철학하는 과학자 김상욱 "과학은 교양... 과학교육 강조돼야"

환단스토리 | 2016.08.13 21:15 | 조회 6683

철학하는 과학자 김상욱 "과학은 교양... 과학교육 강조돼야"


[인터뷰] <김상욱의 과학공부> 출간한 김상욱 부산대 물리교육학과 교수



김현기 북DB 칼럼니스트 2016년 07월 04일 


[미디어오늘 컨퍼런스] 2016 저널리즘의 미래, 스토리텔링의 진화

       


과학 에세이로 사람들의 마음을 움직인다? 그 쉽지 않은 일을 해내는 부산대 물리교육학과 김상욱 교수님을 인터뷰했습니다. 과학을 운동(Movement)하듯이 하면서, 고전, 인문, 예술, 각종 사회 현안을 가져와 과학 이론으로 재해석하거나 비틀어, 우리 사회에 과학적 사고방식과 태도가 필요함을 역설합니다. 물리학으로 감동을 주는 '철학하는 과학자' 김상욱 교수의 이야기입니다.



▲ 김상욱 부산대 물리교육학과 교수 (사진 김상욱 제공)

Q 교수님 소개부터 부탁합니다.


태어나고 자란 곳은 서울입니다만, 대학을 카이스트 물리학과로 진학하면서 석사, 박사까지 10년을 대전에 있었고, 포항공대, 카이스트, 독일 막스플랑크연구소에서 연구원 생활을 한 후, 2004년 부산에 와서 부산대 물리교육과 교수로 일하고 있는 김상욱입니다.


Q 교수로 재직하시면서도 대중 과학 강연이나 글쓰기 활동을 꾸준히 해오셨습니다. 교수님 칼럼을 읽다 보면 교수님의 과학 사랑이 느껴질 때가 많은데요, 언제 물리학자가 돼야겠다고 생각하셨나요?


어릴 때는 막연하게 판검사가 돼야겠다 생각했었어요. 그러다 고등학생이 되면서 나중에 무얼 해야 할까 고민하던 중에 우연히 아버지께서 사주신 <4차원의 세계>라는 책을 읽는 중 '양자역학'이라는 것을 접했습니다. 내용이 너무나 신기하고 재미있어서 다음 날 서점에 가서 같은 시리즈 책인 <양자역학의 세계>를 사서 수십 번 읽었습니다. 어느 그림이 어느 쪽에 있는지도 다 외울 정도로 봤으니까요. 그때 이후로 양자역학에 꽂혀서 '이것을 공부해야겠다' 마음먹었죠.


그 이후 지금까지 양자역학을 연구하고 있어요. 물리학을 공부하려고 했다기 보다는 양자역학을 공부하려 했던 거죠. 지금도 양자역학이 신기하고 재미있어요. 이것과 관련해서 모든 것을 다 알고 싶은 마음입니다.


"양자역학을 연구하면서 어지럽지 않은 사람은 그걸 제대로 이해 못 한 거다." _ 닐스 보어


"양자역학을 완벽히 이해한 사람은 아무도 없다." _ 리처드 파인먼


"양자역학을 아는 사람과 모르는 사람의 차이는 양자역학을 모르는 사람과 원숭이의 차이보다 더 크다. 양자역학을 모르는 사람은 금붕어와 전혀 다를 바가 없다.” _ 머리 겔만


Q 한 칼럼에, 양자역학의 난해함을 두고 과학자들이 한마디씩 남긴 것을 인용하셨죠. 인용 문구만 봐도 양자역학, 정말 어려운 주제라는 생각이 절로 드는데요, 어린 나이에 이 내용을 접하고 재미를 느끼셨다니 놀랍습니다.


물론 어려웠죠. 금방 끝날 것 같지 않은 주제여서 더 매력적이었던 것 같습니다. 지금도 그렇고요. 제가 양자역학 공부를 하면서 특별히 관심을 두는 주제는 '경계'입니다. 양자역학에서 다루는 세계는 원자의 세계, 즉 미시세계이고 우리가 사는 세상은 거시세계죠. 미시세계와 거시세계의 물리적 현상이 다르게 일어나는데, 재미있는 사실은 거시세계가 원자들이 모여서 이루어져 있다는 겁니다. 그렇다면 어딘가에 두 세계의 경계가 있어야 해요. 양자역학 세계의 이상한 성질을 잃고, 우리에게 익숙한 거시세계 법칙을 따르는 경계지점. 그 경계가 어디인지는 밝히는 것은 물리학의 오랜 난제입니다. 이것을 양자와 고전역학의 경계라고 해요. 이것이 저의 영원한 연구 주제라고 할 수 있겠네요.




▲ 지금은 교양 과학서를 내는 출판사가 많지만, 당시에는 전파과학사가 거의 유일하게 교양 과학서를 냈다고 한다. 분명한 지향으로 출판을 한다는 것, 참으로 고마운 일이다. (사진 김현기)

"세상 이해하려면 자연과학과 인문학의 시선이 조화돼야"


Q 인문학이 인기입니다. 다소 어려운 인문학 주제라도 그것을 아는 것이 상식이고 교양이라는 인식이 자리 잡은 것 같습니다. 그런데 '양자역학'이나 '고전역학', 이런 과학 주제에 대해서는 '상식'이라는 인식보다는 '어렵다', '어디에 써먹지?' 이런 생각이 있는 것 같아요. 교수님께서는 평소 통합과학교육, 교양으로서의 과학을 강조하시는데요, 우리 시대에 과학 공부가 필요한 이유가 무엇이라고 생각하십니까?


찰스 스노우가 쓴 <두 문화>라는 책이 있어요. 서양을 떠받치고 있는 거대한 두 줄기인 인문학과 자연과학을 조명하면서, 두 분야 사람들이 서로 반목하고, 질시하고, 서로를 이해하려 하지 않는 점을 꼬집습니다. 1950년대 말에 나온 책인데, 그 당시에 통섭, 융합에 대한 화두를 던진 것이죠. 흥미로운 점은 인문학자와 과학자가 아닌 사람을 언급하는 부분인데요, 두 분야를 보는 일반인의 태도가 평등하지 않다는 점을 지적합니다. 인문학은 교양이고, 당연히 알아야 한다고 생각하는 반면, 과학에 대해서는 그렇지 않다는 것이죠. 반세기가 지난 시점이지만, 우리는 여전히 <두 문화>가 제기하는 문제에 사로잡혀 있는 것 같아요.


<사피엔스>를 보면 인간이 가지고 있는 특징이 상상이라고 하죠. 책 내용에 따르면 우리가 가치 있게 느끼는 모든 것은 상상의 산물입니다. 저는 과학이 수학적으로 정리할 수 없는 것은 상상이라고 생각해요. 상상이 허구에 불과한 것이라는 점을 얘기하려는 것이 아닙니다. 현대 사회를 지탱하는 가치들은 중요한 것이잖아요. 인간이 만들어낸 상상은 매우 중요한 것입니다. 인간을 인간답게 하는 것은 자연과학에서 올 수 없다고 생각해요. 자연과학에서는 '가능하거나', '가능하지 않거나'밖에 없거든요. 실존하지 않는 것들을 평가하는 데 필요한 것이 인문입니다. 그래서 세상을 인간으로서 조화롭게 이해하려면 자연과학의 시선으로 우리에게 주어지는 법칙과 원리를 알고, 인문학의 시선으로 인간으로서 필요한 가치에 대해 의미를 부여하는 것, 즉 두 가지가 조화롭게 되어야만 제대로 이해할 수 있다고 생각해요.


조화롭기 위해서는 평등해야 하죠. 과학 교육을 강조하는 이유는 과학이 더 중요해서라기보다는 현재 상태가 평등하지 않기 때문입니다. 질문하실 때 이야기한 것처럼 '과학도 교양이구나', 이런 인식이 우리 사회에 안착하여야 대등한 관계에서 융합, 조화를 이룰 수 있겠죠. 우리 사회는 과학적 사고방식, 합리적 사고방식이 지금보다 더 강조되어야 한다고 봅니다.


Q 교양으로서의 과학에 대한 분명한 입장이 교수님의 글쓰기 바탕이 되는 것 같습니다.


최근 들어 우리 사회가 정말 나빠지고 있다고 생각해요. 저에게 그것을 진단할 만한 사회적 통찰이 있는지 모르겠지만, 한 사람의 시민이자 과학자로서, 우리 사회가 여전히 합리적이지 못하다는 점과 이런 상황에서 과학을 한다는 것을 늘 고민합니다. 이해가 안 가는 것이 있다면 질문을 제기하고 답을 찾아가야 합니다. 자꾸 얘기하면 피곤하니까 조용히 하라는 것은 비과학적 태도의 전형이라고 볼 수 있어요.


과학계에서는 데이터를 조작하면 끝장입니다. 2000년대 초반 나노과학 분야에서 논문조작 사건이 있었어요. 얀 헨드릭 쇤이라는, 당시 과학계에서 유망했던 사람이 불과 2년 동안 '네이처'와 '사이언스'에 13편의 논문을 발표했습니다만 결국 데이터 조작이었음이 밝혀지면서, 그의 논문 전부가 철회되었고, 박사 학위마저 박탈됐습니다. 과학이란 것이 이렇게 믿을 수 없는 것이냐고 질문할 수 있지만, 그래도 과학이 자정능력을 갖추고 있음을 확인할 수 있는 사건으로 볼 수 있습니다. 실수할 수는 있지만 숨기거나 거짓을 말할 수는 없는 것이 과학이죠. 이 기준이 우리 사회에 조금 더 들어오면 좋지 않을까요?


Q 질문하는 것이 불편하지 않고, 합리적으로 답하는 것이 기본이 되는 사회. 결국 이것이 교양으로서의 과학이 추구하는 것이라는 생각이 듭니다. 과학 정보와 지식이 축적되는 것과 동시에 과학적 태도가 사회적 교양으로 자리 잡아야 한다는 점을 역설하셨는데요, 이번에 출간한 <과학공부>는 어떤 내용을 담고 있나요?


이번 책은 3~4년 정도, 다양한 매체에 썼던 칼럼을 모아서 다듬은 거예요. 책은 4개의 장으로 구성되어 있어요. 1장은 '과학으로 낯설게 하기'입니다. 우리가 당연하다고 생각하는 일상적인 것들을 과학적으로 분석해서 새로운 시각으로 볼 수 있다는 것을 보여주는, 과학의 맛을 살짝 보여주는 글입니다. 2장은 '대한민국 방정식'입니다. 우리나라와 사회에 관해 썼던 글들입니다. 어쩌다 보니 우리 사회 2~3년 동안 사건들이 많아서 쓸 거리가 무척 많았습니다. 각종 의혹과 조작 사건이 있을 때마다 그것에 빗대어 글을 썼습니다. 물론 될 수 있는 대로 과학 얘기를 많이 합니다. 과학적 사실을 보여주고 사회 현안과 엮어서 제시하는 형식의 글입니다.


3장의 제목은 '나는 과학자다'입니다. 주로 양자역학 이야기이고, 다양한 물리학 주제를 다룬 글을 모았습니다. 과학계를 향한 쓴소리, 과학을 열심히 하자는 내용도 담겨 있습니다. 마지막은 ‘물리의 인문학’입니다. 빛의 물리학을 희로애락으로 풀어보기도 하고, 고전, 춤, 그림 등의 예술, 아름다움이라는 주제를 과학과 철학으로 풀어본 글을 모았습니다.


Q 어떻게 이렇게 폭넓은 주제와 물리학을 연결 지을 수 있는지 궁금합니다.


혹시 <콰이어트>란 책 아시나요? 저자의 TED 강연도 매우 인상적이죠. 저는 이 책을 읽으면서 제 얘기를 대신 해주는 것 같은 느낌이 들었어요. 조용한 성격의 소유자인 저는 사실 과학책을 정말 많이 봤어요. 어릴 때 기관지가 안 좋아서 정적인 놀이를 많이 했는데, 책 읽기도 그중 하나였습니다. 저희 아버지도 책을 무척 좋아하셨고요. 대신 공처럼 생긴 물건으로 하는 건 다 못합니다. 하하. 지금도 영화를 보거나 책 읽는 것을 무척 좋아하죠.


전공 내용도 교양과학 서적을 읽으면서 이해하기도 하고 더 흥미를 갖게 됐던 것 같아요. 그래서 정말 좋은 과학책이 많다는 것을 잘 알고 있습니다. '나도 좋은 과학책을 써보고 싶다'는 생각을 늘 해왔습니다. 한편으로는 '이렇게 좋은 책이 많은데 내가 굳이 쓸 필요가 있나?' 이런 생각도 들어요. 그래서 저는 글을 쓸 때 한국사회에 필요한 내용을 담아야겠다고 생각하면서 써요. 제가 알고 있는 게 주체할 수 없을 정도로 너무 많아서 쓴다기보다는, 전달하고 싶은 주제와 관련한 자료를 충분히 찾고 공부해서 씁니다.



▲ 김상욱 교수님의 연구실 칠판 (사진 김현기)


"거짓 말할 수 없는 게 과학… 이 기준이 사회에도 들어와야"


Q 노력파 글쓰기의 전형인 것 같습니다.


누구나 그렇지 않나요? 하하. 다분히 의도를 가진 글쓰기이다 보니 여러 주제를 가져와서 쓰게 되는 것 같습니다. 과대평가는 하지 말아주세요.


Q 여러 칼럼 중에서도 가장 기억에 남는 것을 꼽아주신다면?


출판사에서 가장 재미있게 본 칼럼은 행성의 자전으로 생기는 '하루'를 주제로 쓴 칼럼인 것 같아요. 왜냐하면, 이 글을 제일 앞에 실었거든요. 하루를 여러 관점으로 보는 겁니다. 우리는 하루가 24시간이지만, 화성에 가면 하루가 0.5일이고, 목성에 가면 또 달라집니다. 비행기를 타고 가면 하루가 바뀌는 것을 지구에서 경험하기도 하죠. 심지어 상대성이론까지 고려하면 더 복잡해져요. 물리학으로 보는 다양한 관점의 하루는 모두 옳다는 얘기로 마무리를 짓습니다. 기준이 다른 것이지, 관측자 입장에서는 모두가 옳은 겁니다.


Q 각자의 입장에서 이야기하는 것에 귀 기울일 필요가 있다는 점을 시사하는 것 같습니다.


사실 물리학자인 저에게는 이런 게 당연한 얘기인데, 당연한 것을 조금 비틀어 보는 것을 좋게 봐주신 것 같아요. 다른 칼럼 한 가지는 세월호 사건이 있고 나서 1~2주 후 쓴 글입니다. 그때 글쓰기가 정말 힘들었어요. 너무나 큰 충격에 휩싸여서 무얼 써야 할지 막막했습니다. 결국 세월호와 관련한 이야기를 썼어요. 하고 싶은 말은 많은데 분량에 제한이 있어서 6가지 이야기를 번호를 매겨서 A4 한 페이지 정도로 담았습니다. '넉대와 독버섯'이라는 제목의 글이었는데요, 번호를 매긴 각각의 짧은 글이 독립되어 있으면서도 연결성이 있기 때문입니다.


이 글을 통해 말하고 싶었던 것은 신뢰가 깨진 사회가 치른 대가입니다. 우리 사회는 마치 버섯을 먹을 때마다 개개인이 매번 이게 독버섯인지 걱정해야 하는, 신뢰가 깨진 상황이라는 점을 이야기하고자 했습니다. 애착을 가지고 심혈을 기울여 썼던 글이라 기억에 많이 남는 것 같습니다.


Q 지금까지 노력했던 결과물을 모은 것이라는 점에서 이번 책에 대한 기대가 큽니다. 책 출간 이외에도 현재 진행 중인 칼럼이 있다면 소개해주세요.


동아일보에 격주로 과학 에세이를 쓰고 있습니다. 이 칼럼에는 주로 정통 과학 얘기를 쓰고 있습니다만, 조금씩 '과학적 사고, 태도'에 대한 얘기를 곁들이고 있습니다. 그리고 경향신문에서 기획한 '21세기 고전' 코너가 있는데요, 문학, 인문학, 어린이, 과학 이렇게 네 개 주제에 대해 네 명의 필진이 돌아가면서 글을 써요. 제가 과학 분야를 맡아서 서평을 쓰고 있습니다. 그리고 계간지 스켑틱에 글을 쓰고 있고요, 프레시안에 연재 중인 '과학 고전 50'에도 글을 쓰고 있습니다. 작년에 아시아태평양이론물리센터에서 선정한 과학 고전 50권에 대한 서평을 7명의 필진이 돌아가면서 연재하고 있습니다. 이 글은 연재를 마치고 책으로 나올 거고요.


Q 이미 여러 매체를 통해 좋은 책을 소개해주고 계시지만, 마지막으로 "김상욱 추천 재조명책 – 책장 어딘가 숨어 있는 진주"를 소개해주신다면?


<경이의 시대>라는 책을 소개하고 싶습니다. 우리에게는 상대적으로 덜 알려진 18세기 말, 19세기 초 낭만주의 시대 과학자 데이비, 허셜, 이런 사람들 얘기입니다. 과학자가 다재다능한 교양인이었을 때, 그런 시대를 살았던 과학자 이야기이죠. 험프리 데이비와 관련한 이야기를 소개해드릴게요. 산업혁명 시대 석탄 채취량이 국가 운명을 좌우하던 시대였던 만큼, 탄광에서 재해도 자주 일어났습니다. 기술이 좋지 않아서 탄광으로 들어가는 구멍을 작게 팠기 때문에, 몸집이 작은 아이들이 깊게 들어가 작업하다 목숨을 많이 잃었다고 합니다.


무엇보다도 폭발사고가 자주 일어났는데, 당시에는 이유를 알 수가 없었어요. 문제를 해결해야만 했죠. 이것을 해결한 사람이 데이비입니다. 데이비는 세밀한 화학분석 끝에 불 증기가 특이한 연소 특성을 갖는 탄소-수소 화합물임을 알아냅니다. 오늘날 우리가 메탄이라 부르는 분자입니다. 이유를 밝혀내고 안전등을 고안해 가스폭발 사고를 예방했죠. 무모할 정도로 자기 삶을 바쳐 과학 연구에 새로운 상상력과 흥분을 불어넣었던 2차 과학혁명의 주역들을 만날 수 있는 책입니다.


한 권 더 소개할게요. <공기의 연금술>이란 책입니다. 이 책으로 7월 21일 서대문자연사박물관에서 강연도 합니다(아쉽지만 신청은 이미 마감되었다 – 기자 주). 이 책은 하버-보슈법에 대한 얘기입니다. 이게 아니었으면 '식량은 산술급수적으로 증가하는 데 반하여 인구는 기하급수적으로 증가하여 인구과잉, 식량부족 문제가 발생한다'는 맬서스 인구론이 맞았을 겁니다. 그게 깨지고 인구가 70억까지 늘어날 수 있었던 이유가 바로 하버-보슈법을 통해 질소 고정 비료를 만들 수 있었기 때문입니다. 작물 재배에 필요한 화학비료를 대량으로 만들기 시작한 것이죠.


이 사람은 유대계임에도 불구하고 조국 독일을 위해 폭탄 제조도 서슴지 않았던 인물입니다. 결국 히틀러가 정권을 잡았을 때 유대인이라는 이유로 버림을 받았죠. 이 책이 흥미로운 이유는 과학의 발견과 20세기 산업 응용이 어떻게 결합하게 되었는지에 대해 주목했다는 점입니다. 제 아내는 과학자도 아니고 과학을 별로 좋아하지는 않습니다만, 이 책은 정말 재미있다고 얘기해주기도 했습니다. 사실 과학은 기술과 결합하지 않으면 실생활에 영향을 주지 못하죠. 철학으로 머무는 거죠. 20세기 대규모 과학단지, 과학의 발견에 양면의 날이 있다는 점을 놓쳐서는 안 된다는 것을 강조하는 책입니다.




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