심도 있게, 때로는 유쾌하게 그려내는 과학적 발견의 놀라운 순간들
과학저술가 수렌드라 버마의 《모기가 슬픈 이유》는 기원전 1700년경의 파이부터 가장 최근의 기후변동 문제에 이르기까지 다양한 과학적 사실과 명백한 오류 등을 다룬 흥미로운 과학서다. 또한 모기를 슬프게 한 DDT, 유클리드의 알고리즘, 지구가 태양 주위를 돈다고 최초로 주장한 그리스 철학자 아리스타르코스, 철학자인 동시에 동물학의 창시자이기도 했던 아리스토텔레스, 지레의 원리를 발견한 아르키메데스, 지구 둘레의 길이를 최초로 측정한 에라토스테네스 그리고 뫼비우스의 띠나 찰스 다윈의 진화론에 이르기까지, 《모기가 슬픈 이유》는 인류 문명의 긴 역사 속에서 탄생한 과학적 발견을 요약적이면서도 심도 있게, 그리고 유쾌하게 그려내고 있다.
이 책은 또한 우리가 잘 아는 업적만 소개하는 데 그치지 않고 여러 과학적 오류나 실수들에 대해서도 빠짐없이 기록한다. 예컨대, 서문에서부터
저자는 통상적 관념을 깨트린다. 보통 우리는 토머스 에디슨의 “1퍼센트의 재능과 99퍼센트의 노력”을 당연한 경구처럼 여기지만 실제로는 비논리적이고 비과학적인 방법, 때로는 연구자 개인의 탐욕에서 탄생한 발견도 많음을 언급한다. 진정으로 문명과 과학을 이해하는 것은 모든 것을 사실 그대로 이해하는 데 있지 않다. 인정할 것은 인정하되, 그렇지 않은 것은 아니라고 분명히 짚고 넘어가야 하는 법, 《모기가 슬픈 이유》가 빛나는 것도 바로 그 지점이다. 4천 년의 과학사에서 골라낸 적지 않은 사례를 한정된 페이지에 할애하면서도 은폐나 왜곡은 피하려고 노력했다는 점, 교과서에서 전달하지 못한 과학의 이면을 비교적 객관적인 시각으로 개괄해본다는 측면에서 분명 이 책은 일독할 만한 가치가 있다.
모든 위대한 과학적 업적이 노력만으로 얻어진 것은 아니다. 순전히 행운으로 이루어지기도 하고 또는 단순하게 꿈으로 계시되기도 한다. 어떤 ‘업적’은 실제로는 완전한 착오인 것으로 판명되기도 했다. 이러한 오류는 당시의 과학적 무지 때문에 일어나기도 하지만, 아래 ‘연구자의 기도’에서 암시하듯이 명예를 갈구하는 과학자들의 고의적 속임수의 결과이기도 했다.
신이시여, / 제 이론이 검증될 때 / 신의 종이 거짓말을 했음이 드러나지 않도록 / 제 이론에 나오는 예측에 은총을 내려주소서. / 1963년 1월《화학학회 회보》― <서문> 중에서
‘유레카!’를 외친 사람들 ― 1 인류와 역사의 발자취를 따라
컵에 물이 반이나 있다고 생각하는 이가 있는가 하면, / 반밖에 안 된다고 생각하는 이도 있다. / 하지만 나는 컵이 너무 크다고 생각한다. ― 조지 칼린
부력과 지레의 원리를 발견한 아르키메데스가 그랬던 것처럼, ‘유레카!’를 외친 연구자와 과학자는 대부분 보통 사람과는 다른 시각으로 세상을 바라보았다. 그 ‘다름’이 당사자에게는 논란과 피해를 줄 수 있음에도 그들은 결코 자신의 주장을 굽히지 않았다. 결국 현 문명의 놀라운 과학기술은 바로 이런 이들의 용기와 희생을 근간으로 하고 있는 셈이다.
아리스타르코스와 동시대인으로 나이가 더 어렸던 아르키메데스는 자신의 저서 《모래 계산자 Sand Reckoner》에서 지구가 우주의 중심이 아니며 태양 주위를 돌고 있다는 가설은 아리스타르코스의 주장이라고 썼다. 지구가 움직인다는 발상은 당시로서는 터무니없이 기이한 생각으로 여겨졌으며 동시대인들은 당연히 이를 받아들이지 않았다. 당시 사람들은 지구처럼 크고 단단한 것이 움직일 수 있다는 상상을 터무니없다고 생각했다. ― <본문> 중에서
기원전 280년경 그리스의 한 천문학자는 ‘지구가 태양 주위를 돈다.’고 말했다. 사람들은 모두 그를 비웃었다. 당시는 지구가 움직인다는 발상은 터무니없는 것으로, 또 우주의 중심은 지구라는 것이 정설로 통하던 때였다. 이에 반하는 놀라운 연구결과를 발표한 이는 바로 아르키메데스와 동시대에 살았던 아리스타르코스로 천체 관찰에 수학을 적용시켜 논리적인 추론을 한 최초의 천문학자였다. 그는 태양, 지구, 달의 상대적인 크기를 다루기도 했는데 계산 결과가 틀리긴 했지만, 현재까지도 학계에서는 매우 과학적인 수학적 측정 기법을 사용한 학자로 기억되고 있다.
《종의 기원에 관하여》의 초판은 발매 첫날 매진되었다. 모든 사람이 이 책을 찾았다. 두꺼운 생물학 책에 대한 수요가 그렇게 높을 거라고는 꿈도 꾸지 못했던 서적상들은 당황했다. 이 책에 대한 사회의 반응은 즉각 정반대로 나뉘었다. 새로운 학설을 믿는 사람들은 이 책을 높이 칭송했지만, “추측과 억측을 완전히 불충분한 근거로 짜 맞춘 것”이라며 소리 높여 비난하는 사람들도 있었다. 오늘날에도 이 논란은 계속되고 있다. ― <다윈의 혁명> 중에서
1859년 영국의 찰스 다윈이 학계에 발표한 진화론 또한 엄청난 논란의 대상이었다(물론 다윈의 이론에 관한 논란은 현 시점에서도 계속 진행 중이다). 진화론은 현존하는 모든 종은
하나의 공통된 조상에서부터 자연선택에 의해 점진적으로 발달해왔다는 주장이다. 즉, 생존 가능한 것보다 많은 수의 자손이 태어나, 이들의 생존경쟁을 통해 환경에 더 적합한 개체가 살아남는다는 ‘적자생존’의 개념으로, 인류는 이러한 자연선택으로 인해 진화적인 변화를 이룰 수 있었다는 것이다.
하지만 원숭이가 인류의 조상일 수 있다는 주장에 당시 학계의 반발은 상당했다. 당시로서는 그것이 사실이 아닐 거라고 믿고 싶었던 것. 그렇다면 그 이후 진화론은 어떤 평가를 받았을까. 찰스 다윈의 진화론은 현재 전 세계 많은 이들에게 회자되며 탁월한 과학 이론으로 평가받고 있다. 또한 다윈의 연구 덕분에 우리는 종의 기원을 좀 더 심도 있게 연구할 수 있게 되었다. 이는 기존의의 세계관을 완전히 뒤흔든 찰스 다윈의 ‘발견’ 덕분이었다.
그 외에도 알고리즘을 연구한 유클리드, 지구 둘레의 길이를 최초로 측정한 에라토스테네스, 행성의 운동 법칙을 연구한 케플러, 만유인력의 법칙과 색
스펙트럼을 연구한 뉴턴, 미생물을 최초로 관찰한 레벤후크, 수컷과 암컷의 부호를 만든 린네, 최초의 뇌 연구(실어증)를 했던 피에르 브로카 그리고 곤충기를 쓴 파브르와 뫼비우스의 띠 등 수 없이 많은 과학자가 소개된다. 무관심과 조롱, 때로는 논란의 와중에서도 결코 포기하지 않았기 때문에 이루어낸 ‘놀라운 발견’들이 현재의 우리와 우리가 사는 이 세상을 만들었다.
‘유레카!’를 외친 사람들 2 어처구니없는, 명백한 오류들
때때로 연구자들은 빈약한 근거와 자료를 바탕으로 터무니없는 오류를 양산하기도 했다. 1912년 영국의 인류학자들은 인류의 조상이 필트다운인이라고 주장했다. 인간과 유인원의 모습이 뒤섞인 두개골이 서식스의 필트다운 자갈채취장에서 발견된 것이 시초였다.
다윈이 인간의 조상격인 유인원과 현대 인류 사이에 중간적인 형태가 존재했다고 가정한 이후 인류학자들이 찾아오던 유인원과 인간 간의 ‘잃어버린 고리’라는 것이다. 많은 영국
인류학자들은 필트다운인人을 호모 사피엔스 Homo sapiens의 조상이라고 환영했다. 필트다운인에게는 이 유골을 발견한 열정적인 아마추어 고고학자인 찰스 도슨Charles Dawson의 이름을 따서 ‘도슨의 원시인’이라는 뜻의 에오안트로푸스 도스니 Eoanthropus dawsoni라는 이름이 붙여졌다.
1930년대에 아프리카에서 원시인류인 오스트랄로피테쿠스 아파렌시스 Australopithecus arfarensis의 화석이 발견되자 필트다운인은 진위 논란에 휩싸였다. 그리고 1953년 화학적 분석과 방사성 탄소 연대 측정을 시행한 결과 이 화석은 가짜임이 드러났다. 아래턱은 오래된 것처럼 보이기 위해 일부러 색칠한 오랑우탄 암컷의 턱이었다. 또 두개골은 1000년도 안 된 인류의 것이었다. ― <인류의 가짜 조상> 중에서
이는 40년 동안 많은 위대한 과학자들을 우롱한 명백한 위조 사건이었다. 과학사상 가장 큰 위조 중 하나로 평가받고 있으며, 실제로 이 인류의 가짜 조상 실체가 드러나 당시 수천 개의 교과서가 개정되는 시행착오도 겪어야 했다. 확실한 검증을 거치지 않은 과학의 오류가 어떤 폐해를 양산시키는지 말해주는 적절한 사례다.
《선》지의 판매 부수가 8000부에서 1만 9360부로 치솟으면서 독자들은 베스페르틸리오 호모 Vespertilio-homo, 즉 달에 사는 박쥐인간에 대해서도 알게 되었다. “분명히 이들은 인간과 비슷한 모습이었다. …… 키는 평균 122센티미터이고 짧고 윤이 나는 구릿빛의 머리카락과 얇은 막으로 된 날개가 있었다.”
(중략)이 기사를 쓴 영국 출신의 기자 로크Locke는 나중에 이 이야기는 미국인들이 지구 밖의 생명체에 관한 문제에 잘 속아 넘어간다는 걸 보여주기 위한 풍자적 기사였다고 주장했다. ― <달에 사는 박쥐인간> 중에서
1835년 8월 25일 뉴욕의 《선》지에 공개됐던 이 허위기사는 신문사에 엄청난 판매량을 가져다주었다. 하지만 그 덕분에
사람들은 달에 대한 잘못된 인식을 키우는 한편, ‘박쥐인간’이라는 허무맹랑한 존재까지 믿어야 했다.
그 외에도 동물의 몸에서 전기가 발생한다는 이론을 발표했던 갈바니, “미국인들은 전화가 필요하지만 영국에는 우편배달부가 많기 때문에 전화가 필요 없다.”라고 큰소리쳤던 영국우편공사 기관장 윌리엄 프리스, 그리고 64KB의 메모리면 인류의 컴퓨터 사용은 문제없다던 빌 게이츠까지…. 시간이 흐르고 많은 과학자들의 연구가 진행되면서 오류는 하나하나씩 제자리를 찾아나가고 있다. 어쩌면 과학의 발견 혹은 업적이란 매번 현재 진행형일지도 모른다. 현재 우리에게 노출된 많은 가설과 발견, 이론들이 훗날 차근차근 오류 절차를 밟게 될지도 모르기 때문이다.
전력 소모량이 백열전구의 4분의 1에 불과한 획기적 에너지 절약 기술인 콤팩트 형광등(급속 형광등이라고도 함)이 마침내 에디슨의 백열전구를 완전히 대체하게 된다면 1896년 최초로 지구온난화에 대해 경고했던 스웨덴의 화학자
스반테 아레니우스의 영혼이 미소 지을 것이다. 그러나 인간의 호기심 덕분에 과학기술이 계속 발전하더라도, ‘햇빛이 든 작은 유리공’은 위대한 과학의 업적을 예고하는 유레카의 순간을 나타내는 상징으로 우리에게 남을 것이다.
― <서문> 중에서
인류 문명은 끊임없이 돌을 쌓아 올리며 급속한 발전을 이루어냈다. 그렇기 때문에 때때로 과거는 필요 없는 것, 기억해선 안 되는 것으로 치부되기도 한다. 하지만 지난 과학사가 품고 있는 발견과 오류를 통해 많은 것을 배울 수 있다. 또한 인간의 호기심에서 비롯된 놀라운 발견은 그 자체로 인간의 무한한 가능성과 발견의 가치를 다시금 깨닫게 해준다. 우주를 다시 만들거나 없앨 수는 없겠지만, 그들이 외쳤던 그 수많은 ‘유레카!’가 다시금 이 세상에 놀라운 마법을 가져다줄 수도 있다. 에디슨이, 아인슈타인이 그랬듯. 독자들은《모기가 슬픈 이유》를 통해 바로 그 ‘발견’의 가치를 확인할 수 있을 것이다.