소에 대기압의 무려 388만배에 달하는 압력을 가하면 새로운 구조의 고체 수소가 만들어진다고 보고했다. 보다 확실한 실험적 증거를 얻기 위해 이 연구팀은 4백만기압 이상을 구현하는 실험을 계획하고 있다. 누르는 것만으로 충분하지 않을 땐 다른 방법을 결합하기도 한다. 가령 고출력 레이저 펄스를 한쪽 다이아몬드에 쏘아 이를 순간적으로 기화시켜 충격파를 만들면 압력도 일순간 올라간다. 로런스 리버모어 연구진은 최근 이 방법을 수소와 헬륨의 혼합기체에 적용해 특정 조건에서 혼합물의 전기전도도가 올라가는 것을 발견했다. 연구팀은 이때 수소가 금속으로 바뀌면서 헬륨이 물방울처럼 고립될 것이라고 추정한다. 재미있게도 이 결과는 토성의 내부에 헬륨의 비가 내릴 것이라는 이론적 예측과 부합하는 것 같다.과학의 역사는 인간이 볼 수 있는 영역을 넓혀온 역사이기도 하다. 현미경이 미시세계와 인간을 연결했듯이 이제 초고압 실험은 우리를 기체형 행성의 내부로 안내해 준다. 필자의 연구실에서도 다이아몬드를 이용한 고압 실험을 한다. 가끔은 실험 중 다이아몬드가 부딪쳐 깨지기도 하지만 이에 전혀 기죽지 말자고 학생들과 의기투합한다. 초신성 폭발 속에서 우리를 구성하는 무거운 원소들이 만들어졌듯이, 빅뱅이라는 상상을 초월하는 극한의 특이점에서 시간과 공간, 우주의 모든 물질들이 탄생했듯이, 0.3캐럿짜리 다이아몬드에 눌려 극한의 압력으로 내몰리는 물질들이 우리에게 어떤 새롭고 신비한 자연 현상을 드러내 보여줄지 모를 일이니 말이다.고재현 한림대 교수·물리학

로봇의 등장은 앞으로 인간의 삶에 큰 영향을 줄 것이 분명하다. 특히 인공지능형 로봇은 사람이 할 일을 사람처럼 대신해 줌으로써 인간의 생활세계 자체를 근본적으로 바꾸어 놓을 것이다. 가령 인공지능형 군사로봇의 개발은 군수산업 체계 및 군 관련 제도의 근본적 변화를 가져올 뿐 아니라, 전쟁의 양상 및 이에 대한 사람들의 인식 자체를 바꿀 것이다. 비서업무를 수행하는 인공지능 프로그램이나 비서 로봇, 청소 등 가사를 돕는 도우미 로봇, 환자를 간호하고 노인을 보살피는 헬스케어 로봇, 수술을 하거나 재활을 도와주는 의료 로봇, 아이들의 학습을 도와주는 교육 로봇, 요리를 하는 요리 로봇 등과 같은 다양한 서비스 로봇의 등장은 인간의 생활 패러다임을 바꾸기에 충분하다. 특히 섹스로봇의 등장은 개인의 성의식과 사회적 성문화를 완전히 새롭게 구축할지도 모른다. 한편 최근에 관심이 증폭되고 있는 드론과 자율주행 자동차와 같은 로봇은 운송 및 교통과 관련한 사회·문화·경제·법제도 전반에서 역시 혁신적 변화를 가져 올 것이다. 이와 같이 사람처럼 일을 대신해 주는 로봇의 등장은 인간의 생활에 상상할 수조차 없는 어마어마한 편익을 제공할 것이기에, 미래사회는 인간과 로봇이 공존하는 새로운 유형의 사회가 될 것이다. 이중원 서울시립대 교수·과학철학하지만 이러한 엄청난 편익에도 불구하고 이 같은 로봇의 등장에 대한 우려 또한 만만치 않다. 그것이 가져 올 문명의 혁신 이면에 존재하는 부작용 때문이다. 지난해 7월 우주물리학자인 스티븐 호킹 박사, 애플 공동창업자인 스티브 워즈니악, 테슬라 경영자인 일론 머스크 등을 비롯한 1000여명의 저명한 과학자, 경영자, 로봇 전문가들은 인공지능형 군사로봇의 개발이 인류에 재앙을 초래할 것임을 경고하면서 이의 사용금지를 호소하는 공개서한을 발표했다. 한편 2013년 영국의 옥스퍼드대학과 2015년 미국의 조사 전문업체인 포레스터에서 조사한 각각의 미래예측 보고서에 따르면, 향후 10년 내에 현재보다 적으면 16%에서 많으면 47%의 일자리가 로봇 및 자동화 시스템의 확산으로 줄어들 것임을 예측하면서 이에 대한 대책 마련을 기업과 정부에 요청했다. 또한 영국의 로봇 윤리학자들은 2025년쯤에 이르면 영국에서 섹스로봇이 대중화되고 그 효과도 긍정적일 것이라는 몇몇 미래학자의 전망에 맞서, 남녀 상호간 감정의 상실과 여성 및 어린이를 사물로 보는 경향을 조장할 수 있다는 이유로 섹스로봇 반대캠페인 운동을 2015년부터 시작하고 있다. 드론의 경우에도 개인 사생활 정보나 군사 기밀과 같은 민감한 정보의 수집, 무기로서의 사용가능성 등을 이유로 무인항공기라는 관점에서 국가별로 많은 규제가 가해지고 있다. 자율주행차도 기계 스스로의 오작동에 의한 제어불능이나 외부로부터의 해킹 가능성과 같이 자체의 안전성 문제로 법적·제도적 안전장치의 마련이 불가피하다. 한마디로 로봇의 등장이 가져올 사회적·문화적·경제적·제도적인 변화 및 관련 쟁점과 그에 대한 윤리적이고 도덕적인 판단이 뜨거운 화두가 되고 있다.흔히 로봇윤리라 함은 로봇을 연구하거나 제조하거나 사용하는 사람이 지켜야 할 윤리를 가리킨다. 그런데 요즘 화두로 떠오르는 로봇윤리는 윤리적으로 심각한 문제를 야기할 수 있는 로봇의 제조 및 사용과 주로 관련돼 있다. 앞서 언급했던 군사용 킬러로봇에 의한 민간인 살상이나 군비경쟁의 심화, 그리고 이를 규제할 국제협약(법) 문제, 다양한 서비스 로봇의 출현으로 인한 인간 노동가치의 상실 문제, 섹스로봇에 의한 성의식의 왜곡 및 인간관계의 손상 문제, 프라이버시의 보호 및 안전 문제 등이 윤리적이고 도덕적인 판단이 필요한 바로 그러한 쟁점에 해당한다. 로봇윤리는 단순히 로봇의 제조 및 사용과 관련한 도덕적 에티켓 차원의 문제가 아니다. 그것은 현재도 마찬가지지만 완전히 새로운 모습을 띠게 될 미래의 로봇사회가 지속가능한 발전을 이루는 데 반드시 필요한 인류 생존의 윤리가 아닐까 생각한다.이중원 서울시립대 교수·과학철학

2015년 1월부터 11월까지 전 지구 평균기온은 20세기 평균기온인 섭씨 14.0도보다 0.97도 높아 1880년 이래 최고기온을 기록했다. 최근의 고온현상은 지구온난화로 전 지구의 평균기온이 상승한 것이 원인의 하나이다. 특히 적도 인근 해역에서 무역풍이 약해지면서 해류 흐름에 변화가 생겨 해수면 온도가 높아지는 기상현상으로 평년보다 기온이 0.5도 이상 상승한 엘니뇨의 영향이 크다. 올해 적도 주변 태평양의 바닷물 온도가 평년보다 2도 이상 높아진 강력한 엘니뇨의 영향으로 기온이 상승한 것으로 기상청은 분석했다.2015년 1월부터 12월 하순까지 우리나라의 평균기온은 13.8도로 1981년부터 2010년도까지의 평균기온 12.9도보다 1도 정도 높아 1973년의 13.9도에 이어 두 번째로 높은 기온을 기록했다. 특히 11월부터는 엘니뇨의 영향으로 남쪽으로부터 온난 습윤한 공기가 자주 유입돼 아침 최저기온이 큰 폭으로 오르면서 평균기온이 상승했다.  공우석 경희대 교수·지리학지구가 생성된 이래 기후는 자연적인 현상으로 끊임없이 변화했다. 지난 7만년 전부터 2만년 전까지인 플라이스토세 최후빙기의 기온은 오늘날보다 5도 이상 낮았고, 북극권에 대륙빙하가 축적되면서 땅이 계속 얼어 있는 영구동토층도 남쪽으로 확장됐다. 최후빙기 동안 빙하와 영구동토대가 넓어지면서 생물은 북극권의 혹독한 추위를 피해 남쪽으로 이동했다. 빙기에 북극권에서 유입된 극지고산식물은 한반도 저지나 해안가 등을 1차 피난처로 삼았다. 당시 한반도는 유라시아대륙과 태평양을 연결하는 통로이자 교량으로 북방계 식물의 기착지이자 피난처로 동아시아의 생물다양성을 유지하는 데 기여했다. 1만년 전부터 홀로세에 들어 기후가 온난해지면서 대부분의 북방계 식물은 서늘한 북쪽으로 되돌아갔다. 그러나 일부 극지고산식물은 상대적으로 경쟁이 적고 서늘한 백두대간의 고산대와 아고산대, 제주도 한라산 정상부, 여름에도 냉기가 나오는 풍혈 등 2차 피난처에 정착해 빙기의 유존종이 됐다.산업혁명 이후 인구증가, 산업화와 도시화가 본격화되면서 온실가스 발생원이 증가하고 이산화탄소 흡수원인 삼림면적이 감소하면서 지구온난화 등 기후변화가 심해졌다. 지구온난화에 양극지역과 고산대와 아고산대의 생태계는 몸살을 앓고 있다. 북극곰의 생존이 위협받고, 로키산맥의 정상부에 서식하는 제왕나비와 새앙토끼의 분포역이 축소되고 개체수도 감소했다. 지구온난화가 지속되면 한반도의 자연생태계에 적지 않은 부작용이 발생할 것으로 예상된다. 특히 한랭한 북극권과 우리나라 고산대와 아고산대에 격리돼 분포하는 극지고산식물은 생리적으로 고온과 건조 스트레스에 시달리는 동시에 남쪽과 산 아래쪽에서 밀려드는 온대성 식물과의 경쟁에 밀려 도태될 수 있다고 우려의 목소리가 크다. 한라산, 지리산, 설악산의 산정에는 북방계 식물로 높이가 50㎝를 넘지 않는 눈잣나무, 눈향나무, 찝방나무, 눈주목 등 나자식물과 돌매화나무, 시로미, 들쭉나무, 월귤, 홍월귤, 노랑만병초 등 피자식물이 잔존한다. 빙기 유존종인 극지고산식물은 빙기에 한반도가 동아시아에서 생물다양성을 유지하는 데 기여했다는 살아 있는 증거이자 한반도의 자연사를 이해하는 열쇠이며 지구온난화의 영향을 지시하는 지표종이다. 한반도의 산정부에 분포하는 빙기 유존종인 극지고산식물이 기후변화, 환경오염, 케이블카 설치 등의 산림생태계 훼손에 따라 서식지에서 사라질 위기에 있다. 빙기 유존종으로 한반도의 자연사를 설명하는 증거인 동시에 지구온난화의 최대 피해자로 생태적 약자인 이들 꼬마나무들을 보전하기 위한 국가적 관심이 절실하다.공우석 경희대 교수·지리학

천재는 천재인 모양이다. 물리학 전공자인 아인슈타인이 ‘벌이 지구상에서 사라진다면 인류의 삶은 채 4년도 남지 않게 된다’는 생태학자나 할 법한 말을 남겼다니 말이다. 벌이 없어지면 꿀 안 먹으면 되지라고 생각할 수도 있겠으나, 인류 생존까지 거론할 정도의 더 큰 문제가 있다. 벌은 이 식물 저 식물을 옮겨 다니면서 꽃가루를 전파한다. 이러한 수분(受粉)을 통해서 식물이 열매를 맺게 되고, 또 이것을 먹고 다른 동물이 살아갈 수 있기 때문이다. 인간이 섭취하는 식량도 그 기저에는 바쁜 벌의 노동이 깔려 있다. 만일 벌이 사라진다면 당장 인류에게 필요한 곡물 생산에 큰 차질이 생길 뿐만 아니라 지구 전체 생태계의 안정성이 크게 요동칠 수 있다.산소가 없어져야 숨쉬기의 중요성을 알 수 있듯, 벌의 이런 바쁜 노동은 그들이 사라지기 시작해서야 사람들의 관심을 끌게 됐다. 2000년대 초반부터 양봉업자들은 이상한 현상을 발견했고, 과학자들은 이에 관한 논문을 발표하기 시작했다. 바로 ‘군집붕괴현상’이라는 것으로, 일벌이 사라져 버리고 벌집에 남은 애벌레와 여왕벌도 죽어버려, 결국에는 벌통의 벌 집단 전체가 갑자기 멸망해 버리는 현상을 말한다. 그 원인은 아직도 명확하지 않다. 휴대폰의 전자기파 때문이라는 주장도 있고, 농약의 과다 사용이나 기후변화와 같은 요인도 거론되고 있다. 또 벌에 치명적인 바이러스의 확산 가능성도 제안됐다. 그러나 지금까지의 관찰은 대부분 양봉벌에 관한 것이어서 ‘야생벌’의 상황에 대해서는 잘 모르고 있었다.강호정 연세대 교수·사회환경시스템공학최근 미국 과학한림원 회보에 실린 논문에 따르면 2008년에서 2013년 사이에 미국 전역에서 야생벌의 4분의 1정도가 사라졌다. 한국 출신 고인수 박사가 발표한 이 연구 결과의 더욱 중요한 점은 농사를 많이 짓는 곳에서 야생벌의 숫자는 더 많이 줄어들었다는 점이다. 정작 벌이 많이 필요한 곳에서 벌의 수는 더 크게 줄어든 것이다. 야생벌은 숲이 있어야 제대로 서식할 수 있는데, 숲을 잘라내고 농경지로 만드니 벌의 살 곳이 사라져 버린 것이다. 특히 벌에 의한 수분이 더 절실한 작물을 키우는 곳에서 벌의 부족이 더욱 심하게 나타났다.그럼 인류의 미래는 단 4년이 남았을 뿐인가. 다행히 자연은 우리가 생각하는 것보다 훨씬 더 복잡하다. 같은 학술지에 곧 발표될 다른 연구자의 결과에 따르면, 파리를 포함한 다른 곤충도 꽃가루 수분에 상당히 기여를 하고 있다. 전 세계 39개 지역에서 연구한 결과를 살펴보면 전체 수분의 40% 정도는 벌이 아닌 다른 곤충이 담당하고 있다. 물론 벌보다는 효율이 많이 떨어지지만 워낙 숫자가 많고 꽃을 방문하는 횟수도 많기 때문이다.이렇게 인간도 모르고 있는 사이에 생태계가 인간을 위해서 제공하는 혜택을 ‘생태계 서비스’라고 한다. 아무 쓸모없어 보이는 강변 갈대밭의 흙 속에서는 세균이 물속의 질산염을 기체로 날려 보내 물을 정화하고 있다. 돈도 들어가지 않는 수처리 시설인 셈이다. 열대 해안의 맹그로브 숲은 자연의 방파제다. 동남아시아에 쓰나미가 몰려 왔을 때 해일을 막아 수많은 생명을 구해냈다. 아무 가치도 없어 보이는 산의 관목과 풀들은 흙을 붙잡아서 산사태를 막아주고 있고, 사람들이 싫어하는 뱀이 없어진다면 쥐와 같은 동물이 창궐해서 곡물 생산에 차질을 빚을 것이다.사실 서두에 아인슈타인이 했다는 말은 사실 그가 한 말이 아닐 가능성이 높다. 이리저리 찾아보니 노벨문학상 수상자인 모리스 마테를링크와 ‘종의 기원’을 집필한 찰스 다윈이 비슷한 말을 했을 뿐이다. 아마도 누군가가 유명한 과학자의 입을 빌려서 대중의 관심을 끌려고 한 모양이다. 그러나 잘못된 인용일지언정 그 내용은 다시 되새겨봐야 한다. 인류의 미래가 정확히 몇년이 남았는지는 확실치 않지만, 생태계를 파괴하는 것은 인간의 복지는 물론 존재 자체도 위협하게 된다는 것이 명확하기 때문이다.강호정 연세대 교수·사회환경시스템공학