여유롭게 커피 한잔 마시고, 친구와 어울려 와인을 즐기고, 그리고 피톤치드가 많이 나오는 숲길을 걷는 것은 많은 이의 로망이다. 커피·와인·피톤치드는 어떤 공통점이 있을까. 또 그것이 우리를 유혹하는 이유는 무엇일까?언제부터인가 우리는 커피를 마시기 시작했다. 세계적으로 맛이 좋다고 알려진 커피는 에티오피아, 콜롬비아, 자메이카, 하와이 같은 고산지역이나 바닷가에서 많이 얻어진다. 이런 곳의 특징은 낮에는 해가 잘 비치고 밤에는 상대적으로 온도가 많이 내려간다는 것이다. 와인도 마찬가지로 낮에는 뜨거운 태양이 비치고 밤에는 차가운 바람이 부는 지역에서 재배된 포도로부터 얻어지는 향이 좋다. 우리나라에서도 일교차가 큰 지역에서 재배된 과일의 맛이 좋다고 하는 것과 일맥상통하는 이야기이다. 낮에 햇빛이 강해야 광합성이 활발하게 일어나 설탕이 많이 만들어지고 식물이 건강하게 잘 성장한다. 또 설탕의 농도(당도)가 높아야 과일이 맛이 있고 술을 담가도 알코올의 도수가 높아진다.겨울이 가까이 오면 가끔 나무에 달린 열매에 하얀 가루가 달라붙어 있는 것을 볼 수 있는데, 그것은 곰팡이가 붙어 있는 것이다. 추워지니 식물의 방어능력이 떨어지고, 그러니 곰팡이가 공격한 것이다. 밤에 차가운 바람이 부는 것은 식물에게는 큰 위협이다. 식물은 찬바람이 불면 곰팡이에게 먹히지 않기 위해 꿋꿋이 자기를 지키기 위해 여러 가지 물질을 만들어 내야 한다. 그것이 생명체의 자기보존 본능이다. 그러한 물질의 성분은 식물마다 다르지만 일반적으로 우리에게는 향이 된다.그러면 편백나무, 소나무 등이 내뿜는 피톤치드는 무엇인가. 피톤치드(Phytoncide) 단어의 phyto는 식물, cide는 죽인다는 뜻이다. 그러므로 피톤치드란 식물이 만들어 내는 무엇인가 죽이는 물질이라는 뜻이다. 식물은 자기가 움직일 수 없으니 해충이 싫어할 물질을 내뿜어 해충이 가까이 오지 못하게 해야 한다. 그 물질은 테르펜, 알카로이드 등을 포함하는 다양한 성분으로 구성돼 있다. 한낮에 햇빛이 강할 때가 벌레나 해충의 활동이 가장 활발할 때이니 그때가 피톤치드가 가장 많이 나오는 시간이다. 삼림욕 계획 세우는 데 참고할 필요가 있다. 유영제 서울대 교수·화학생물공학그러면 식물이 자기를 지키기 위해 생합성하는 물질이 과일의 향이고 나무의 피톤치드인데 우리가 이런 것을 좋아하는 이유는 무엇일까. 우리 인간도 항상 세균과 곰팡이 등의 공격을 받고 있고 그것을 여러 가지 방법으로 이겨내고 있는 것이다. 그렇게 생각하면 식물과 사람은 공통점이 있고, 향과 피톤치드는 세균으로부터 우리를 지켜줄 수 있으니 사람에게도 유익한 것이고 그러니 본능적으로 좋아지는 것이다. 그래서인지 오래전에는 결핵 등 질병 치료에 삼림욕을 권장했는데, 그것은 피톤치드가 우리 몸속에 들어가 병원균을 약화시키기 때문으로 설명되고 있다. 또 최근에는 피톤치드와 허브향이 함유된 스프레이 등 많은 제품이 소개되고 있다.우리도 살다 보면 여러 가지 어려움에 직면한다. 이럴 때 험한 세상에서 꿋꿋이 살아남을 수 있는, 자기를 지켜낼 수 있는 자기만의 방법과 실력을 갖춰야 한다. 혼자서 어려우면 동료나 동반자와 같이 하는 것도 좋은 방법이다. 어려움을 경험하면서 세상 사는 지혜를 터득하게 된다. 그래서 젊을 때 고생은 사서라도 해야 한다는, 그리고 어려운 역경을 이기고 일어섰을 때 인생의 향기가 더 풍부해진다는 말도 있다. 어려움과 고생은 긍정적이고 도전으로 생각해 이겨낼 수 있는 지혜를 가져야 한다. 이것이 우리가 커피, 와인, 피톤치드에서 배우는 레슨이다.아침을 깨우는 커피 한잔, 저녁에 친구와 같이 하는 와인 한잔은 인생에서 다른 무엇보다 귀중한 순간이다. 신록의 계절 숲에서 피톤치드를 즐기며 자기를 돌이켜 볼 수 있는 여유와 힐링의 시간을 가지는 것도 행복으로 가는 길이다.유영제 서울대 교수·화학생물공학

독일이 제2차 세계대전 중 무기로 개발했던 V-2 로켓기술이 전쟁 후 소련과 미국이 벌인 우주 경쟁의 기반이 됐다는 것은 재미있는 일이다. 냉전시대의 산물이었든 국력 과시용이었든 지난 반세기 동안 거대한 로켓에 실려 대기권을 탈출해 태양계 곳곳을 누비던 탐사선들로 태양계에 대한 우리의 지식이 눈부시게 확장했음은 부인할 수 없다. 오늘날에는 주요 행성 주위를 돌며 정밀한 탐사를 진행하고 있는 궤도위성들의 탐사 결과를 수시로 접할 수 있으니, 태양계 탐사소식이 우리에게 일기예보만큼 친숙한 일상으로 자리 잡은 것 같다.이처럼 활발히 진행된 태양계 탐사의 역사를 생각하면 ‘수금지화목토천해’로 외우던 행성 순서의 첫머리를 꿰차고 있는 수성을 그동안 단 두 대의 탐사선만 방문했다는 사실이 의아할 수도 있겠다. 허나 태양에 가장 근접한 궤도로 영상 430도와 영하 170도 사이를 넘나드는 척박한 조건에다 대기층이 없고 달보다 약간 더 큰 암석형 행성임을 고려하면 과학자들에게도 수성이 다른 행성에 비해 그리 매력적인 탐사의 대상으로 다가가지 않았을 법하다. 게다가 아인슈타인이 자신의 일반상대성이론을 적용해 세차운동을 설명했을 만큼 태양의 강력한 중력장 안에 놓인 이 행성으로 탐사선을 보내 궤도에 안착시키는 것도 기술적으로 쉽지 않은 일이었다. 고재현 한림대 교수·물리학4년이 넘는 기간 동안 수성을 공전하며 탐사임무를 진행하던 메신저호가 지난 4월 30일 수성 표면에 충돌하며 임무를 마쳤다는 뉴스가 전파를 탔다. 1970년대 중반 수성을 세 번에 걸쳐 근접 비행했던 마리나 10호 이후 가장 체계적인 탐사를 진행한 메신저호의 탐사 결과는 수성이 예상했던 것보다 훨씬 다채로운 지질학적 특징을 가지고 있음을 드러냈다. 우선 과거 레이더 탐사에서 가능성이 제기됐던 극지방 얼음층의 존재가 직접 확인됐다. 즉 태양빛이 직접 닿지 않는 극지방의 크레이터 속에 수조 t의 얼음이 발견된 것이다. 먼 미래 인류가 직접 태양계 각지로 유인탐사를 나갈 수준의 문명을 구축한다면 이 얼음층이 수성 탐사의 자원으로 활용될 수도 있을 것이다. 그리고, 수성이 만드는 자기장의 분포를 정밀하게 측정할 수 있었다. 녹아 있는 내핵이 회전하며 지자기를 만들어 내는 지구처럼, 수성도 철 성분의 액체 핵이 회전하며 자기장을 만들어 내는 것으로 보인다. 수성처럼 작은 행성에 지구의 핵보다 훨씬 큰 핵이 식지 않고 존재하는 이유가 아직 명확히 밝혀지지 않았지만, 수성에 풍부하게 존재하는 방사성 물질의 붕괴에 동반되는 에너지 방출과 관련이 있을 것으로 추정된다. 무엇보다 가장 흥미로운 결과는 황이나 나트륨, 염소처럼 휘발성이 매우 강한 원소들이 풍부하게 발견됐다는 것이다. 수십 억 년이라는 지질학적 나이 속에 날아가 버렸어야 할 이 원소들을 메신저호가 발견했다는 것은 수성이 혜성 및 소행성들과의 충돌로 이런 원소들을 지속적으로 보충했다는 것을 의미한다. 두 차례의 탐사로 우리가 확인한 것은 수성이 단순한 바위덩어리가 아니라 극지방에 거대한 얼음을 품고 있고 지구처럼 자기장을 형성해 태양풍을 밀어내는 등 매우 흥미로운 지질학적 특징을 가지고 있다는 것, 소행성이나 혜성과의 잦은 충돌을 이겨내면서 태양의 강력한 중력장 속을 헤쳐나가는 역동적인 존재라는 것이다. 수성 탐사를 마친 후 수성 표면에 작은 크레이터를 남긴 메신저호의 바통을 이어받은 것은 지난 9년간 태양계를 가로질러 날아가 올 7월 중순 명왕성에 접근할 뉴호라이즌호다. 최근 이 탐사선이 허블 우주망원경보다 더 높은 해상도로 촬영해 보내온 사진을 보면 명왕성 역시 단순한 얼음덩어리가 아니라 매우 강한 반사를 보이는 밝은 영역과 어두운 영역으로 구성된 다채로운 지형이 존재함을 알 수 있다. 빛의 속도로 4시간 반을 내달려 우리에게 전달될 뉴호라이즌호의 전송신호 속에는 명왕성, 그리고 그 너머 카이퍼 벨트에 관한 어떤 비밀들이 담기게 될까.고재현 한림대 교수·물리학

요즘 ‘게임이론’에 대한 관심이 사회적으로 점점 높아지고 있다. 게임이론이란 그 표현과 달리 사실 컴퓨터 게임이나 스포츠 게임, 카드 게임과 같은 실제의 게임과는 아무런 상관이 없다. 하지만 카드 게임에 비유해서 보면, 한 사람에게 있어 무엇이 최선의 행동인지가 다른 사람이 어떻게 행동하는지에 따라 결정적으로 달라지는 소위 ‘전략적 상황’을 전제한다는 점에서 게임이론이라는 표현은 유의미하다. 게임이론에서 게임이란 우리가 관심이 있는 이러한 실제 세계에서의 어떤 전략적 상황을 수학적으로 모형화한 것이다. 인간의 경제 활동이나 정치 활동 대부분이, 각 개인의 의사 결정이 타인의 행동에 의해 영향을 받는 이러한 전략적 상황에 해당되기에 게임이론은 경제학이나 정치학 분야에서 매우 큰 의미를 지닌다.이중원 서울시립대 교수·과학철학우리 주변의 전략적 상황에 대한 가장 기본적인 모형은 ‘죄수의 딜레마’ 게임이다. 두 사람의 살인 용의자가 증거가 불충분한 상태로 경찰에 잡혀 와 서로 격리된 상태에서 취조를 받고 있는데, 경찰은 자백을 유도하기 위해 다음과 같은 제안을 한다. 두 사람 가운데 한 명이 자백하면 그 사람은 무죄이고 자백을 하지 않는 사람은 10년형을 받게 되며, 둘 다 자백하면 각자 징역 5년형을 받고, 둘 다 묵비권으로 침묵하면 1년형을 받게 된다는 것이다. 상대방이 어떠한 선택을 할 것인가를 알 수 없는 상황에서 각 개인은 결국 자신의 이익을 극대화하는 전략으로 자백을 선택하게 된다. 그런데 이는 결과적으로 묵비권 행사에 비해 손해를 보는 것이어서 합리적이지 못하다. 결국 게임이론이 말하고자 하는 바는 각 개인들이 저마다 자신의 이익을 합리적으로 추구하는 것이 반드시 사회적 최적상태로 연결되는 것은 아니라는 것이다. 냉전시기의 미국과 소련의 군비경쟁이라든가 희귀자원에 대한 국가의 약탈적 개발 등이 죄수의 딜레마 구조를 가진 전략적 상황의 실제 예들이다. 그렇다면 게임이론은 자연현상에도 적용 가능할까. 최근 진화생물학 분야에서 게임이론을 적용하는 시도가 나타났다. 유전자들은 기본적으로 이기적임에도 서로 협력해 생명체의 이타적 진화를 어떻게 가능하게 하는지를 설명하기 위해, ‘맞대응’(Tit for tat) 전략을 적용해 ‘죄수의 딜레마’ 게임을 반복 시행하는 진화론적 게임 모형을 개발한 것이다. 여기서 맞대응 전략이란 처음에는 협력하고 이후에는 상대방의 행동에 맞춰 대응하는 것인데, 가령 상대방이 이전에 협조를 했다면 협조하고 배반을 했다면 배반하는 것이다. 이 진화론적 게임이론은 일벌이 꿀을 지키기 위해 침입자에 벌침을 쏨과 동시에 자신도 희생당하는 이타적 행동을 설명하는 데 적용되고 있다. 또한 동물의 돌연변이와 자연선택 과정에서 진화적 안정성과 균형이 어떻게 확립되는가를 설명하는 데에도 적용되고 있다. 한편 2012년 5월에는 미국 라이스 대학의 호세 오누시크 교수와 이스라엘 텔아비브 대학의 에셸 벤야콥 교수가 이끄는 연구진들에 의해 “박테리아들도 인간처럼 생존을 위해 죄수의 딜레마 게임 규칙을 따른다”는 연구결과가 발표됐다. 흙속에 사는 고초균이라는 박테리아는 가뭄이나 방사능 유출 등으로 환경이 가혹하게 나빠지면 갑옷처럼 단단한 껍질로 둘러싸인 포자로 변신해 있다가 환경이 좋아지면 다시 평범한 세균 형태로 복귀한다. 그런데 포자로 변신하려면 신진대사를 줄이고 이를 위해 다시 유전자의 절반을 버려야 하는데, 이때 죄수의 딜레마 게임 규칙에 따라 이웃하는 다른 세균과 의사소통을 하고 눈치를 살피면서 버린다는 것이다. 이러한 연구 결과는 인체 내에서 정상세포가 갑자기 암세포로 변질되는 과정에 대한 분석에도 동일하게 적용되고 있다. 한마디로 게임이론은 사회 현상이나 자연 현상 모두에서 우리가 직관만으로는 깨닫기 힘든 어떤 전략적 상황이 갖는 다양한 함의를 이해하는 데 많은 도움을 주고 있다.이중원 서울시립대 교수·과학철학

코끝에 닿는 봄바람이 싱그러운 봄, 온 세상이 꽃 천지이다. 길 위에서 만나는 뭇 생명들이 펼치는 향연은 그 자체만으로도 경이롭다. 그런데 산림청과 한국갤럽의 여론조사에 따르면 우리 국민들에게 가장 친숙한 나무인 소나무에 대해 논란이 일고 있다. 소나무를 나라의 대표 나무인 국목(國木)으로 지정하려는 국회의원들의 결의안이 진행되고 있다. 반면 소나무 등 침엽수 위주의 조림이 생물다양성을 저해하고 큰 산불을 부추기므로 조림수종으로 부적합하다는 주장도 있다. 소나무에 치명적인 소나무재선충병 때문에 소나무 위기론도 나왔다. 지구온난화에 따라 한반도에서 소나무 숲이 사라질 수 있다는 비관론까지 있다. 소나무를 두고도 국민들의 시각이 서로 너무 다름을 알 수 있다.소나무는 약 1억3500만년 전부터 6500만년 전 사이인 중생대 백악기 때 한반도에 처음 등장한 이래 이 땅에 가장 오랫동안 적응해 살아온 나무로 산림 면적의 23% 정도를 차지한다. 산림의 40% 정도에 달하는 침엽수림과 산림의 27%에 이르는 침엽수와 활엽수가 섞인 혼합림도 소나무가 주종을 이루니 진정한 이 땅의 지킴이 나무이다.소나무는 자연생태와 문화적으로 우리와 가까이에서 의식주와 역사를 함께했다. 아기가 태어나면 타인의 출입을 제한하기 위해 친 대문 위 금줄에는 장수를 비는 뜻으로 늘 푸른 솔가지를 꽂았다. 아이들은 솔밭 아래서 뛰며 글을 읽으며 자랐다. 소나무 목재로는 집을 짓고 가구를 만들고 송판으로는 망자(亡者)의 관을 만들었다. 소나무는 변치 않는 정절을 상징으로 사군자(四君子·梅蘭菊竹)와 함께 시와 그림의 소재였다.소나무는 계절에 따라 다양한 혜택을 주었다. 봄철 보릿고개에 소나무의 속살인 송기와 솔숲에 나는 봄나물은 귀한 먹을거리였다. 여름에 마을 뒤 솔숲은 폭우로 인한 산사태로 마을에 피해가 나는 것을 막아주었다. 가을철 깊은 산 소나무 숲에서 거두는 송이버섯과 복령 등은 귀한 소득원이었고, 한가위에 송편을 찔 때면 솔잎을 깔아 피톤치드의 살균력을 활용했다. 겨우내 뒷산의 솔숲은 차가운 북풍을 막아 주었고, 솔잎, 솔가지, 솔방울은 추위를 이기는 데 필수적인 땔감이었다. 계통분류학적으로 소나무는 식물계 관다발식물문 침엽강 소나무목 소나무과 소나무속(屬) 나무의 하나이다. 한반도에 자생하는 소나무속 나무는 바늘잎이 두 개씩 묶여 자라는 소나무, 곰솔, 만주곰솔 등 3종과 바늘잎이 다섯 개씩 묶여 있는 잣나무, 눈잣나무, 섬잣나무 3종 등 모두 6종이 있다. 한편 야산에 흔한 바늘잎이 세 개인 소나무류인 리기다소나무, 백송, 테에다소나무 등과 바늘잎이 다섯 개인 스트로브잣나무 등은 외래종이다. 백송은 조선시대에 중국에서 관상용으로 들여왔고 일부는 천연기념물로 지정됐다. 리기다소나무, 테에다소나무 등은 20세기 초 산림녹화를 위해 북아메리카에서 수입해 조림한 수종이다. 공우석 경희대 교수·지리학소나무속 나무들의 지리적인 분포를 보면 소나무는 한반도 마을 뒷산부터 산의 중턱까지에 가장 흔한 종류로 온난건조한 기후에서 번성하지만 러시아에서는 희귀종이다. 곰솔은 제주도와 남서해안 바닷가와 섬에 흔하다. 만주곰솔은 북한의 일부 산지에만 분포한다. 잣나무는 중북부 내륙 산지의 높고 추운 곳에서 잘 자란다. 눈잣나무는 설악산과 북한의 고산에 드문드문 분포하는 한대성 수종으로 빙하기에 한반도로 이동해 온 유존종이다. 섬잣나무는 눈비가 많고 무덥지 않은 울릉도에서만 자생한다.소나무, 곰솔, 잣나무는 재선충병 때문에 수난을 겪고 있고 눈잣나무, 섬잣나무, 만주곰솔은 기후변화에 따라 미래가 불확실하다. 남북한에 널리 분포하는 소나무 등 토종나무들의 계통분류, 유전, 지리, 생태, 산림관리를 정부기관과 학계가 뜻을 모아 과학적으로 연구하고 체계적으로 관리 대응하는 데 힘을 모을 때이다.공우석 경희대 교수·지리학

오래전 개봉했던 ‘여자는 남자의 미래다’라는 영화제목 탓인지, 가끔 길을 가다가 유치원생 여자아이와 함께 걷고 있는 젊은 엄마들을 보면 ‘딸은 여자의 과거다’라는 엉뚱한 문구가 떠오르곤 한다. 요즘은 성형수술이 하도 흔해서 얼굴이 엇비슷한 젊은 엄마를 많이 보게 되지만, 성형 전 원래 얼굴이 어땠을까는 상상하기도 어렵다. 그렇지만, 옆에 있는 어린 딸의 얼굴을 보면 엄마의 과거 얼굴이 쉽게 연상되기 때문이다. 내 공상은 계속된다. 만일 수술한 얼굴이 유전된다면 얼마나 좋을까? 그러나 현실에서는 불가능한 일이다. 유전자를 바꾸지 않는 한 후천적으로 얻어진 특성은 자식에게 전달되지 않는다. 그런데 최근의 생물공학은 이 공상을 현실화시키려 하고 있다. 즉 유전자 자체를 바꾸어서 질병을 치료하려는 연구가 진행되고 있는 것이다. 이러한 시도가 가능한 것은 엄청나게 많은 유전자 정보, 즉 ‘염기서열’을 신속히 읽어낼 수 있는 기술이 개발된 것과 이런 유전자 정보를 공학적으로 조작하려는 ‘게놈 공학’(Genome engineering)의 발전 덕분이다. 인간에게 치료가 어려운 여러 가지 질병, 예를 들어 인간면역결핍 바이러스(HIV)감염, 혈우병, 그리고 일부 암의 경우에는 이러한 질병을 일으키는 유전자 부위를 골라서 잘라버리거나 다른 유전자로 교체를 해버리면 치료가 가능하다. 즉 유전자를 우리가 원하는 대로 편집할 수만 있다면 불치의 병도 고칠 수 있는 것이다. 이런 소설 같은 일이 실현될 수 있는 기술로 자리매김한 것은 채 10년도 되지 않았다. 특정 유전자를 찾아서 잘라낼 수 있는 ‘Zinc-finger nuclease’, 쉽게 말해서 ‘유전자 가위’와 같은 기술이 등장했고, 근래에는 특정 유전자 염기서열에만 결합하는 리보핵산(RNA)을 이용해 유전자를 조작하려는 기술도 등장했다. 그러나 현재까지 이 기술이 적용된 것은 살아있는 성인을 대상으로 한 유전병의 치료였다.  강호정 연세대 교수·사회환경시스템공학그런데 인간들은 더 놀라운 시도를 계획하고 있다. 인간 배아를 대상으로 유전자 편집 기술을 적용하려는 연구자들이 나타난 것이다. 만일 이 기술이 완전하다면 인간 질병 치료에 획기적인 전기가 될 수 있는 것이다. 왜냐하면 배아단계에서는 세포의 수가 많지 않기 때문에 일부의 세포만 치료를 해도, 이 정상적인 세포가 분열을 해서 건강한 성인으로 자라날 수 있기 때문이다. 하지만 여기에는 커다란 윤리적 문제가 도사리고 있다. 배아에 대한 유전자 치료가 제대로 되었는지는 아이가 출생하거나 출생 후 몇 년이 지나기 전까지는 확인이 불가능할 수 있다. 또 기술의 불완전성으로 인해 엉뚱한 유전자가 편집이 되면 더 끔찍한 유전 질병을 낳을 수도 있다. 더 큰 문제는 질병 이외의 악용 가능성이다. 다수의 의료기술들은 질병 치료를 목적으로 시작됐지만 곧 엉뚱한 방향으로 변질되곤 한다. 처음에 유전병을 치료할 목적으로 개발된 방법도 나중에는 머리가 좋은 아이, 키가 큰 아이, 나아가서는 특정 머리카락 색깔이나 눈동자 색을 위한 유전자 편집 기술로 악용될지도 모른다. 아이의 영어 발음을 교정한다고 혀까지 수술하는 극성 부모를 생각해보라. 주름을 펴준다는 보톡스 시술의 경우도 그러했다. 인간의 근육을 마비시키는 세균의 독소에서 추출한 이 물질은 원래 사시(斜視) 치료 목적으로 개발됐다. 그러나 곧 돈이 되는 사업으로 연결이 돼 이 기술은 주름을 펴는 미용 기술로 널리 이용되고 있다. 장기 적용 시 일어날 수 있는 부작용도 잘 모른 채 말이다. 그렇다면 이런 연구를 모두 중단시켜야 하는가? 그렇지는 않다. 기술의 효용성을 확인하기 위한 실험과 연구는 계속돼야 한다. 다만 환자 치료를 목적으로 한 성급한 적용은 절대 금지해야 한다. 특히 기술의 개발 단계에서부터 다양한 관계자들의 토론과 정보 공개가 절대적으로 중요하다. 단순히 생명공학자나 의사뿐만 아니라 생명윤리학자, 소비자 단체, 언론, 정부관료 모두가 참여하여 다양한 윤리적 문제를 고민해야 한다. 윤리적 고려 없는 기술의 발전은 더 큰 재앙을 가져올 수 있기 때문이다.강호정 연세대 교수·사회환경시스템공학

최근 많은 생명을 앗아간 독일 저먼윙스 여객기 추락 사고에는 부기장의 우울증이 그 원인이라는 주장이 제기되고 있다. 노르웨이의 화가 에드바르드 뭉크가 그린 일그러진 인간의 모습을 보여주는 ‘절규’라는 그림은 인간의 절망과 고통을 표현하고 있는 걸작이다. 화가 반 고흐의 ‘자화상’을 보면 역시 우울, 불안에 시달린 느낌을 갖게 되는데 그래서인지 고흐는 안타깝게도 자살로 생을 마감했다. 현대를 사는 우리 인간들은 현대 사회가 주는 스트레스와 불안감 속에서 생활한다. 스트레스와 불안감을 잘 해결 못하면 우울증도 생기고 심하면 죽음으로까지 연결되는 것이다. 유영제 서울대 교수·화학생물공학스트레스에는 정신적인 것과 물리적인 것이 있으나 우리가 받는 스트레스의 대부분은 정신적인 것이다. 오래전 외국의 어느 연구소를 방문해 들은 이야기이다. 생쥐를 물에 빠트리면 생쥐는 살기 위해 버둥거리며 헤엄치는데, 몇 시간을 그렇게 놔두면 급성스트레스가 생기고 한 번에 30분씩 여러 번 반복하면 만성스트레스에 시달려 그 결과 위가 심하게 헐게 된다. 그러나 어떤 약물을 생쥐에 투여하고 같은 과정을 반복하면 위의 허는 정도가 상당히 줄어든다는 것이다. 이것은 정신적인 스트레스가 몸의 질병으로 연결될 수 있음을, 그리고 신체 내에서 스트레스의 영향 메커니즘을 약물로 차단시킴으로써 증세를 어느 정도 완화시킬 수 있음을 보여주는 결과이다. 불안·초조해지면 우리 인체 내에 유독물질이 발생되기 때문으로 알려져 있다. 반대로 많이 웃으면 세로토닌이 분비돼 몸의 상태가 좋아지고 호감을 느끼는 상대가 있으면 신경전달물질 도파민, 호르몬 옥시토신이 만들어져 행복감을 느낀다고 한다. 이와 같이 정신적인 것은 몸과 연결돼 있다. 홧병으로 죽었다는 옛말은 다 이런 데서 연유한 것이다. 스트레스를 받는 경우, 영향 정도는 개인마다 다르다. 어느 정도의 스트레스는 긍정적인 효과가 있다. 그러나 스트레스가 너무 심해지면 여러 가지 문제가 생기니 평소에 스트레스가 심해지지 않도록 해야 한다. 그리고 스트레스를 풀 방법을 강구해야 한다. 그러면 어떻게 스트레스에서 벗어날 수 있을까. 스트레스를 이겨낼 수많은 방법이 소개되고 있지만 크게 보면 두 가지이다. 하나는, 정신적인 것은 정신으로 풀어야 한다는 것이다. 세상 일들을 너무 심각하게 받아들이지 말고 유연한 사고 방식과 자세를 갖도록 해 몸이 스트레스를 덜 느끼도록 해야 한다. 그리고 관심을 다른 곳으로 돌려 스트레스를 덜 느끼도록 해야 하는데 그러한 방법 중의 하나가 독서이다. 6분간의 독서가 스트레스를 상당 부분 해소시킨다는 보고도 있다. 또 친구와 이야기를 나누는 것은 뇌의 특정 부분에 쌓인 스트레스를 줄여주는 방법으로 보고되고 있다. 다른 하나는, 스트레스가 몸에 미치는 영향을 줄여야 한다. 스트레스를 느끼면 심호흡을 해 몸에 산소를 많이 공급하거나 땀 흘리는 운동을 하여 몸이 느끼는 스트레스를 완화시켜야 한다. 그래도 안 되면 임상심리상담사 등 전문가를 찾아야 한다.미국은 대학에 진학하려고 하는 경우 자기소개서에 좋아하는 스포츠, 다룰 수 있는 악기에 대해 언급하도록 하고 있다. 이것은 공부하는 동안 그리고 그 이후 사회 생활을 하는 동안 수많은 스트레스가 생기게 되는데 그때 스포츠와 악기 연주가 스트레스 해소와 정서적 안정에 큰 도움이 되기 때문이라고 한다. 또 미국의 대학은 대부분 1월 중순에 학기를 시작하는데 학기 중간에 1주일 정도 봄방학(Spring Break)을 한다. 두 달 정도 공부를 열심히 하다 보면 스트레스가 생기기 십상인데 봄방학이 스트레스를 해소할 좋은 기회인 것이다. 이처럼 스트레스 해소에 잠시 여유로운 시간을 가지는 것도 좋을 듯하다.웬만한 스트레스는 긍정적으로 생각하고 도전해야 한다. 그리고 스트레스를 이겨낼 자기만의 방법과 전략을 갖고 있어야 한다. 그래야 로이 리히텐슈타인의 작품 ‘행복한 눈물’처럼 행복을 맛보는 삶을 누릴 것이다.유영제 서울대 교수·화학생물공학

최근 목성의 가장 큰 위성인 가니메데에 지구의 바다보다 더 많은 양의 물이 존재한다는 연구 결과가 발표됐다. 허블 우주망원경이 가니메데 극지의 오로라를 정밀하게 측정한 결과라고 한다. 많은 천문학적 발견의 뒤에는 허블 우주망원경이 자리 잡고 있다. 외부 은하의 존재 및 우주의 팽창을 밝힌 천문학자 에드윈 허블의 이름을 딴 이 기념비적 우주망원경의 나이는 얼마나 될까. 오는 24일이 되면 벌써 스물다섯 살이 된다.대기권 밖으로 망원경을 보내자는 아이디어는 천문학자 라이먼 스피처가 1946년에 처음으로 제안했다. 미항공우주국(NASA)에서 1960년대 말부터 추진하기 시작한 허블 우주망원경은 예산 문제와 우주왕복선 챌린저호 폭발의 여파로 규모가 줄어들고 발사가 연기되다가, 1990년 4월24일 디스커버리호에 실려 지구의 궤도로 올려졌다.  고재현 한림대 교수·물리학직경 2.4m짜리 주거울에 문제가 있다는 것을 발사 후 보내온 사진을 통해 확인한 나사가 이를 3년 반 만에 수리하는 등 다양한 우여곡절이 있었으나, 허블 망원경이 지난 사반세기 동안 찍은 150만여 장의 사진으로 인해 밝혀진 우주의 비밀은 정말 놀랄 만한 것이었다. 천문학자들은 허블 망원경을 이용해 우주의 팽창 속도를 정확히 측정해 우리 우주의 나이가 137억년이라는 것을 밝혔다. 그 후 우주배경복사에 대한 정밀한 측정을 통해 138억년으로 수정되기는 했지만, 우리는 허블 망원경의 도움으로 우주 나이를 정확히 알게 된 첫 세대가 된 것이다. 게다가 우주가 과거보다 더 빠르게 팽창하고 있다는 사실과 이런 가속팽창을 일으키는 암흑에너지의 존재를 밝히는 데 있어서 결정적 역할을 한 것도 바로 허블 망원경이었다. 아직 암흑에너지나 암흑물질의 정체는 오리무중이니, 우주에 대해 더 많이 알수록 모르는 부분도 비례해 많아진 셈이다. 가장 강력한 성능의 망원경이었던 만큼 허블 망원경은 가장 먼 거리를 볼 수 있었다. 빛의 속도는 유한하기 때문에 가장 멀리 있는 물체에서 오는 빛은 그만큼 더 먼 과거에서 출발한 빛이다. 결국 허블 망원경은 인류 역사상 가장 먼 과거를 볼 수 있는 타임머신인 셈이다. 허블 망원경이 바라본 초기 우주, 즉 빅뱅 후 6억∼8억년이 지난 후의 모습은 우주 생성 후 별의 탄생과 은하의 진화에 관한 소중한 자료를 제공했다. 그렇지만 허블 망원경의 성능은 거기까지였다. 우주 초기 별의 탄생과 은하의 형성 과정을 정확히 밝히기 위해서는 더 멀리, 더 먼 과거를 볼 수 있어야 했다. 다섯 차례의 수리와 업그레이드를 거쳐 수명이 연장된 허블 망원경은 2017년 이후 서서히 대기권으로 추락해 소멸될 예정이라 한다. 그렇지만 허블보다 더 강력한 제임스 웹 망원경이 준비돼 몇 년 후 발사될 것이라는 점은 다행스러운 일이다. 유효 직경 6.5 m의 주 반사경을 장착할 이 차세대 망원경은 허블 망원경의 한계를 넘어 빅뱅 후 2억년이 지난 초기 우주로 우리를 안내할 것이다. 특히 최초의 별과 은하에서 떠나온 빛들이 우주 팽창에 따른 도플러 효과로 인해 파장이 길어지면서 적외선 영역으로 변화된 만큼, 천문학자들은 적외선을 볼 수 있는 강력한 검출기로 무장한 제임스 웹 망원경이 우주의 초기 모습을 생생히 보여줄 수 있을 것으로 기대하고 있다.1610년 밤하늘을 향했던 갈릴레오의 작은 망원경은 천상과 지구의 경계를 무너뜨리는 세계관의 혁명을 일으켰다. 1920년대 에드윈 허블이 사용한 윌슨산 천문대의 100인치 망원경은 외부 은하가 존재할 뿐만 아니라 이들이 우주 팽창에 의해 서로 멀어지고 있다는 사실을 밝혀 현대 우주론의 출발을 선포했다. 허블 우주망원경에 의해 베일이 벗겨지기 시작한 초기 우주의 모습을 제임스 웹 망원경이 어떻게 상세히 드러낼까. 우주의 진화와 관련된 어떤 비밀이 우리를 기다리고 있을까. 역사상 가장 흥미로운 과거로의 시간여행이 펼쳐질 시대에 살고 있다는 것은 정말 다행스러운 일이다.고재현 한림대 교수·물리학

요즘 로봇에 대한 관심이 사회적으로 점점 높아지고 있다. 생활 속에 이미 익숙해져 버린 청소로봇, 강아지로봇 등을 넘어서 특별히 인간처럼 생각하고 행동하는 휴머노이드 로봇에 대한 관심이 고조되고 있다. 가령 인간의 감정을 표현하면서 사람과 대화를 나누는 미국 매사추세츠 공과대학의 ‘키스멧’, 방문객의 의사를 정확히 간파하여 이에 적절히 응대하는 일본 혼다의 ‘아시모’ 등. 예전에는 공상 과학소설이나 영화 속에서나 나올 법한 얘기였지만 이제는 우리의 실생활에서 점차 현실화되고 있다.그런데 이렇게 휴머노이드 로봇에 사람들의 관심이 높아지는 이유는 뭘까. 여러 가지 다양한 이유가 있겠지만 한 가지 중요하고 분명한 것은, 휴머노이드 로봇에 대한 연구를 통해 그동안 과학적인 설명이 어려워 주로 인문학에 의존해 왔던 인간 존재에 관한 질문 특히 지능, 감성, 의식, 자율성, 자유의지 등과 같은 인간의 조건에 대해 과학적 설명이 어느 정도 가능할 수 있으리라는 믿음이다. 만약 인간다움의 이 같은 조건을 로봇에 구현할 수 있다면, 그것은 곧 이에 대한 과학적 규명이 가능해졌음을 의미하기 때문이다.공교롭게도 이와 유사한 문제의식에서 이미 휴머노이드 로봇이 어떤 능력을 갖추면 인간이 될 수 있는지를 다룬 소설이 있다. 바로 미국의 과학자이자 소설가인 아이작 아시모프가 1976년에 발표한 ‘바이센테니얼맨’이다. 영화로도 만들어진 이 소설이 우리에게 흥미를 끄는 것은 인공지능 로봇이 200년 만에 사람으로 인정받게 된다는 다소 황당한 결론이 아니라, 로봇이 인간이 되기 위해 갖추어야 할 조건을 언급하면서 로봇을 통해 인간의 조건을 되새겨 보고 있다는 점이다. 그렇다면 여기서 말하는 인간의 조건이란 무엇일까. 이중원 서울시립대 교수·과학철학앞으로 로봇은 기본적으로 인공지능을 갖고 태어날 것이다. 이러한 인공지능 로봇은 고도로 지적이고 이성적인 작업을 수행할 수 있도록 알고리즘이 설계돼 있어 특정 분야에서의 전문적인 작업을 인간을 훨씬 능가해 수행할 수 있다. 영화에 등장하는 로봇도 원래 가사 일을 전문적으로 수행하도록 만들어진 가사로봇이었다. 그러나 이러한 인공지능 로봇에게 인간의 기본적인 조건인 창의성이나 감성은 아직 없다. 창의성을 갖추려면 스스로 학습하면서 최초 입력된 프로그램을 뛰어넘어 자유롭게 진화할 수 있는 자기주도 학습능력과 자율성이 필요하다. 또한 인간적인 감성을 표현하기 위해서는 감각적인 정보를 수집·분석하고 표현할 수 있는 일차 감정과 사랑, 동정, 분노 등을 표현할 수 있는 고차적인 이차 감정 모두가 필요하다. 이러한 자율성과 감성을 어떻게 공학적으로 설계할 것인지는 아직 미지수지만, 이것들은 인간에게 없어서는 안 될 중요한 조건으로서 합리적인 이성과 함께 인간의 의식과 마음, 나아가 자의식과 자유의지를 만들어 낸다. 그리고 이러한 자의식과 자유의지가 있어야 하나의 자율적인 인격체로서 자유와 권리를 누릴 수 있게 된다.영화에서도 비록 우연적 사고로 시작됐지만 이와 같은 일련의 요소가 어떻게 발생하는지 시간적 계기와 단계를 살려 잘 묘사돼 있다. 그렇다면 인간이 되려면 이것으로 충분할까. 영화는 인공피부로 인간과 동일한 모습을 지니고 자유의지를 가진 하나의 인격체로 발전해 한 여자를 사랑하게 된 주인공 로봇을 아직 인간으로 보지 않고 있다. 사랑하는 사람이 늙어 죽어감을 그저 지켜볼 수밖에 없는, 늙지도 죽지도 않는 로봇은 아직 인간이 아닌 것이다. 노화와 죽음, 이를 통해 생사고락을 함께할 수 있어야 비로소 인간이 될 수 있는 것이다. 비록 하나의 소설이고 영화이지만, 미래사회에 등장할 휴머노이드 로봇을 통해 과연 인간은 어떤 존재인가, 어떤 존재이어야 하는가를 현재 되묻고 있을 뿐만 아니라, 미래에 인간을 닮은 로봇을 개발함에 있어 무엇이 필요한지를 잘 설명하고 있다. 하지만 인간의 조건들이 과연 과학으로 모두 규명될 수 있을지는 의문이다.이중원 서울시립대 교수·과학철학

얼마 전 우리의 식목일(植木日)에 해당하는 북한의 ‘식수절’(植樹節)이었다. 식수절은 1947년 4월 6일 북한의 김일성 주석이 문수산에 직접 나무를 심은 날을 기념해 모든 북쪽 주민이 나무를 심는 날이다. 1999년부터는 북한 내 기후조건에 맞추어 3월 2일로 식수절을 앞당겼다.2014년에 김정은 국방위원회 제1위원장은 “1990년대 고난의 행군시기부터 식량과 땔감을 해결하기 위해 나무를 마구 베어내고 산불도 막지 못해 산림자원이 많이 줄었다”며 산림 훼손이 심각함을 인정했다. 그리고 10년 안에 모든 산에 65억 그루의 나무를 심고 가꾸어 숲이 우거진 ‘황금산’, ‘보물산’으로 만드는 ‘수림화’(樹林化) 목표를 제시했다.올해 초에는 산림 파괴 행위를 엄단해야 하고, 산림 자원을 보호하기 위해 연료림 조성, 석탄 공급 확대 등의 대책을 제시했다. 노동신문도 “산림복구전투에서 애국심을 검증 받으라”, “한 그루의 나무라도 더 많이 심고 가꾸는 사람이 진정한 애국자”라는 구호와 함께 나무 심기를 독려했다. 북한에서 정치 지도자와 언론 매체가 나무심기를 다그치는 것은 그만큼 땔감, 다락밭, 벌목, 산불 등으로 북한 내 산림 파괴의 피해가 커서 산림 복구가 절실하기 때문이다. 1970년대까지 남쪽의 산림 상황도 현재의 북한과 크게 다르지 않아 먹을거리, 땔감, 목재를 얻기 위해 나무를 베어내 민둥산이 많았다. 산에 나무가 없으니 비가 오면 산의 기름진 겉흙이 빗물에 쓸려 나가고, 산사태가 발생하고, 빗물이 일시에 하천으로 몰려 범람해 홍수로 이어져 가옥과 농토가 침수되어 큰 인명과 재산 피해가 발생했다. 남쪽의 황폐한 산지를 푸르게 가꾼 데에는 허가 받지 않은 입산을 금지하고 푸른 숲을 조성하기 위해 식목일 행사와 함께 심은 나무를 가꾸는 육림(育林)을 하면서 자연과 환경을 보호하는 국민운동인 산림녹화운동이 큰 기여를 했다. 우리의 식목일은 1872년 미국에서 시작된 나무 심는 날인 ‘아버 데이’(Arbor Day)를 참고했다. 정부는 1949년에 대통령령으로 ‘관공서의 공휴일에 관한 건’을 제정해 24절기 가운데 나무심기에 좋은 청명(淸明) 전후인 4월 5일을 식목일로 지정했다. 그 뒤 식목일은 공휴일과 기념일에서 폐지되고 부활되기를 거듭하다가 2006년부터 다시 공휴일에서 폐지됐다. 예전에는 식목일 앞뒤 한 달 동안 모든 국민이 마을, 학교, 직장, 군부대 단위별로 나무를 심는 ‘국민식수기간’으로 정해 숲을 가꾸고 산지를 자원화하는 일에 힘을 쏟았다. 공우석 경희대 교수·지리학그 결과 우리나라는 제2차 세계대전 이후에 조림에 가장 성공한 모범국가가 됐고, 유엔과 같은 국제기구와 월드워치 인스티튜트의 레스터 브라운 소장 같은 환경전문가들이 사막화 문제를 겪고 있는 국가에게 한국의 조림 경험을 배울 것을 권고하기에 이르렀다.산에 나무를 심어 가꾼 산림이 우리 국민들에게 주는 혜택은 대기 정화, 기후변화 완화, 수원 함양, 토사유출 방지, 생물다양성 보존, 산림 휴양과 치유, 산림 경관, 관광, 자원 생산 등으로 다양하다. 산림이 주는 공익적 가치를 돈으로 환산하면 2010년 기준으로 109조원으로 국내총생산(GDP)의 9.3%에 이르고, 국민 한 사람에게 연간 216만원 정도의 산림복지 혜택이 돌아간다.한반도는 백두대간을 축으로 남과 북이 하나로 이어진 땅이고 같은 바다로 둘러싸여 있어 생태계도 서로 연결돼 있다. 북한의 산림 황폐화는 북한만의 문제가 아니어서 우리의 자연생태계에도 적지 않은 영향을 주게 된다. 정치군사적인 상황과 관계없이 하루빨리 북한의 산림 복구와 함께 기후변화에 따른 생물다양성 감소와 생태계 교란 문제 등 생태환경통일을 논의하기 위해 남과 북이 마주 앉아야 하는 이유가 여기에 있다.공우석 경희대 교수·지리학

최근 ‘사이언스’지에는 흥미로운 논문이 한 편 실렸다. 미국에서 정치적으로 보수적인 공화당 지지자와 진보적인 민주당 지지자 가운데 누가 더 행복할까에 관한 심리학적 연구가 그것이다. 이전에 수행된 연구를 통해 일반적으로 알려진 사실은 보수적인 사람이 더 행복감을 많이 느낀다는 점이다. 행복감은 경제적 상황, 도덕성, 집단에 대한 충성도, 현재나 미래에 대한 태도 등과 밀접한 관련이 있기 때문에 당연히 정치적 성향과 연관이 될 수 있다. 그런데 이번 연구가 밝힌 새로운 사실은 실제로는 진보적인 사람이 더 행복하다는 점이다. 기존의 연구는 사람들에게 자신이 얼마나 행복한지를 물어보는 방식으로 진행됐는데 보수적인 사람은 자신이 느끼는 행복을 과장해 보고했다는 것이다. 강호정 연세대 교수·사회환경시스템공학사실 사람들이 느끼는 행복을 객관적으로 측정하기란 쉬운 일이 아니다. 이번 연구를 진행한 학자들은 설문조사보다는 좀 더 객관적인 방법을 시도했다. 정치인이나 일반인이 사용하는 어휘를 언어학적인 방법으로 분석했고, 사진을 분석해 입꼬리만 올라가는 억지웃음과 행복감에서 나오는 진짜 웃음을 구분했다. 이들은 대규모 심리 설문조사 자료뿐 아니라 미국 공화당과 민주당 의원의 의사록, 회의기록 문서, 공개된 사진을 분석했다.더 나아가 대표적인 소셜네트워크서비스(SNS) 매체인 트위터와 링크트인에 나타난 사진과 단어도 같은 방식으로 분석함으로써 정치 성향에 따른 대중의 행복도도 분석했다. 이 모든 분석에서 진보적인 성향의 사람이 보수적인 사람보다 더 행복하다는 일관된 결과가 나왔다. 즉 보수는 자신이 행복하다고 ‘말하고’ 있을 뿐이고, 진보는 행복함을 ‘보여주고’ 있는 셈이다. ‘행복’이라는 애매한 문제뿐 아니라 딱딱하고 객관적인 과학에서도 보수와 진보 성향의 사람은 전혀 다른 반응을 보인다. 기후변화의 문제가 대표적이다. 과학자들이 논문을 통해 발표한 연구 결과 중 97%는 기후변화가 인간 활동 때문에 야기됐다는 점을 보여줬다. 즉 과학자 사이에서는 객관적 사실에 대한 합의가 이미 이루어진 셈이다. 그러나 대중들 중 상당수는 아직도 과학자 사이에 기후변화의 원인에 대해 논쟁이 진행 중이라고 오해하고 있다.더 흥미로운 것은 기후변화에 회의적인 미국인 중 공화당 지지자는 70%에 달한다. 이에 반해 기후변화가 심각한 문제라고 믿고 있는 사람 중 민주당 지지자는 80%를 넘어선다. 과학적 사실도 자신의 정치적 견해에 따라 입맛대로 해석하고 받아들이고 있는 것이다. 충분한 과학 교육, 지속적인 토론을 통해 사람의 생각을 고칠 수 있을 것 같지만 실상은 그렇지가 않다. 미국 내에서 어떤 정치적 성향을 가진 사람이든지 교육의 정도가 높아지면 기후변화를 좀 더 사실로 받아들이는 경향이 있다. 그런데 딱 한 그룹, 바로 극보수 정치 집단인 ‘티파티’(Tea Party) 운동가들은 예외다. 이 집단에서는 교육의 정도가 높을수록 오히려 기후변화를 부정하는 경향을 보인다. 지나친 정치적 신념은 객관적 사실을 덮어버릴 수 있다.우리나라도 예외는 아니다. 4대강 사업 후 생태계가 살아났다고 주장하는 학자나 북한과 관련된 사실은 어떠한 수치를 들이대도 믿지 않으려는 사람의 모습에서 정치적 견해가 과학적 사실을 왜곡하는 현실을 잘 볼 수 있다. 위 연구의 중요한 함의 중 하나는 이런 사람에게 틀렸다고 지적하는 것은 문제 해결에 아무 도움이 안 된다는 점이다. 오히려 이들은 극단적인 방법으로 자신의 주장을 펴려고 한다. 그보다는 이들의 ‘집단 효용성’을 낮추는, 즉 그들의 주장이 바른 정책 결정에 영향을 줄 수 없다는 점을 보여주는 것이 효과적인 해결책이다.강호정 연세대 교수·사회환경시스템공학