[김대식의 빅퀘스천]인간은 왜 질문하는가, 우리 시대의 31가지 위대한 질문!

김대식의 빅퀘스천 - 우리 시대의 31가지 위대한 질문
김대식 지음 / 동아시아 / 2014년 12월

[김대식의 빅퀘스천/김대식/동아시아]인간은 왜 질문하는가, 우리 시대의 31가지 위대한 질문!

우리 시대의 31가지 위대한 질문!

표지에 있는 글귀가 궁금증을 일으킨다. 인간의 뇌를 연구하는 과학자이기에 어떤 질문을 던지고 위대하다고 하는 걸까? 사노라면 아는 것보다 모르는 것이 더 많음을 깨치게 된다. 평생을 공부하더라도 무지의 세계가 어마하게 넓다는 것을 인정하며 가는 게 인생일 것이다. 그러니 자꾸만 질문을 던지는 건지도 모른다.

김대식. 그는 카이스트 전기 및 전자과 교수다. 독일 막스-플랑크 뇌과학연구소에서 뇌과학으로 박사학위를 받았다. 미국 MIT에서 뇌인지과학 박사후 과정을 밟고 일본이화학연구소 연구원으로 재직했다. 이후 미국 미네소타대학교 조교수, 보스턴대학교 부교수로 근무했다. 뇌과학과 뇌공학, 사회 뇌과학, 인공지능 등 다양한 분야를 연구하고 있다. (저자 소개 글에서)

저자는 삶은 의미 있어야 하는가. 우리는 왜 정의를 기대하는가. 만물의 법칙은 어디에서 오는가. 등 크게 3가지 주제로 나누어 세세한 질문들을 던지고 해답을 찾는다.

세부적인 질문에는 존재는 왜 존재하는가, 우리는 왜 먼 곳을 그리워하는가, 원인이란 무엇인가, 우리는 어떻게 살아야 하는가, 친구란 무엇인가, 삶은 의미 있어야 하는가, 아름다움이란 무엇인가, 무엇이 환상이고 무엇이 현실인가, 인간은 왜 죽어야 하는가, 가축은 인간의 포로인가, 노화란 무엇인가, 인간은 왜 사랑을 해야 하는가 등 내가 궁금했던 문제들을 제대로 담았다.

가장 끌리는 질문은 ‘인간은 왜 죽어야 하는가’였다.

겨울의 나무들과 풀은 죽은 것이 아니다. 잠시 동면할 뿐이다. 하지만 언젠가는 죽음을 맞이할 것이다. 인간의 모든 세포가 1년이 지나면 거의 새로운 세포들로 바뀐다고 한다. 그렇게 세포를 재생하며 살다가도 언젠가는 죽음을 맞을 것이다. 하지만 자신이 나고 자란 땅에 시신이 묻힘으로써 물질은 그대로 남겨 둔다. 그리고 다른 생명의 영양분으로 도움을 준다. 문득 인간의 삶이 무한할 수는 없는가라는 생각이 든다. 그래, 인간은 왜 죽어야 하는 거지? 삶이 점점 길어지고 있는 요즘, 영원불멸의 삶은 왜 아직도 불가능한가.

저자는 곡식의 여신 데메테르의 아름다운 딸 페르세포네가 저승의 신 하데스에게 납치되면서 4개월의 황량한 겨울이 생긴 원인을 이야기 한다. 페르세포네가 돌아오는 봄의 생명, 그 부활을 통해 겨울이 끝이 아니듯 죽음이 끝이 아닐 수도 있다고 한다.

태어나면 죽어야하는 인간의 운명, 죽음의 뒤엔 무엇이 있을까, 비선진국의 경우 비폭력적인 자연노화가 90%이상이라는데, 죽음은 두려움이거나 슬픔이어야 할까. 인간은 왜 늙어 가는가.

인간은 23쌍의 염색체를 가지고 있다. 각 염색체들은 노화진행을 나타내는 텔로미어라는 DNA 조각으로 끝난다. 세포들은 주기적으로 세포분열을 통해 DNA를 복제하는데, 세포 끝 부분인 텔로미어는 복제되지 않아 궁극적으로 분열 때마다 점차 짧아진다. 통계적으로 고양이는 8번, 말은 20번, 인간은 60번 정도 세포분열을 할 수 있다. 더 이상 분열하지 않으면 세포는 노화하고 우리는 결국 죽음에 이른다. (94쪽)

다행히도 텔로머라아제(말단소립 복제효소)를 이용해 세포가 분열해도 텔로미어의 길이를 어느 정도 유지할 수 있다니, 여기서 생명 연장의 Ra을 찾아야 할까. 텔로머라아제가 활성화된 암세포들은 끊임없이 세포분열이 가능하기에 암세포의 삶은 영원하다니, 악한 게 강한 걸까.

안전하고 완벽하고 건강한 텔로머라아제의 개발은 영원한 삶을 보장한다는데...... 만약에 인간이 세포분열을 계속할 수 있는 방법을 안다면 불멸의 인간이 될 수 있는가. 어쩜, 과학 연구가 진보해서 영원불멸의 비밀을 밝히게 된다면, 지구는 살만한 행성을 찾아 외계로 이주 해야 할 것 같은데..... 불로장생의 이런 원리를 진시황이 들었다면 막대한 연구비를 투자할 것 같은데…….

‘인간은 왜 유명해지고 싶어 하는가’라는 질문도 흥미롭다.

영국인의 36% 정도가 병적일 정도로 유명인에 집착한다고 한다. ‘유명인 숭배증’이라는 공식 병명이 생길 정도다. 마릴린 먼로, 찰리 채플린, 제임스딘……. 할리우드의 전설 같은 스타들이다. 그런데 그들에 대한 관심과 오늘날 케이팝 아이들에 대한 집착이 우리 인생에 무슨 도움이 될까? (180쪽)

유명인 숭배증이 있다니!

유명해지고 싶은 본능은 권력에 대한 욕망, 힘에의 동경 때문이 아닐까. 잘하든 못하든 남들 눈에 띄고 싶은 과시욕도 남들 위에 군림하고 싶다는 원초적 유명 본능일 테고……. 포기하지 않는 이상 유명한 게 싫다는 사람들이 있을까. 누구나 삶의 주인공이 되고 싶고, 누구나 약간의 유명세엔 기분이 좋아지기도 하고 삶의 활력이 되기도 한다. 그러니 유명 본능은 생존 본능과 통하는 것이라는 생각도 든다.

신화, 과학, 역사, 예술과 함께하는 융합적인 질문 탐험이다. 누구나 한 번쯤은 해보는 질문들, 답을 찾다가 막막했던 궁금증들을 찾아가는 여정이다. 미처 생각도 못할 질문도 있고, 생각에만 머문 질문도 있기에 나도 그런 질문들을 던지게 된다. 인간은 왜 질문하는가?

[대통령을 위한 에너지 강의/리처드뮬러/살림]에너지에 대해 알고 있던 모든 것이 틀렸다!

대통령을 위한 에너지 강의 - 경제성장을 발목잡는 에너지 딜레마
리처드 뮬러 지음, 장종훈 옮김, 허은녕 감수 / 살림 / 2014년 8월

[대통령을 위한 에너지 강의/리처드 뮬러/살림]에너지에 대해 알고 있던 모든 것이 틀렸다!

기존에 알고 있던 사실이 진실이 아니라고 한다. 헐~

모두가 믿고 있던 진실은 언론의 과장된 보도 때문, 인기에 영합한 정치 지도자들의 무지 때문, 이익에 눈먼 기업들의 탐욕 때문이라고 한다. 헐~ 헐~~

원자력 사고로 인한 방사능 피폭량은 보도만큼 그리 심각한 것은 아니라고?

인간이 지구온난화에 미친 영향은 보도된 내용보다 너무 적다고?

리처드 뮬러는 중성미자의 연구 및 핵에너지 분야의 전문가로 버클리대학교 물리학 교수다. 지구온난화 문제를 연구하기 위해 비영리단체 '버클리 지구'를 세워 관측 가능한 온난화의 경향을 계산했고, 이를 과학적으로 증명했다. 그의 <미래 대통령을 위한 물리학> 강의는 2009년 UC버클리 대학생이 뽑은 최고의 명강의로 선정되기도 했고 '천재상'이라는 맥아더펠로십을 수상하기도 했다. 그는 미국연방정부 과학기술 고문단이기도 했다.

그가 이 책을 쓴 이유는 보수적인 입장에서 에너지 정책에 대한 정보 제공이 목적이라고 한다. 충고가 아니고 시비도 아니며 진실에 대한 교육이 목적이라고 한다.

저자는 말한다.

후쿠시마 원전 사고나 멕시코 만 석유유출 사고는 생각보다 큰 사고가 아니다. 그러니 에너지 정책을 바꿀 필요는 없다!

쓰나미로 인한 후쿠시마 원자력 발전소의 멜트다운. 15미터 쓰나미가 가져온 원전 사고는 예상 밖의 사고이지만 원자폭탄처럼 폭발하진 않았다. 비상전력의 소진으로 설비가 손상된 정도다. 물론 소량의 방사능으로 암이 될 수 있다. 하지만 방사능으로 인한 비극적 피해자는 100명이 넘지 않는다. 쓰나미로 인한 사망자 15,000명 보다 후쿠시마 사태로 인해 발병한 암환자는 미미한 100명 수준이다. 아직 후쿠시마 방사능 유출로 인한 사망자도 없다.

 세상에 절대적으로 안전한 것은 없다. 모든 사고는 항상 일어나는 법이다. 문제는 안전 지침이 추가되고 강력한 법적 장치가 추가되면 된다. 그리고 원자력발전소의 기초가 파괴되지 않도록 더욱 튼튼하게 지으면 된다. 이에 비해 덴버의 자연방사능수치는 더욱 높다.

콜로라도의 덴버는 방사능 라돈 가스 때문에 자연방사능 농도가 높은 지역이지만 일상생활에 지장이 없이 생활하고 있다. 미국 내 다른 지역보다 암 발병률이 더 낫다. 강제 이주된 체르노빌 지역의 방사능 수치가 덴버의 자연방사능 수치보다 낮다는 사실은 보도 되지도 않았다.

2010년 딥워터 호라이즌 호 사고는 끔찍한 사고이지만 포기해야 했을까.

멕시코만 석유 유추로 죽은 동물의 사체가 6,000마리 이상이 된다고 한다. 하지만 야생동물이 미국 건물의 유리창에 부딪쳐죽는 새가 해마다 1억~10억 마리로 추정되고 고압전선에 사망하는 새가 1억 마리, 낚시 그물에 걸리는 어류는 1만~10만 마리 정도라고 한다. 어느 피해를 더 걱정해야 할까.

플로리다 서부 해안이 폐허가 될 것이라는 예측, 심지어 유럽까지 오염시킬 가능성이 제기됐지만 우려가 현실화되지도 않았다. 우려는 예측단계에서 불식된 셈이다. 표면의 석유층은 우려했던 만큼 확산되지 않았다. 기름 성분은 분산 또는 자연 순환으로 충분히 희석될 때까지 잠재적으로 물을 유독성으로 만들며 용해된 것이다. 플로리다로 흘러가지도 않았다.

환경적인 피해 논란은 여전하지만 보도만큼 걱정할 거리는 아니라고 한다. 호들갑이었던 셈이다. 더구나 이 유전지역은 생물이 많이 살지 않는 블루오션지역이었기에 생물 피해가 그리 크지 않았다고 한다.

지구온난화와 기후변화에 대해 잘못 알려진 사실들도 있다.

지구 온난화로 지구환경이 변화되고 있고 이대로 가다간 인류의 멸종이 예측되고 있다는 것은 진실이 아니다!

지구온난화가 문제인 것은 맞지만 자연적으로 지구는 온난화를 진행해 왔다. 자동차나 화석연료의 사용으로 인한 이산화탄소의 배출이 지구 온난화에 미치는 영향도 상당히 미비한 편이다. 그러니 석유 사용으로 지구 온난화가 가속화되고 지구환경이 변하게 되면 인류가 멸망한다는 시나리오는 언론의 주목을 받아 연구비를 타내려는 과학자나 표를 얻으려는 정치인들이 벌이는 사기극이라는 것이다.

지구가 진행하고 있는 온난화나 화석연료 사용에 의한 온난화보다 대부분의 지구온난화 원인은 태양의 세기 변화에 있다고 한다.

전기자동차는 비싼 배터리문제가 해결되지 않는다면 큰 도움이 안 되는 기술이라고 한다. 비싼 배터리가 해결되지 않으면 대중화는 있을 수 없는 일이다. 반면 천연가스, 셰일오일은 미래 중요한 기술로 자리매김할 것이라고 한다. 석유나 석탄의 개발비용보다 천연가스 개발비용은 절반이하이며 앞으로 100년 이상은 사용가능하다고 한다. 잠재력이 큰 기술로는 태양전지, 연료전지, 배터리, 원자력, 풍력, 바이오 연료 등이라고 한다.

리처드 뮬러의 <대통령을 위한 에너지강의>를 듣고 있으면 세상에 떠도는 정보와 사실 중에서 과연 몇%가 진실일까를 생각하게 된다. 여태 읽어왔던 과학책, 경제학, 미래학 관련 책에서 보지 못한 내용들이니까. 그래서 읽는 내내 혼란스러웠던 것도 사실이다. 단 소리는 하기 좋지만 쓴 소리는 누구나 하기 힘든 법이다. 대중이 듣기 좋아하는 말은 누구나 할 수 있지만 대중이 거부감을 느끼는 내용은 비록 진실이라고 하더라도 쉽게 내뱉지 못하는 법이다. 그렇기에 용기와 투지가 필요한 책이 아닐까.

어느 나라든 경제성장과 에너지 정책은 불가분의 관계다. 경제성장에 필요한 에너지를 어떤 식으로 공급할 것이냐의 선택은 최고 결정권자인 대통령의 몫이다. 국가 안보, 정치경제, 이익집단 등이 복잡하게 얽히고설킨 에너지문제의 혜안을 최고결정권자가 가질 수 있도록 정보를 제공하는 책이다. 우리가 잘못 알고 있는, 잘못 보도된 정보들을 바로 잡기위한 물리학자의 애정 어린 열강이다.

기존의 정보를 모두 뒤집는 반전, 그래서 혼란스러울 수 있는 책이다. 하지만 폭넓은 시각, 다른 관점을 제기한 책이다. 이 책은 리처드 뮬러의 에너지 정책에 대한 경고장이다. 에너지 문제를 해결한 국가가 미래를 주도한다는 그의 충정을 담았다. <포린 에페어스> 선정한 2013 환경 부문 최고의 책이기도 한다.

[물리와 친해지는 1분 실험]재밌는 물리법칙, 1분 실험으로 깨치는 책!~

물리와 친해지는 1분 실험
사마키 다케오 지음, 조민정 옮김, 최원석 감수 / 그린북 / 2014년 4월

[물리와 친해지는 1분 실험]재밌는 물리법칙, 1분 실험으로 깨치는 책!~

물리법칙을 이해하는데 걸리는 시간은 단 1분이면 된다고 한다.

물리와 친해질 수 있다면 세상 이야기가 한층 재미있을 텐데.

재미있는 물리 이야기를 담은 책을 만났다.

물리학은 자연에서 일어나는 현상들의 규칙을 찾아 법칙으로 정리하고 체계화하는 것이기에 늘 신기하면서도 흥미로운 분야다.

더 작은 세계를 탐구하거나 더 큰 세계를 탐구하는 물리.

관찰과 실험으로 찾아낸 규칙들은 늘 새로운 호기심을 자극하곤 하는데…….

때로는 복잡한 수식들이 골치 아프게 하지만 알고 보면 물리만큼 재미있는 게 또 있을까 싶은데……. 우리 주변에서도 쉽게 찾을 수 있는 물건으로 실험을 해본다면, 세상의 이치와 자연의 이치를 터득하는 시간이 될 것이다.

실험이나 연구에 있어서는 먼저 가설이 필요하다.

예를 들면…….

주스 500g을 마신 뒤 몸무게를 재면 얼마나 늘어날까?

체중계 위에서 한 발을 들면 눈금이 달라질까.

물론 주스 마신 몸무게는 주스의 무게만큼 500g이 늘지만 체중계 위에서 한 발을 든다고 해서 몸무게가 늘진 않는다.

질량보존의 법칙이 존재하기 때문이다.

모든 물체는 원자로 구성되어 있고, 원자들이 모여 만들어진 물체에는 질량(무게)이 존재한다. 방사성 물질을 제외한 모든 원자는 다른 원자로 쉽게 변하지도, 쉽게 없어지지도 않는다. 그래서 모양이 바뀌어도 구성 원자들의 이동이 없기에 저울의 눈금 역시 변하지 않는 것이다. 물론 외부에서 첨가되는 경우 물체의 무게는 당연 늘게 되는 것이다.

온도와 열은 같은 의미일까.

"열을 쟀더니 평소보다 높았어." 는 틀린 말이고, "온도를 쟀더니 평소보다 높았어."가 정확한 표현이라고 한다.

열의 이동, 열평형상태도 신기한 물리법칙이다.

열은 반드시 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동한다. 열은 끊임없이 발생하기도 해서 일종의 '운동'이다. 그래서 열에너지라고도 한다.

섭씨온도의 유래도 재밌다.

셀시우스 온도는 이온도의 눈금을 처음 제창한 셀시우스의 중국식 이름 첫 글자인 섭(攝)에 존칭 씨를 붙인 것이라고 한다.

1742년 셀시우스는 1기압일 때 물의 어느 점을 100C, 끓는점을 0°C로 하는 온도를 고안했고 이후 어는점을 0°C, 끓는점을 100°C로 고쳤다고 한다. 현재는 절대 온도를 먼저 정의한 후에 그 절대 온도를 기준으로 섭씨온도를 정의한다고 한다. 섭씨온도의 유래와 역사를 처음 알았다. 늘 궁금했던 대목인데…….섭씨가 만든 온도였군.

수은체온계, 전자 체온계의 원리, 체온계와 일반온도계의 차이점도 처음 알았다.

기화열, 열에너지를 가진 입자들의 대류, 열전도율, 열에 의한 공기팽창 등의 이야기가 잘 아는 내용임에도 신기하게 느껴진다.

빨대를 입에 물고 한 개는 주스가 담긴 컵 속에 넣고, 다른 한 개는 컵 밖에 두면 주스를 마실 수 있을까.

보통의 경우엔 빨대를 이용해서 음료를 마실 때 뺨에 힘을 주게 되면 입안의 압력은 내려가고 음료는 대기압에 밀려 입안으로 들어오게 된다. 하지만 이 경우엔 컵 밖에 있는 빨대 때문에 입 안의 대기압이 주스에 담긴 빨대의 대기압과 같아지기에 주스가 올라오지 않는다.

주스를 마실 수 없다. 입안의 압력을 주스의 대기압보다 낮춰야 빨대로 주스를 마실 수 있다.

빈 페트병도 내부의 압력이 대기압보다 낮으면 찌그러진다.

페트병에 뜨거운 물을 넣고 뚜껑을 닫지 않은 상태에서 충분히 흔든 다음에 뜨거운 물을 버리고 바로 병뚜껑을 닫으면 된다. 따뜻한 수증기가 식으면서 물방울로 변하게 되면 찌그러지는 것이다.

어류의 몸속에 있는 부레는 공기주머니로 부력을 조절한다. 하지만 수심 200m에 사는 심해어는 대체로 부레가 없다고 한다. 수심이 깊을수록 수압은 커지고 수압이 커지면 부레가 찌그러지기 때문이다.

심해어가 물 밖으로 나오면 몸 안의 압력이 갑작스런 압력에 따라가지 못해서 눈알이 튀어나온다. 밀봉된 과자봉지를 높은 산 정상에서 보면 봉지가 빵빵해지는 것도 같은 이치다. 이건 1분실험이 아니잖아! 높은 산에 가야하는 실험인 걸. 헐~

움직이는 버스나 지하철 안에서 점프하면 어디에 착지할까?

아무리 점프해도 뛰기 전의 바로 그 지점에 착지한다. 관성의 법칙 때문이다.

관성의 법칙은 움직이는 물체는 계속 움직이려고 하고 정지한 물체는 계속 정지하려는 성질을 말한다. 일상에서도 적극적인 사람은 더 적극적이 되고 소극적인 사람은 더 소극적이 되던데…….

자연의 법칙들은 영원불멸할까.

자연의 법칙은 절대 바뀌지 않을까.

자연의 법칙이나 시회법칙이나 비슷한 부분이 많은 것 같다. 사회 역시 자연의 일부여서 그럴까.

한번쯤은 궁금했던 이야기들 속으로 들어간 시간이었다.

물리법칙을 일상에서 찾아보는 실험, 1분 안에 끝내는 간단 물리실험, 누구나 흥미 있을 것이다.

 쉽고 흥미롭게 되어 있기에 초등학생이라면 대환영이겠지.

중학교에서 배운 과학 내용들이 많이 들어 있다. 추천이다.

** 한우리북카페 서평단입니다. **

[과학이야기] 500년 과학 역사의 하이라이트를 한 눈에!!

과학이야기 - 한 권으로 읽는 500년간 과학발견의 하이라이트
잭 챌로너 지음, 서울과학교사모임 옮김 / 북스타(Bookstar) / 2014년 3월

[과학이야기] 500년 과학 역사의 하이라이트를 한 눈에!!

과학은 어려우면서도 호기심 천국, 경이로운 세계다. 과학책을 접할 때마다 늘 신기하고 놀라운 세계를 탐험하는 탐험가의 입장이 되어 흥미진진해지곤 하는데…….

지금의 급속한 과학의 발전에는 예전 과학자들이 일궈낸 결과들이 밑바탕에 있을 것이다. 하지만 실험과 증명을 통한 객관적인 과학 탐구가 시작한 것이 불과 몇 백 년 전에 일이라고 한다.

과학 500년의 역사, 그중에서도 하이라이트만 담은 책을 만났다. 에피소드별, 테마별로 묶은 과학책이다. 전반적인 과학의 흐름을 짚어보고 미래 과학의 흐름도 예측해보는 책이다.

지구는 어떻게 해서 생겨나게 되었을까.

우주가 생기기 전의 물질은 어떤 형태였을까.

어떤 것은 뜨겁고, 어떤 것은 차가운 걸까.

지구가 움직이는 규칙을 어떤 걸까. 영원불변일까.

우주에서 살 수 있는 시대가 과연 올 것인가.

외계 생물체는 있을까.

빛은 어떻게 생겨날까.

요즘 들어서 관심 가는 부분이 우주다.

우주는 얼마나 클까?

밤하늘의 별을 보고 있으면 저 별이 얼마나 멀리 있을까. 그 별 너머에는 또 무엇이 있을까를 생각하게 되는데…….

예전의 과학자들은 지구를 떠나본 적이 없을 텐데, 어떻게 우주의 크기와 깊이를 측정할 수 있게 되었을까.

시차법의 프리드리히 버셀, 변광성 비교의 헨리에타 리빗, 우주 팽창을 발견한 에드윈 허블의 이야기를 읽고 있으니 더욱 궁금해진다. 우주의 끝은 어디일까. 혹 무한대라면…….

우주에 은하수와 비슷한 성운들이 여러 개 있음을 발견한 과학자들은 1920년 우주의 크기에 대한 논쟁을 하게 된다.

하지만 오리온 별자리의 안드로메다 성운까지의 거리조차 잴 수 없었던 게 현실이었다.

별까지의 거리 측정은 독일 천문학자 프리드리히 버셀에서 시작한다.

6개월의 시차를 두고 태양을 도는 지구 공정궤도를 관측해서 백조자리 61번별까지의 거리를 측정했는데. 실제 값에 매우 가깝게 나왔다고 한다. 61번까지의 거리는 자그마치 태양과 지구 사이의 거리보다 65만 배 먼 10광년쯤 이었다.

시차는 눈으로 볼 수 있는 가장 가까운 별에다 적용한 것이었다.

1908년 미국 천문학자인 헨리에타 리빗은 세페이드 변광성을 연구했다.

변관성은 일정 주기로 밝아졌다 어두워졌다 하는 것이다.

그 이후로 겉보기 등급으로 별까지의 거리 측정하게 된다.

우주의 크기연구에 획기적인 전환점을 만든 사람은 허블이 아닐까.

1923년 미국의 천문학자인 에드윈 허블은 수백만 광년 떨어진 별을 알게 되고, 우주의 팽창을 주장하게 된다.

이전에 조르쥬 리메트르는 상대성이론의 수학공식을 사용하여 우주공간 팽창 가능성을 제시했다. 하지만 망원경을 이용해 관측으로 알아낸 학자는 허블이었다.

그렇다면 빅뱅의 진실은…….

우주의 시작과 끝은…….

인간에게 열은 얼마나 중요할까.

지구에서, 우주에서 열은 어떤 의미를 지닐까.

열은 물질일까.

인간의 몸은 36.5도를 조금이라도 벗어나면 생명자체가 위험해진다. 얼음과 얼음을 떼어내는데도 열이 필요하다. 세상의 모든 물체들은 열을 빼앗거나 열을 잃거나 하며 존재하고 있는데…….

1592년 갈릴레오가 만든 최초의 온도계는 온도를 측정하는 눈금이 없었다. 1714년 독일의 물리학자이자 유리 세공업자인 가브리엘 파렌하이트가 수은으로 채워진 눈금 있는 정밀 온도계를 발명했다.

앙투안 라부아지에는 화학 반응에서 생기는 열을 측정하기 위하여 빙열량계를 발명했다. 1782년의 일이다.

한때는 온도가 열 유체의 농도라는 학자도 있었고, 숨겨진 열이 존재한다고도 했다. 1784년 프랑스 화학자 라부아지에는 열소라는 이름을 붙이고 화학원소 목록에 넣기도 했고, 실험을 통해 열 유체의 존재를 뒤집은 학자도 있었다. 1850년대에 와서야 열의 본성을 알아냈고, 뉴턴과 보일은 열의 본질을 밝혀냈다.

이 책은 우리가 모르는 세상이야기, 지구 이야기, 우주 이야기다.

과학 발견의 하이라이트를 27개의 에피소드로 엮은 위대한 과학 이야기다. 생각을 바꾼 창의적인 과학자들의 이야기다. 흥미로운 과학의 세계를 한 눈에 볼 수 있는 책이다.

어린이와 청소년을 위한 과학이야기다.

급속하게 발전하고 있는 과학이지만 과학은 아직도 미지의 세계다. 언제쯤 이 세상을 다 알게 될까. 문득 그런 생각이 들게 하는 책이다. 미답의 세계가 너무 많아 인간의 호기심도 끝이 없는 것일까.

[한없이 작은, 한없이 위대한]세계적인 미생물 연구자가 전하는 신비한 미생물의 세계

한없이 작은, 한없이 위대한 - 보이지 않는 지구의 지배자 미생물의 과학
존 L. 잉그럼 지음, 김지원 옮김 / 이케이북 / 2014년 1월

[한없이 작은, 한없이 위대한]세계적인 미생물 연구자가 전하는 신비한 미생물의 세계

작은 것은 위대하다. 미생물의 세계에 딱 맞는 말이다.

눈에 보이지는 않는 미생물은 수십억 년 전 지구의 탄생과 함께 동반자가 되어 살아 왔다. 인간의 역사보다 더 오랜 역사를 지닌 전통의 미생물은 존재 자체가 무소불위이다.

인간의 동반자이자 동시에 적이기도 한 미생물의 생존력은 가히 불가항력이라는데…….

그래서 미생물은 더욱 미스터리하고 경이로운 존재인데…….

미생물(microbes)은 아주 작은 유기체다. 인간이 볼 수 없는 100마이크로미터 이하의 미소 유기체를 말한다.

미생물은 대기 중의 산소를 만들거나 동·식물에게 필요한 질소화합물을 만들거나 생명의 유전적대사적 구조적인 근본 문제를 해결해준다.

미생물은 보편적인 유전자 암호를 읽고 쓰는 법을 익혀서 이를 단백질, 핵산, 다당류, 지질 같은 고분자 물질을 만드는 데 이용하기도 한다.

이러한 고분자들을 모아 모든 생명의 기본 단당체인 세포라는 구조를 만들었다.

지금도 미생물은 진화 중에 있고, 그런 진화과정은 미생물의 무궁무진한 능력을 보여주는 것이다.

지구에 생명이 살 수 있도록 만드는 역할에는 미생물의 힘이 작동한다.

미생물의 개입 없이 생명은 존재할 수 없을 정도다.

하지만 일부 미생물은 위험하기까지 하다. 어떤 미생물은 작물을 손상 시키거나 가축에 해를 입히고, 음식을 부패시켜 질병을 유발하고 죽게도 한다.

미생물의 분해의 힘, 미생물의 변환능력은 실로 막강 파워다.

예를 들면 병원균도 미생물이다. 면역체계가 제대로 작동하지 않으면 생물은 미생물에 포위되고 부패하거나 사멸하게 된다.

이러한 미생물은 눈에 보이지 않고 심지어는 고성능 현미경으로도 구분이 불가능할 정도다. 그러니 미생물의 세계는 아직도 미답의 지역이 많다는 뜻이다.

미생물에서 박테리아, 고세균, 진핵생물, 바이러스 등이 포함된다.

특히 박테리아는 단세포 원핵생물들이다. 세균이라고도 하고 결핵, 폐렴, 패혈증 인두염, 소화궤양을 야기하는 균들이 포함되어 있다.

바이러스는 세포로 이뤄지지 않는다. 바이러스는 궁극적으로 기생생물이다. 바이러스의 성장 사이클은 대단히 폭발적이다.

세포성 미생물의 성장과 복제는 빠르게 진행된다.

대장균 같은 박테리아는 세포 두 개로 복제되는 화학적 과정들을 15분 만에 이뤄낸다.

생선 비린내의 비밀도 미생물과 관련 있다.

처음 생선을 건져 올렸을 땐 거의 냄새가 나지 않는다. 시간이 흐를수록 생선은 비릿한 냄새를 풍기게 된다. 트리메틸아민을 만드는 박테리아는 생선이 죽자마자 증식하기 시작해서 냄새를 풍기게 된다. 생선이 죽게 되면 그동안 생선에 빌붙어 유기호흡을 하던 박테리아는 무기호흡으로 전환하게 된다. 이때 비린내를 풍기는 트리메틸아민 옥사이드(TAMO)가 사용된다. 이 트리메틸아민 옥사이드(TAMO)는 소금물에서 체내균형을 잡아주는 역할을 한다. 생선의 삼투압 조절을 담당하며 생선이 심해의 높은 수압에 견딜 수 있게 만들어 준다.

지독한 냄새를 풍기는 트리메틸아민 때문에 부패가 이뤄지기 전에 냄새를 풍기게 된다.

스위스 치즈의 구멍은 프로피오니박테륨 세르마니로 인한 특수한 예이다. 하지만 다른 많은 미생물이 치즈를 만드는 데 기여하고 있다. 미생물은 질 좋은 치즈를 만드는 데 있어서 중요한 협력자이다. (책에서)

미생물에 의존하는 식품이 어디 치즈뿐일까. 발효음식이 모두 미생물 없이는 생산 곤란 한데…….

스파클링 와인의 코르크 마개에 철사로 감겨 있는 이유도 미생물에 의한 탄산화로 인한 압력 때문이다.

미생물은 반추동물의 주요 단백질 공급원이다. 소는 풀을 먹지만 실제로는 미생물이 발효한 산물을 흡수하면서 살아가는 것이다. 유기산과 미생물 세포가 주요 영양분인 것이다, (책에서)

풀을 먹은 소가 되새김질 한다는 것은 소의 위에 있는 미생물이 식물 성분인 셀룰로이즈와 만나 하루 28리터의 메탄가스를 무단 방출하는 것이다. 83리터쯤 되는 소의 반추위는 미생물 1000조 마리의 서식지다. 소가 먹은 풀들은 벌집위, 겹주름위, 주름위를 거치면서 셀룰로오스에서 생성된 미생물을 먹기도 한다. 위의 미생물 세포가 소의 단백질 공급원인 셈이다.

물질의 순환은 지구의 생태계를 공고하게 지키는 미생물의 역할을 보여주는 좋은 예이다.

플라스틱은 인간이 만들어낸 물건이지만 일부 미생물학자들은 진화한 미생물이 플라스틱을 분해할 것이라고 한다. 엄청난 시간이 걸리겠지만 말이다.

이 책에는 극한의 환경에서 번성하는 미생물, 홍역과 천연두 같은 질병을 옮겼던 세균들, 새로운 백신을 요하는 끝없이 성장하는 바이러스성 질병들, 세계인의 50%가 헬리코박터 파이로리에 감염되어 위궤양에 취약한 이야기들, 미용에 이용되는 보톡스, 중이염을 일으키는 세균, 충치를 일으키는 세균 등의 이야기가 있다.

공존 공생하는 미생물 이야기, 치명적이거나 발병의 원인이 되는 미생물 이야기다.

내 몸에서부터 외부 환경에 이르기까지, 집에서, 도시에서, 강에서 바다에서 만날 수 있는 미생물의 이야기다. 학문적인 깊이에 흥미와 재미를 입히고 쉬운 말로 풀어 쓴 미생물 이야기다.

굉장히 흥미진진한 책이다.

저자는 평생 미생물만 연구해 왔다는 존 L. 잉그럼이다. 그의 책들은 대학 교재로 세계적으로 사용될 정도라고 한다. 미생물 연구에 대한 그의 공로를 기리기 위해 영하 12도에서도 살아가는 박테리아(사이크로모나스 인그라하미이)에 그의 이름을 넣기도 했다.