가뭄이 예사롭지 않다. 더욱 심각한 것은 충남을 비롯해 일부 지역에서는 벌써 몇 년째 가뭄이 이어지고 있다는 점이다. 이런 가뭄 수준의 강수량은 지구의 허파라 불리는 숲을 이루는 데 한계 수준에 접근할 만큼 위험한 상황이다. 가뭄이 지속되면 울창한 숲을 이루지 못하는 것은 물론 가용한 물의 양에 맞춰 나무가 드문드문 자라나는 사바나와 유사한 식생이 성립될 가능성이 짙다. 자연이 마실 물이 없으니, 당연히 인간이 마실 물도 부족하게 돼 지금 조절 급수마저 논하고 있다.우리는 기후변화를 논할 때 흔히 기온 상승만을 고려해 우리나라가 아열대지역으로 바뀐다는 얘기를 해왔다. 그러나 기후변화는 지구의 온도 상승만이 아니라 해수면 상승, 가뭄과 홍수, 태풍이나 돌풍과 같은 기상이변을 동반하거나 유발하기도 한다. 또 기후변화는 물리적·생물적·사회적 원인이 복합된 문제로 세계경제를 위협하는 최대 위험요인으로 작용하기도 한다.겨울철 제주도에 내리는 눈은 집중호우의 몬순기후와 물을 오래 간직하지 못하는 현무암의 특성이 함께 작용해 겨우내 쌓여 있다가 봄이 되면 천천히 녹아 우리나라에서만 자라는 특산식물 구상나무에 물을 공급하며 생명수로 기능을 해왔다. 그러나 기후변화로 겨울에 기온이 올라가고 강설량은 크게 감소해 한라산을 비롯한 여러 지역에서 구상나무 수만 그루가 고사되면서 멸종을 걱정할 수준에 이르렀다. 이뿐만 아니라 제주도를 비롯해 한반도 남동부에 확산 중인 재선충병은 우리나라 국민이 가장 좋아한다는 소나무를 이 땅에서 몰아낼 기세다. 이창석 서울여대 교수·동아시아생태학회연합회장올해 5월 초 강릉을 비롯한 여러 지역에서 발생한 대형 산불은 또 어떠한가. 흔히 우리나라의 산불, 그중에서도 대형 산불은 얼마 전까지만 해도 주로 신록이 발생하기 이전인 4월에 발생했다. 그러나 올해는 신록이 제 모습을 갖춘 5월에 대형 산불이 발생하며 이례적인 기록을 남겼다.이와 더불어 가뭄이 이처럼 심해지기 전까지만 해도 전국적으로 강수량은 조금 늘었거나 그대로인데 강우 빈도는 줄었다. 이는 곧 폭우 발생 가능성이 늘어났다는 의미다. 그런데 집중호우 시 물이 흘러갈 하천은 현실을 무시한 인위적인 하천 관리전략이 적용되면서 물이 흐를 수 있는 단면이 크게 좁아져 침수피해를 가중시키고 있다. 기후변화에 따라 늘어난 이상기상 현상과 해수면 상승으로 인한 해수의 하천 유입은 하천에 또 다른 압력으로 작용하며 하천을 위험한 공간으로 부상시키고 있다.인간 영역으로 관심을 옮겨보면 열대 지역에 국한됐던 질병이 점점 우리를 위협하고 있다. 그중에서도 우리를 두렵게 하는 것은 신생아의 소두증 등을 유발하는 것으로 알려진 지카바이러스의 한 매개체인 흰줄숲모기가 지구온난화에 따른 기후변화로 서울에서도 발견됐다는 점이다. 이 모두가 기후변화와 직·간접적으로 연관돼 나타나는 현상이다. 그러면 우리는 어떻게 기후변화로부터 안전한 환경을 확보할 수 있을까. 무엇보다 기후변화 실태를 정확하고 정밀하게 파악해야 한다. 이웃나라 일본은 전국적으로 약 3000곳의 대상지역을 지정해 기후의 변화 상황을 면밀히 모니터링하고 있다. 미국도 기후변화에 적극 대응하기 위해 전국에 촘촘한 관찰망을 구축해 놓고, 미시적 관찰로부터 거시적 관찰에 이르기까지 수준별 관찰을 이어가고 있다. 유럽도 대륙 전체를 덮는 관찰 네트워크를 구축해 기후변화를 지속적으로 감시하고 있다.그러나 우리나라의 경우 그나마 30여곳에서 관찰해 오던 모니터링마저도 지금은 유명무실해진 상태이다. 즉 기후변화 대비를 위한 진단 다음단계인 예측의 경우 모니터링 결과를 종합한 후 모델을 개발해 이뤄지는 데 진단한 기초자료가 없기에 진행이 불가능하다. 기후변화와 연관돼 다양한 방향과 경로를 통해 인간의 삶이 위협받고 있는 이 시점에 기후변화에 대한 정확한 진단과 예측, 그리고 적응 대책을 체계적으로 준비하는 것은 선택이 아닌 필수이므로 더 늦기 전에 실천이 필요하다.이창석 서울여대 교수·동아시아생태학회연합회장

우리나라의 기후가 예전하고 달라졌다고 많은 사람이 느끼고 있다. 봄과 가을은 금방 지나가는 것 같고, 겨울은 좀 더 따뜻해지고 여름은 더 더워진 것 같다. 그리고 거의 매해 가뭄에 시달리는 지역이 나타나고, 장마철에 비가 별로 오지 않는 마른장마로 지나가기도 하며, 국지적 폭우가 내려 큰 피해를 내기도 한다. 이러한 현상은 지구온난화의 영향이라고 할 수 있는데, 우리나라뿐만 아니라 전 세계적으로 이상기후가 나타나고 있다. 그리고 많은 과학적 연구는 이러한 현상이 인간 활동으로부터 생긴 것이라는 증거를 보여주고 있다. 이에 지구온난화 문제는 정확하게 표현하면 인간 활동의 의한 지구온난화이다.지구 표면의 평균 온도는 1906~2005년의 100년 사이에 섭씨 0.74도 올랐다. 그러나 20세기 전반부에는 오름 폭이 작았다가 1980년 이후 커져 10년마다 섭씨 0.1~0.2도 올랐다. 이는 상당한 변화를 보이는 것으로 19세기 이전 1000년이 넘는 동안 거의 변화가 없었다.  전승준 고려대 교수·물리화학지구의 역사를 보면 온도 변화에 따라 여러 번의 빙하기와 그 사이에 온화한 기후를 보이는 간빙기를 거치며 주기적으로 변화해 왔다. 가장 최근 빙하기가 약 1만 년 전에 끝나고, 현재는 간빙기에 있는 셈이다. 간빙기에도 짧은 주기로 지역에 따라 온도가 내려가는 소빙기가 있어 극지방이나 고산지역에 빙하가 증가하기도 한다. 그러나 100여 년간 상승한 온도는 그 전 1000~2000년의 미세한 주기적 변화에서 상당히 벗어났기에 학자들 사이에서 지구온난화에 대한 이견은 없다. 그러나 지구온난화의 원인이 무엇이냐에 대해 일부 동의하지 않는 중요한 문제가 남아있다.지구 평균기온의 상승은 온실가스에 의한 지구 전체의 온실효과 때문이라는 주장이 1970년대 이후 제기됐다. 잘 아는 바와 같이 비닐이나 유리창으로 둘러싸인 온실의 내부는 따뜻하다. 비닐이나 유리는 가시광선을 잘 투과시키기에 외부로부터 투과해 들어온 가시광선은 온실 내부 물체에 흡수되고 따뜻하게 느끼는 낮은 에너지의 적외선을 방출한다. 돌에 햇볕을 쬐면 돌이 따뜻해지는 현상과 같다. 그런데 비닐이나 유리는 적외선을 통과시키지 않기에 방출된 적외선이 온실 내부에 갇히게 되면서 가열시키는 것이다. 온실가스란 비닐이나 유리와 유사하게 가시광선은 투과시키지만 적외선은 통과시키지 않는 기체를 말한다. 이러한 기체로는 이산화탄소, 메탄, 아산화질소 등이 있다. 이 중 이산화탄소가 지구의 대기권에 압도적으로 많이 존재하기에 대표적인 온실가스로 지목되고 있다.이산화탄소는 산업화 이전에는 단순히 생물의 호흡이나 땔감의 연소를 통해 발생해 대기권에 적당히 평형을 이루면서 존재했다. 그러나 19세기 중엽 이후 석탄, 석유와 같은 화석연료를 대량 사용하면서 대기 중 이산화탄소가 산업화 이전보다 1.5배 이상 급격히 늘어났다. 화석연료는 탄소가 주요 성분이기에 산소와 반응하는 연소작용의 주요 생성물로 이산화탄소를 대량으로 만들어낸다. 이산화탄소는 온실가스이고, 20세기 이후 이산화탄소의 발생이 급격히 늘어났기에 대기 중의 농도가 증가했다는 것은 많은 연구에 의해 증명된다. 단지 대기 중의 이산화탄소가 온실효과를 만들어 기온을 상승시켰다는 것에는 동의하지 않는 학자도 있다. 이러한 논란에 대해 과학적·경제사회적 연구를 종합해 발표하는 유엔 산하 기구 ‘기후변화에 대한 정부간 패널(IPCC)’이 2007년 발간한 제4차 평가보고서는 화석연료가 지구온난화의 주요 원인임을 선언했다.얼마 전 미국 뉴욕타임스의 1면 뉴스 제목은 ‘트럼프 대통령은 아직도 지구온난화가 거짓말이라고 생각하는가. 그렇게 생각하는 사람은 아무도 없다’ 였다. 미국의 파리기후변화협정 탈퇴 선언에 대해 많은 나라가 우려를 나타내고 있다. 경제적 이익 때문에 과학적으로 증명된 사실을 부정하는 것은 어쩌면 우리 지구를 경쟁과 욕심이 자연을 파괴해 오직 거대 석상만 남은 태평양의 이스터섬처럼 만들 수 있을 것이다.전승준 고려대 교수·물리화학

전자부품의 꽃으로 불리는 디스플레이의 변신과 진화가 거침없다. 필자는 강의를 할 때 공학 연구개발자의 어려움을 설명하는 예로 디스플레이 기술을 든다. 자신의 연구분야 기술만 잘 개발해서 될 일이 아니라 같은 목표를 두고 서로 경쟁하는 완전히 다른 기술도 살펴봐야 하기 때문이다. 거기서 승리하는 기술이 성공한다. 과거 디스플레이 기술로는 액정표시장치(LCD)뿐만 아니라 브라운관(CRT), 플라스마 디스플레이 패널(PDP), 전계방출 디스플레이(FED)가 있었다. 하지만, 결국 LCD가 승리해 CRT를 밀어냈다. 그런데 이제는 유기발광다이오드(OLED) 기술이 나타나 LCD와 경쟁하고 있고, 퀀텀닷(양자점, QD) 디스플레이가 떠오르고 있다.자랑스러운 점은 우리나라의 디스플레이 기술이 세계 최고라는 것이다. 지난주 미국 로스앤젤레스에서 열린 국제정보디스플레이학회(SID)에서 참석자들은 우리나라 회사의 전시품에 가장 관심이 많았고, 우리 학자들은 많은 상을 받았다. 특히 삼성디스플레이는 세계 최초로 스트레처블 OLED 디스플레이를 선보였다.이병호 서울대 교수 전기·정보공학LCD는 백라이트에서 나온 백색광의 투과율을 액정을 사용해 픽셀별로 조절한다. 액정 앞에 컬러 필터가 놓여 빨강·초록·파랑을 서브픽셀별로 거르는데, 멀리서 보면 빛의 3원색 원리에 의한 조합으로 다양한 컬러를 나타낸다. 즉, 액정은 자체적으로 빛을 내는 소자가 아니라 빛의 투과율을 조정하는 소자다. 최근 상용화된 발광다이오드(LED) 디스플레이라고 부르는 것은 실제로는 LCD인데 백라이트를 LED로 만든 것이다.OLED 디스플레이는 전류를 흘려주면 스스로 빛을 내는 유기물로 만든 LED를 이용한다. OLED는 백라이트가 필요하지 않기에 얇으며 플라스틱 같은 유연한 기판 위에도 만들 수 있다. 그리고 스스로 빛을 켜고 끌 수 있기에 항상 켜져 있는 백라이트 빛의 투과율을 조정하는 LCD보다 어두운 화면을 잘 표현하며, 완전 검은색을 표현할 수 있어서 검은색에 비해 흰색의 세기를 20만배 이상 되게 구현할 수 있다. LCD는 전압에 따라 액정 분자의 방향이 변화하기에 응답속도가 느리지만, OLED는 빛의 켜고 끄는 속도가 LCD의 1만배 이상 빠르다. 이에, 빨리 변하는 동영상에 대해서도 잔상이 남지 않는다는 장점을 갖는다. 또한 OLED는 색표현이 보다 풍부하며 보는 각도에 따른 색상과 밝기의 변화가 작은 매우 우수한 디스플레이다.QD는 나노미터 크기의 공과 같은 형태의 물질인데 그 크기에 따라 빛의 색깔이 달라진다. 지금 상용화된 QD 디스플레이는 QD를 이용한 LCD이다. QD를 이용한 백라이트를 만들어 이를 LCD에 사용하는 것으로 다양한 색의 재현성이 극대화된다는 장점이 있지만 응답속도가 느리다든가 유연한 디스플레이로 만들 수 없다는 LCD의 단점은 그대로 갖는다. QD를 이용한 이상적인 디스플레이는 QD를 단순한 LCD의 백라이트로 쓰는 것이 아니라 빨강·초록·파랑의 화소로 사용하는 것이다. 연구개발을 필요로 한다.최근에는 마이크로 LED 디스플레이에 대한 관심도 높아지고 있다. LED 디스플레이는 5~10마이크로미터 크기의 초소형 LED를 기판에 붙여 만드는 디스플레이로 OLED 대비 5배 이상의 전력 절감 효과를 낼 수 있으며, 유연한 기판에 만들 수 있고 가벼워 가상현실(VR) 및 증강현실(AR) 디스플레이, 웨어러블 디스플레이 등으로의 응용이 가능하기에 우리나라만 아니라 일본 회사도 개발에 본격 뛰어들었다.모든 첨단 산업이 그렇듯 디스플레이 기술도 중국의 매서운 추격을 받고 있다. 그러나 우리 기업이 아직 디스플레이 시장을 선도하고, 많은 부품·소재·장비 업체가 이를 뒷받침하고 있다. 그렇지만 우리가 글로벌 디스플레이 시장에서 주도권을 빼앗기지 않으려면 공학도와 엔지니어들의 노력이 더욱 더 필요하다 하겠다.이병호 서울대 교수 전기·정보공학

인간의 수명은 얼마나 될까. 의학지식과 의료기술의 발전 덕택에 수명이 길어졌어도 100세까지 산다면 장수에 속한다. 수명이 늘어나는 건 좋은 일이지만, 역시 걱정은 삶의 질이다. 특히 심각한 질병을 겪지 않고 주어진 수명을 온전히 누리는 것은 모든 이들의 공통된 바람이다. 노년에 겪을 수많은 질병이 걱정스럽지만, 그중에서도 치매와 암은 가장 두려운 대상이다.최근 이런 걱정을 덜어 줄 획기적인 연구 성과들이 보고되고 있어 큰 관심을 끌고 있다. 탯줄혈액(제대혈)에 뇌의 노화를 억제하거나 이미 노화가 진행된 뇌의 기능을 젊은 상태로 되돌리는 성분이 있다는 것이다. 또한 탯줄혈액에 존재하는 면역세포는 암세포를 찾아서 죽이는 기능도 훨씬 뛰어나다는 사실이 밝혀지면서 암치료에서도 새로운 가능성이 열리고 있다.설대우 중앙대 교수·분자세포병리학탯줄(제대)은 신생아와 엄마를 연결하는 생명선이다. 탯줄은 생물학적으로 엄마 것이 아니라 신생아가 탄생하면서 생긴 아이의 세포로부터 만들어지는 조직이다. 즉 어른 세포가 아닌 새 생명의 세포라고 할 수 있다. 탯줄혈액은 바로 이 탯줄 안에 있는 혈액을 말한다. 이 탯줄혈액에는 다양한 종류의 세포와 단백질이 존재한다. 백혈병 등의 세포이식에 폭넓게 사용되는 조혈모세포, 또 성체줄기세포의 한 종류로서 다양한 질환에 사용되고 있는 중간엽줄기세포도 풍부하다. 면역세포도 많이 존재하고, 혈장(혈액에서 혈구를 제외한 액체 성분)에는 뇌의 기능마저 젊게 되돌릴 수 있는 성분이 있다니 그야말로 현대판 불로초라 할 것이다.오래전 어린 생쥐와 늙은 쥐의 혈관을 교차로 연결한 연구에서 어린 생쥐의 혈액이 늙은 쥐의 노화를 억제하고 젊게 만든다는 사실이 밝혀진 바 있다. 비슷한 실험을 통해 늙은 쥐의 혈액은 어린 생쥐의 노화를 촉진한다는 사실도 드러났다. 하지만 어린 생쥐의 혈액이 노화를 억제하는 작용기전은 오랫동안 베일에 가려져 있었고, 실험적인 문제점까지 거론되면서 크게 주목받지는 못했다. 하지만 올 4월 미국 스탠퍼드대 연구진이 사람 신생아의 탯줄혈액에서 분리한 혈장을 늙은 쥐에 투여할 경우, 뇌기능이 젊은 쥐처럼 변한다는 것과, 특히 혈장에 존재하는 단백분해효소저해제(TIMP2) 물질이 이 과정에서 핵심적 역할을 한다는 사실을 밝혀냈다. 당장 탯줄혈액을 사용하는 대신 오직 TIMP2 성분만으로도 사람에게서 비슷한 결과가 나타날지가 초미의 관심이다. 만일 생쥐에서와 마찬가지로 사람에게서도 TIMP2만으로 뇌의 기능을 젊은 상태로 되돌릴 수 있다면 난치병 치매에 일대 전환을 가져올 만한 획기적인 발견이 될 것이다.작년 암을 가진 생쥐에게 사람 탯줄혈액에서 분리한 면역세포와 늙은 쥐로부터 추출한 면역세포를 투여해 비교한 연구에서는, 탯줄혈액의 면역세포(어린 면역세포)가 암세포를 찾아내고 죽이는 기능이 훨씬 뛰어나다는 사실을 밝혀내 파란이 일었다. 어린 면역세포는 늙은 면역세포에 비해 암세포를 찾아 결집하는 기능도 더 뛰어났다. 훨씬 많은 면역세포가 암세포에 결집하다 보니 당연히 암치료 효과도 더 좋았던 것이다.탯줄혈액에만 이런 특징이 있는지, 아니면 어디로부터 유래하든 소위 ‘젊은 혈액’이면 이런 기능이 존재하는지는 아직 구체적으로 밝혀진 바 없다. 다만 확실한 것은 탯줄혈액에는 이런 기능이 있다는 사실이다.지난 10여년 동안 탯줄혈액을 이용한 연구는 세계적으로 활발했다. 특히 탯줄혈액에 존재하는 중간엽줄기세포를 이용한 연구는 세계적으로도 우리나라가 선두권이다. 이런 상황에 더해, 새로운 연구 결과는 탯줄혈액에 대한 연구를 새롭게 조명하고 있다. 당연히 새 연구 방향에서도 우리나라의 분발이 요구된다. 과학이 세상을 바꾼다. 탯줄혈액이 질병 없는 건강한 삶에 새로운 빛을 비출 것인가. 10년, 20년 후의 세상이 궁금해진다.설대우 중앙대 교수·분자세포병리학

‘랜섬웨어’(ransomware)로 전 세계가 떠들썩하다. 랜섬웨어는 몸값을 뜻하는 ‘ransom’과 소프트웨어 제품을 뜻하는 ‘ware’의 합성어이며, 사용자의 컴퓨터에 불법으로 설치돼 사용자의 파일을 인질로 잡아 금전을 요구하는 악성 프로그램이다. 정보기술(IT) 발전으로 해킹툴이 고도화될 뿐만 아니라 해킹 제작·판매서비스까지 등장할 만큼 보편화되면서 랜섬웨어가 기승을 부리고 있다. 이 랜섬웨어는 해외에서 최근 대거 확산돼 세계 150개국에 피해를 입히고 있고, 국내에서도 감염된 업체의 피해신고가 이어지고 있다. 특히 해킹 공격 배후에 북한이 있다는 주장이 나오고 있어 더욱 관심이 쏠리고 있다.랜섬웨어는 데이터 파일을 암호화하고, 사용자에게 300~600달러의 몸값을 비트코인으로 지불하도록 요구한다. 3일 안에 몸값을 지불하지 않으면 지불금액은 2배로 늘어나며, 7일 내에 지불하지 않게 되면 암호화된 파일은 삭제된다고 경고하고 있다. 이 랜섬웨어는 PC 내 다양한 문서파일, 압축파일, 데이터베이스(DB) 파일, 가상머신 파일 등을 암호화해 사용하지 못하게 만든다.중요한 것은 이들에게 돈을 지불해도 암호화된 파일을 돌려받을 수 있는 가능성은 낮다는 점이다. 현재까지 대부분의 랜섬웨어는 파일을 암호화하는 기술 자체를 보유하고 있지 않을 뿐만 아니라 단순히 파일을 악성바이러스를 통해 못 쓰게 만드는 정도에 머물러 있다. 결국 랜섬웨어는 돈을 벌기 위한 악성코드로, 요구하는 대로 돈을 계속 지불하거나 하라는 대로 해도 문제는 결코 해결되지 않는다.신동희 중앙대 교수·인간컴퓨터상호작용학랜섬웨어는 여러 경로와 방법을 통해 감염될 수 있다. 랜섬웨어에 감염됐는지를 확인할 수 있는 초기 징후는 접속을 막는 스플래시 화면이 나타나거나, 파일이 잘 열리지 않거나, 파일 확장자가 이상한 이름으로 변경되면 랜섬웨어 바이러스가 들어와 활동 중인 초기상태로 볼 수 있다. 랜섬웨어로 파일이 암호화되면 이 확장자가 .crypted 혹은 .cryptor로 표시된다. 그러다 몸값 지급 관련 안내를 받는데, 이 상태가 되면 이미 랜섬웨어에 완전히 감염됐고 파일을 온전히 복구할 수 있는 가능성은 거의 없다. 결국 치료나 복구의 문제보다 미리 예방하는 것이 가장 좋은 대응책이다. 이메일을 통한 랜섬웨어 공격이 증가하고 있기에 의심스러운 이메일은 즉시 삭제하고, 중요한 파일은 미리 백업을 해두는 것이 안전하다.또한 최신의 백신소프트웨어를 사용하고, 특히 백신 내에서 이전에 감지되지 않은 새로운 랜섬웨어 행위를 탐지할 수 있는 ‘행위기반(Heuristic) 분석 기능’을 켜 놓아야 한다. 그리고 컴퓨터의 모든 프로그램의 업데이트를 최신 상태로 유지하고 윈도 설정에서 ‘파일 확장자 보기’ 기능을 활성화해 놓아 파일 식별을 용이하게 하고, 악성파일의 다양한 확장자를 자동 거부·삭제시키도록 하면 좋다. 알지 못하는 사람에게 온 메일의 첨부파일은 열어보지 않는 것이 좋다. 랜섬웨어는 온라인 상점, 은행, 경찰, 법원, 국세청에서 온 것처럼 보이는 가짜 메일을 배포해서 악성 링크를 클릭하게끔 유도하고, 시스템에 악성 프로그램을 감염시킬 수 있다. 허위나 미상의 프로세스를 발견하면 인터넷과 와이파이 같은 네트워크 접속을 즉시 차단해야 한다.앞으로 랜섬웨어나 관련 보안공격은 양과 질 측면에서 고도화될 것이고, 이를 막기 위한 관련 보안기술과 운영체제도 더욱 발전할 것이다. 중요한 점은 기술적 방법만으로는 랜섬웨어의 근본적 문제가 해결되지 않는다는 것이다. 체계적인 기술적 인프라가 개발돼야 하고, 그 기술적 바탕 위에 신뢰기반의 정보통신기술(ICT) 정보생태계가 구현돼야 한다. 신뢰는 사회적 간접자본으로서 미래 IT 생태계에 결정적으로 영향을 미칠 것이다. 랜섬웨어는 신뢰가 형성되지 않은 IT환경에서 창궐한다. 해킹, 스팸 등 ICT산업 인프라 전반에 흐르는 혼탁함을 없애는 신뢰기반 정보산업 정착이 중요하다.신동희 중앙대 교수·인간컴퓨터상호작용학

다가오는 22일은 유엔이 정한 생물다양성의 날이다. 생물다양성(Biodiversity)의 날은 생물종의 다양성에 대한 이해와 보존을 위해 제정됐다. 생물다양성은 지구라는 별을 다른 별과 달리 지금처럼 온화하고 안정된 별로 가꾸어온 실체이다. 광합성을 통해 이산화탄소 농도를 낮추고, 그 과정에서 만들어낸 산소로 오존층을 이뤄 물속에만 갇혀 지내던 생물을 보다 다양한 환경을 가진 육상으로 끌어올려 오랜 진화과정을 거치면서 한편에서는 생물다양성을, 다른 한편에서는 환경 개선을 이루어냈던 것이다. 그러나 이러한 생물다양성이 그 혜택을 받아 이 땅에서 살아가고 있는 인간의 욕심에 의해 빠르게 사라져 가고 있다. 이에 빠른 속도로 진행되고 있는 멸종 현상을 지구에 대한 위협으로 인식한 지각 있는 사람들이 지구를 위기에서 지켜내기 위한 노력으로 생물다양성 국제협약을 이끌어냈고, 생물다양성의 날도 제정한 것이다.그러면 세계 각국은 왜 생물다양성에 높은 관심을 보이고 있는 것일까. 그 물음에 대한 답을 도출해내기 위해서는 몇 가지 설명이 필요한데, 생물다양성은 모든 생명체의 풍부한 정도 즉 생물의 종류가 얼마나 다양한가를 의미한다. 그 종류는 생물을 구분하는 기본단위가 되는 종(species)이 될 수도 있고, 같은 종에서 나타나는 차이를 식별할 수 있는 유전자(gene)나 그 종들을 담고 있는 그릇인 생태계(ecosystem)가 될 수도 있다. 다양한 생태계가 존재할 때 다양한 종이 있을 수 있고, 다양한 종이 여러 환경에서 자랄 때 유전자의 다양성이 높아져 높은 생물다양성을 갖추게 된다. 이창석 서울여대 교수·생태학그런데 사람들은 자신이 살아가는 데 필요한 공간 확보를 위해 다른 생물이 사는 공간을 빼앗았고, 그 공간을 훼손해 환경의 질을 낮췄다. 이에 더하여 사람들은 생물을 무분별하게 이용하고, 오염물질을 배출하며 환경을 손상시키거나 생태계의 균형을 무시하고 교란해 생물다양성을 감소시켜 왔다. 특히, 최근에는 기후변화를 유발해 지금까지와는 차원이 다른 총체적 위협을 가하고 있다.그렇다면 생물다양성은 우리에게 어떤 존재일까. 우선 우리의 식량자원이 생물다양성에 기원한다. 지금 우리가 주식으로 삼고 있는 벼나 밀도 오랜 세월에 걸쳐 여러 야생종 중에서 적당한 종을 고르고 개량해 지금은 없어서는 안 될 주식으로 개발됐다. 하지만 빠르게 진행되고 있는 환경 변화로 야생의 다양한 생물 중에서 또 다른 식량자원을 끊임없이 개발해 내야 한다. 식량뿐만이 아니다. 인간의 질병을 고쳐 건강한 삶을 유지하는 데 요구되는 다양한 의약품을 우리는 생물다양성에서 찾아내고 있다. 생물다양성을 소재로 삼은 생약은 약의 복용으로 일어나는 부작용을 크게 줄여주기 때문에 앞으로 더 늘어날 것으로 전망된다. 산업적 이용도 다양하게 이루어져 이제는 4차 산업혁명 시대도 주도할 기세다. 이처럼 생물다양성으로부터 얻어내는 이익이 매우 크기에 그 이익의 분배를 생물다양성협약 문서에도 담고 있는 것이다.그러나 무엇보다도 중요한 것은 생태적 서비스 기능을 통해 이뤄내는 생태적 안정이다. 생물다양성이 발휘하는 생태적 안정화 기능은 국지적으로도 작용해 생물다양성이 풍부한 공간이 쾌적한 환경이 되고, 우리가 살아가는 데 있어 적합한 환경이 된다. 물론 생물다양성은 현재 우리를 괴롭히고 있는 미세먼지도 걸러낼 수 있다.이처럼 생물다양성은 인류 생존의 문제이며 지속가능 발전의 중요한 터전이다. 그러나 우리의 관심은 오직 경제자원으로서의 생물다양성과 그 이용에만 초점을 맞추고 있어 아쉬움이 남는다. 더 늦기 전에 생물다양성을 감시하고 지켜내기 위한 노력이 병행돼야 한다. 국가 차원의 감시체계 구축과 현명한 토지 이용을 통해 생태요소를 다양화할 때 더 큰 이익도 창출해 낼 수 있다는 점을 잊어선 안 될 것이다.이창석 서울여대 교수·생태학

1999년 5월 유럽연합(EU)은 물론 전 세계가 충격에 빠졌다. 벨기에 정부는 축산업계가 공급한 닭 사료가 다이옥신에 오염된 것을 알았음에도 4개월이 지나서야 인정한 후 리콜 조치해 달걀, 닭고기, 가축사료를 수입했던 나라들이 큰 혼란을 겪게 된 것이다. 이후 벨기에는 40년 이상 장기 집권하던 정부가 바뀌었다. 이 일을 벨기에 다이옥신 파동이라고 부른다.다이옥신은 맹독성 환경호르몬으로 세계보건기구(WHO)가 특별히 관리하도록 돼 있다. 우리에게도 친숙한 단어인 환경호르몬은 상식적으로는 이해가 되지 않는 단어이다. 호르몬은 생체 내에서 합성돼 생체 내분비계의 세포 간 신호전달을 담당하는 물질로 성장과 에너지 대사에 중요한 역할을 하는데 대표적인 것이 인슐린이다. 환경호르몬은 일본 언론에서 만든 단어로 생활환경 속에서 만들어져 소량으로도 내분비계에 문제를 일으키는 화합물을 지칭하며, 내분비계 교란물질로도 불린다. 이 환경호르몬은 과학기술 발전 때문에 인공적으로 만들어진 화합물로 생체 내에 들어오면 호르몬 작용에 영향을 주게 되는 해로운 물질이다. 전승준 고려대 교수·물리화학특히 환경호르몬을 배출시키는 플라스틱류는 지난 200년간 인류가 만든 최고의 발명품이라고 할 수 있다. 비닐봉지, 집 구조재료, 옷, 가구, 어린이 장난감 등 우리 주위를 둘러보면 상당수의 물질이 플라스틱이다. 이러한 플라스틱은 소각 과정에서 부산물로 다이옥신이 만들어지기도 한다. 다이옥신은 플라스틱 등 고분자화합물이 소각되는 과정에서 만들어져 목초지나 토양을 오염시키는데 그 토양에서 자란 곡물을 먹은 가축이 오염되는 것이다. 다이옥신은 한 종류의 화합물이 아니라 다이옥신이라 불리는 산소를 가진 육각 고리구조를 골격으로 한 다이옥신유도체 화합물을 통칭하며 여러 과정에서도 분해되지 않고 결국 인체에 유입돼 생체 내 축적되면서 내분비계에 나쁜 영향을 준다.내분비계는 생물의 성장과 성적 특징을 나타내는 데 중요한 역할을 하는 기관이다. 그런데 플라스틱을 만들 때 부드럽게 만들기 위해 사용되는 프탈레이트 계열의 화합물은 생식계와 뇌신경계에 문제를 일으킨다. 프탈레이트 계열의 화합물은 어린이 장난감을 만드는 플라스틱 재료에 사용되기도 하는데 발육과 두뇌 발달에 문제를 일으키거나 성조숙증을 나타나게 할 수 있다. 플라스틱에 뜨거운 음식물을 담는다거나 비닐 랩을 전자레인지에 사용하면 환경호르몬이 녹아나올 가능성이 있으니 주의해야 한다. 환경호르몬이 아기 장난감의 플라스틱에 포함돼 있으면 아기가 그 장난감을 입으로 빨 때 소량 녹아나와 아기 몸에 축적돼 성장과정에서 지능을 떨어뜨린다는 임상결과가 최근 국내에서 발표된 바도 있다.한마디로 높은 농도로 생명체에 단시간 내 해를 입히는 독극물과 달리 환경호르몬은 상당히 낮은 농도로 장시간에 걸쳐 해로운 효과가 나타나는 물질이다. 이로 인해 아직 환경호르몬으로 지정되지 않았지만 가능성 있는 물질이 상당수 있을 수 있다. 2012년 WHO와 유엔환경프로그램(UNEP)이 공동으로 발표한 보고서에 따르면 산업적으로 사용되는 800여종의 화합물이 내분비계에 문제를 일으킬 수 있을 것으로 추정하고 있다. 즉 환경호르몬일 가능성이 있으나 위험성에 대해 충분한 시험이 이뤄지지 않고 있는 것이다. 환경호르몬은 일반 사람에게도 해롭지만 성장과정에 있는 어린이에게 장기적으로 나쁜 영향을 미치기에 더욱 큰 문제이다. 성호르몬에 영향을 미치면 동물의 암수가 바뀌는 현상을 보이기도 하고, 어린 여학생이 성조숙증을 보이는 것도 그 원인이 환경호르몬일 가능성이 크다.환경호르몬은 생식기능 저하와 면역계 장애를 일으키고 유전적 돌연변이와 암을 유발하는 등 인체에 치명적인 영향을 미친다는 점에서 보건복지와 환경을 담당하는 기관에서는 세계기구와 긴밀한 협조를 해 문제 발견 시 빠른 대처를 할 수 있는 체제를 갖추어야 할 것이다.전승준 고려대 교수·물리화학

우리나라 반도체 수출액이 3개월 연속 사상 최고 기록을 갈아치우며 지난달 76억달러를 돌파했다. 반도체시장이 보통 3~4년을 주기로 불황과 호황을 반복하고 있지만 과거와 다르게 호황기가 매우 길어지는 울트라 슈퍼사이클이 될지 모른다는 의견도 강하다. 이는 반도체가 4차 산업혁명을 이루는 인공지능(AI), 사물인터넷(IoT), 가상현실(VR), 증강현실(AR), 자율주행차 등의 기술에 필수로 요구되기 때문이다.전류를 흘리는 도체와 못 흘리는 부도체의 중간물질을 반도체라고 생각할 수 있다. 하지만 반도체의 가장 중요한 특성은 전류 전도의 정도를 인위적으로 제어할 수 있는 것인데, 이를 바탕으로 만든 소자는 전기 신호를 빠르게 껐다 켰다 할 수 있고 증폭할 수 있으며 저장할 수 있다는 점이다. 트랜지스터는 반도체의 기본 소자이고, 반도체 기판에 수많은 트랜지스터를 집적시켜 D램이나 낸드플래시 같은 메모리 반도체와 모바일 애플리케이션프로세서(AP)와 같은 시스템 반도체도 만든다.  이병호 서울대 교수· 전기정보공학D램이란 수시로 정보 입출력이 가능하지만 전원이 공급되지 않으면 기억된 정보가 사라지는 메모리이며, 낸드플래시란 전원이 끊겨도 데이터를 보존하는 메모리이다.우리나라의 반도체 기술은 시스템 반도체보다는 메모리 반도체가 주를 이루는데 개인용컴퓨터(PC)뿐 아니라 스마트폰, 디지털카메라, 이동식저장장치(USB), 솔리드 스테이트 드라이브(SSD) 등에 사용된다. 소자의 집적도를 높이기 위해 마치 물고기 지느러미처럼 보여 핀펫이라 불리는 3차원 구조의 트랜지스터가 이용되며, 낸드플래시 메모리의 공정 최소 선폭은 10㎚(1㎚=10억분의 1m) 이하가 돼 가고 있다.우리나라는 자랑스러운 반도체 역사를 갖고 있다. 고 강대원 박사는 1960년 미국 벨연구소에서 최초의 실리콘 기반 모스(MOS) 트랜지스터를 만들었다. 이 기술이 현재 사용되는 대부분의 트랜지스터 기술의 근간이 됐다. 또한 플로팅 게이트 메모리 기술도 개발했는데 이는 낸드플래시의 초석이 된 기술이다. 우리나라의 반도체 산업의 역사는 1974년 한국반도체에서 시작하는데, 1982년 고 이병철 삼성그룹 회장이 메모리 반도체 산업에 사운을 걸기로 하면서 본격화돼 수많은 전설적 기록을 남겼다. 현재는 세계의 모든 시장분석가가 삼성전자와 SK하이닉스를 빼고는 반도체 산업을 논할 수 없다.이와 같이 우리나라의 반도체 기술과 산업이 세계 최고를 달리지만 노력을 배가해야 한다. 지난해 반도체 생산에 필요한 원재료 구매액이 가장 컸던 나라는 대만이며, 그 증가율이 가장 큰 나라는 중국이다. 세계적 반도체 제조업체인 대만의 TSMC는 올해 7㎚ 공정 테스트를 완료하고 양산을 하겠다는 계획이다.완전히 새로운 돌파구를 찾기 위한 기술의 연구개발(R&D)에도 박차를 가해야 한다. IBM, 퀄컴, 인텔은 ‘뉴로모픽 칩’을 만드는 경주를 이미 시작했다. 뉴로모픽 칩이란 인간의 두뇌가 정보처리를 하는 방법을 흉내 내 연산, 인식, 저장, 패턴분석 등을 하는 칩을 말한다. 알파고와 이세돌 9단의 바둑 대결에서 사람들이 주목하지 못한 것은 컴퓨터의 부피와 전력소모이다. 알파고는 최고 사양의 기업용 서버 300대를 결합해 만들었다. 인간의 뇌는 약 1000억 개의 신경세포가 100조 개의 시냅스로 연결돼 있는데, 그 총 부피는 매우 작으며 각 신경세포의 처리속도는 초당 10회 정도에 불과하다. 하나의 중앙처리장치(CPU)의 처리속도는 인간의 1억배 이상에 달하지만 인간 두뇌의 패턴인식 능력이나 사고능력을 따라가지 못한다. 또한 비슷한 수준의 정보를 처리하는 데 슈퍼컴퓨터는 100만W급 전력을 소모하나 인간은 20W의 에너지를 소모한다.우리의 두뇌는 현재 최고의 컴퓨터 기술도 따라갈 수 없는 놀라운 능력을 지녔다. 두뇌의 정보처리 연구는 걸음마 단계이지만 산·학·연이 협력하고 국가가 지원해 우리나라의 반도체 기술을 세계 최고로 유지시켜 나가는 것이 매우 중요하다고 하겠다.이병호 서울대 교수· 전기정보공학

얼마 전 탤런트 김영애씨가 유명을 달리했다. 치료가 어렵다는 췌장암이 사인이었다. 애플 창시자 스티브 잡스, 세계적인 성악가 루치아노 파파로티, 영화 ‘사랑과 영혼’의 주인공 패트릭 스웨이지도 췌장암으로 세상을 떠났다. 검진과 치료기술 발전 덕택에 다양한 암 종에서 환자의 5년 생존율이 70%에 이를 정도로 좋아지고 있지만, 유일하게도 췌장암만큼은 20년 전이나 지금이나 여전히 5년 생존율이 10% 내외에 머물고 있다. 게다가 일단 췌장암으로 진단되면 90% 이상의 환자가 1년 이내에 사망한다. 진단이 곧 사망선고인 셈이다.건강보험심사평가원에 따르면, 췌장암 진료는 2012년 1만2829명에서 2016년 1만6249명으로 4년 동안 27%나 증가했다. 이 기간 동안 질병 치료에 쓰인 비용도 췌장암은 증가율 측면에서 25.9%로 암 중에서 3위다. 췌장암은 40대에서도 발병할 수는 있으나 통상 60~70대의 고령층에서 일반적이다.설대우 중앙대 교수· 분자세포병리학이렇게 악성인 췌장암도 조기에 발견하면 다양한 치료수단을 동원할 수 있다. 하지만 기본적으로 조기 발견이 쉽지 않다. 상당히 진행될 때까지 심각한 자각증상이 없기 때문이다. 더구나 위험군이라고 분류할 만한 그룹도 딱히 없다. 그러니 일단 발견되면 중기를 지난 3~4기인 경우가 대부분이다. 췌장 주위에는 중요한 장기가 많이 분포하고 있고, 대동맥 등 혈관도 많은 데다가 췌장을 감싸고 있는 막도 없어서 암세포가 쉽게 복강으로 침투해 이웃 장기로 전이하기 쉽다. 전이되면 수술이 어렵고 화학항암요법 등을 사용해도 효과가 제한적이다.이런 상황에서 최근 새로운 치료법으로 떠오르고 있는 면역세포치료가 췌장암에도 적용돼 사람을 대상으로 한 임상시험이 실시 중이어서 주목받고 있다. 면역세포치료는 기본적으로 우리 몸에 존재하는 면역세포를 이용한 치료기술이다. 과거 초기 면역세포치료는 환자 몸에서 면역세포를 분리해 단순히 증식시키거나 활성화시킨 후 환자에게 다시 투여하는 것이었다. 반면 그보다 훨씬 발전된 지금의 면역세포치료는 분리한 T세포나 NK(자연살해)세포 같은 면역세포를 유전공학적 기술로 완전히 새롭게 가공해 치료효과를 극대화한 다음 증식시켜 체내로 투여한다. 이렇게 가공된 면역세포치료는 혈액암을 대상으로 한 임상시험에서 기존 치료법보다 훨씬 뛰어난 효과를 보이고 있다. 그러자 면역세포치료를 췌장암과 같은 고형 암에도 적용해 그 결과를 살펴보고 있는 것이다.아직은 이 기술이 사람을 대상으로 한 임상시험에서 초기단계라 효과와 부작용 등을 일차적으로 평가하고 있지만 기술적으로는 상당히 앞서 있다. 앞으로 암세포들이 가진 다양한 암 치료제 저항성 기능을 무력화시킬 추가적 가공을 가하거나 다른 항암제와 복합적으로 사용할 경우에는 더욱 뛰어난 암 치료 효과를 거둘 것으로 기대된다. 현재 국내 상황은 그렇지 못하지만 선진국에서는 이런 방식이 암 치료에서 새로운 대세로 자리 잡을 가능성이 제시되면서 매우 광범위한 연구와 임상시험이 실시되고 있다. 다국적 제약사도 기술적 우위 확보와 시장 선점을 위해 이 경쟁에 뛰어들고 있다.우리나라에서 암은 지난 30년 이상 동안 사망원인 1위를 지키고 있다. 문제는 암 발생이 고령화와 밀접한 관련이 있다는 점이다. 암 발생을 억제할 면역력의 저하와 암 발생을 촉발시키는 변이 축적 모두가 고령화되면서 증대되기 때문이다. 우리나라는 고령화가 급속히 진행 중이므로 암 환자는 지속적으로 늘어날 전망이다. 물론 진단과 치료 기술의 발전으로 다양한 암 종에서 더 좋은 치료 혜택도 누리게 될 것이다. 수명 연장으로 인해 고령층도 예전에 비해 암 치료에 훨씬 적극적이라고 한다. 암 치료에서 새 지평을 열고 있는 면역세포치료가 췌장암, 나아가 다양한 형태의 암 종들에 대해 새로운 희망이 되길 기대해 본다.설대우 중앙대 교수· 분자세포병리학

전 세계가 4차 산업혁명 시대로 접어드는 상황에서 미래의 지능정보사회는 어떻게 발전할 것인가.최근 공개된 가상현실(VR) 카메라인 ‘기어 360’ 신제품이 기대를 불러 모으고 있다. 신제품은 사용자 동작을 감지하는 자이로 센서와 가속 센서 등을 내장해 기존보다 정교하고 실감 나는 몰입 경험을 제공한다. VR는 먼 미래의 일도 아니고, 더 이상 게임이나 오락 전용도 아니다. 이제 우리의 일상에 스며들어 교육, 의료, 재활, 공공서비스 등 다양한 분야에 활용되고 있다.지능정보사회에서는 완전한 몰입 가상현실을 목표로 기술이 개발되고 있다. 현재의 VR는 인간의 감각기관 중 시각에 대해서만 가상적 현실을 느끼게 할 수 있지만, 완벽한 몰입은 인간의 오감을 데이터화해 전송하고, 인간과 외부 사물 간의 상호작용을 통해 알고리즘이 형성되며, 데이터와 알고리즘 사이에서 실시간 선 순환적 피드백이 작동될 때 가능하다. 이것이 가능하게 되려면 인공지능(AI), 사물인터넷(IoT), 빅데이터 등 향후 지능정보사회의 핵심적 기술이 집약돼야 한다.신동희 중앙대 교수·인간컴퓨터상호작용학특히, 지능정보사회의 미디어는 사용자에게 새로운 몰입환경을 제공하는 방향으로 진화한다. 사회는 점차 인간과 기술의 경계를 허무는 방향으로 진화하고, 미디어는 인간과 기술의 연결고리 역할을 한다. 인간은 미디어를 통해 몰입감을 느끼며 인간과 기술의 경계를 넘나들며 새로운 사용자 경험을 한다. 뇌를 반응시켜 새로운 환각을 보여주는 기술, VR와 뇌를 대체하는 AI를 통해 새로운 세상을 열어주고 있다. IoT, 홀로그램 등은 기술과 사용자의 경계를 허물고 몰입을 단순한 기술적 차원의 영상 환각이 아닌 사용자 차원의 개인화된 경험으로 승화시키고 있다.미래의 지능정보사회는 이 몰입이 좀 더 개인화되고 고차원적으로 발전할 것이다. 지능정보사회의 기술이 발전할수록 몰입의 강도와 심취의 깊이가 더해가는 것이다. VR는 360도 카메라로 인간에게 시선의 자유를 주고 더 나아가 이동의 자유를 주고 있다. 미래에는 일방적으로 전달받는 것이 아니라 그 장소의 실제 인물이나 가상의 방문자들과 상호작용을 할 수도 있다. 마이크로소프트의 홀로렌즈, 구글의 프로젝트 탱고 등은 시선의 자유뿐만 아니라 공간 이동의 자유를 느끼고 가상공간의 존재들과 상호 작용도 할 수 있게 한다. 인지심리학자 미하이 칙센트미하이는 “인간 의식이 몰입 상태에 있을 때 인간은 가장 행복감을 느낀다”고 했다. 이러한 인간의 근원적 욕구인 몰입은 지능정보사회의 기술과 미디어를 통해 극대화, 일상화, 개인화될 것이다.그런데 몰입이 헤드마운트디스플레이(HMD), VR 등의 기술적 몰입과 사용자가 인지하는 몰입은 다를 수 있다. 화소, 해상도, 정세도가 높아도 사용자는 오히려 역겨움, 멀미, 현기증 등의 생리적 반응을 통해 거부감을 느낄 수 있다. 사용성 문제가 심각했던 3D TV의 실패를 반추한다면 기술적 몰입보다 사용자가 편안하게 느끼는 최적의 몰입도에 집중해야 한다. VR에서 사용자가 실질적으로 인지하고 느끼는 경험의 질이 기술적 속성보다 중요할 수 있다. 그래서 VR 등 여러 기술이 발전하면서 사용자 기반의 몰입지수 개발이 탄력을 받고 있다. 요즘 ‘뉴로사이언스’나 ‘인간·컴퓨터 상호작용’ 연구에서는 몰입의 기술적 속성과 더불어 사용자의 개인적 성향, 선호도, 성격과 특정 환경에 따라 크게 달라진다는 결과가 발표되고 있다. 이런 연구 결과를 반영하듯 최근의 미디어는 적극성, 사회성, 참여성, 상호작용성이 가미된 새로운 차원의 다층적 몰입환경을 제공하려 노력하고 있다. AI를 통해 사용자의 선호도와 성향을 먼저 파악하고 가상공간 최적의 몰입환경을 디자인하며 사용자의 참여와 상호작용을 이끌어내는 능동성이 사용자의 몰입을 극대화한다. AI가 사용자의 내면과 환경의 맥락성을 완전히 이해하여 VR에서 실시간으로 적용 변경하게 될 때 완전한 무아지경의 몰입이 구현될 수 있을 것이다.신동희 중앙대 교수·인간컴퓨터상호작용학