지난번 포스팅의 중후반부터는 원자에 대한 기본적인 내...

지난번 포스팅의 중후반부터는 원자에 대한 기본적인 내용들이 이어지는데, 기존에 배경지식이 그다지 많은 편이 아니었던 나같은 독자들에게는 원자의 본질을 이해하는데 큰 도움이 되었다. 또한 본문에 나온 기본적인 내용들에 덧붙여 마치 눈덩이를 서서히 키워나가듯 하나씩 사례들을 접하다보니 기본적인 수준에서 초중급 수준으로 한 단계씩 지식의 폭이 넓어진다는 느낌을 받았다. 기분 좋은 느낌이다.
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이어지는 내용에서는 핵융합 반응으로 인해 나타나는 별빛에 대한 설명이 나오는데, 과정을 한 단계 한 단계 밟아가는 것이 약간은 번거롭기도 하지만 전반적인 과정을 체계적으로 이해하는데는 많은 도움이 되었다. 이로 인해 앞으로 밤하늘의 별을 볼 때는 이 책의 내용을 다시금 상기하면서 이전보다 좀 더 관심과 흥미를 가지고 볼 수 있을 듯하다.

양성자와 중성자가 각각 두 개씩 있는 헬륨의 핵은 매우 안정적이다. 헬륨의 핵 세 개가 탄소 핵 하나를 만든다. 네 개면 산소 핵, 다섯 개면 네온 핵, 여섯 개면 마그네슘 핵, 일곱 개가 모이면 규소 핵, 여덟 개가 합치면 황의 원자핵 하나를 만든다. 헬륨 핵에 하나 또는 그 이상의 양성자를 더하거나, 안정 구조를 구축하는 데 필요한 적정한 수의 중성자를 더할 때마다 새로운 원자핵이 만들어진다. - P442

수은 핵에서 양성자 한 개와 중성자 세 개를 빼면 금 원자의 핵이 된다. 이것이 연금술사들이 그토록 염원했던 변화의 본질이다. - P442

우라늄보다 원자 번호가 높은 것들은 대개 지구상에 자연적으로 존재하지 않는다. 인간이 합성한 이 원자핵들의 거의 대부분은 그냥 내버려 두면 순식간에 붕괴하는 방사능 원소들이다. - P442

원자 번호가 94인 플루토늄 Pu 원자핵은 가장 유독한 물질 중 하나이다. 이 물질은 아주 느리게 붕괴하기 때문에 인간에게 큰 재앙을 가져올 수 있는 위험한 존재이다. - P442

규소 원자를 지칭하는 ‘silicon‘ 이 규소 원자를 하나의 구성 성분으로 하는 수십억 종의 분자들을 일컫는 ‘silicone‘으로 오해되는 경우를 종종 볼 수 있다. slicon은 비금속 원소로서 원자 번호가 14인 규소 원자 Si를 지칭하며, [Silikan]으로 발음된다. 한편 silicone은 기름, 그리스, 수지 등과 비슷한 성질을 가지며 규소를 그 성분 원자로 하는 아주 넓은 범위의 유기 화합물들을 통칭하여 부르는 말이다.
발음은 [Silikoun]이다. 일반적으로 silicone은 열기와 냉기에 잘 견딘다. - P439

우주 어디를 보든 존재하는 물질의 99퍼센트가 수소와 헬륨이다. 가장 간단한 두 가지 원소가 우주에 가장 흔하다는 말이다. - P443

지구는 예외이다. 지구의 자체 중력만으로는 가장 가벼운 수소 원자를 오랫동안 붙잡아 둘 수 없기 때문에 태양계가 생성되던 당시에 지구에 있었던 수소 가스는 거의 모두 우주 공간으로 날아가 버렸다. 그렇기 때문에 지구에는 수소 기체가 희박하다. 헬륨의 경우에도 사정은 수소와 크게 다르지 않다. 한편 목성은 큰 질량을 갖고 있기 때문에 중력의 세기 또한 지구에 비할 바 아니게 커서, 우주 생성 초기부터 갖고 있던 수소와 헬륨을 현금까지 거의 전량 그대로 보유하고 있다. - P443

헬륨은 사실 지구에서 발견되기 전에 태양에서 먼저 검출됐다. (이 발견의 역사가 그 이름에 흔적으로 남아 있다. 헬륨이라는 이름이 그리스의 태양신들 중 하나인 헬리오스Helios에서 왔다고 한다.) - P443

간단한 핵에서 복잡한 핵을 만들려면 양성자와 중성자를 첨가하면 된다. 이때 방해의 요인인 전기적 척력을 어떻게 적절히 상쇄시킬 수 있느냐가 문제의 핵심이다. 역시 그 임무는 핵력의 몫이다. - P443

핵력의 발동은 핵자核子들이 매우 가까이 접근해야 가능한데, 극도로 고온인 상황에서는 핵자들의 근거리 접근을 기대할 수 있다. 온도가 대략 1000만도 이상의 상황에서는 핵자들이 전기적 척력이 위력을 발휘할 수 없을 정도로 매우 빠르게 충돌하기 때문이다. 이 고온의 조건은 별의 중심부에서 쉽게 구현된다. - P443

태양은 지구에서 가장 가까운 별이다. 그러므로 태양이 내놓는 복사를 길게는 전파 대역에서부터 짧게는 가시광선 대역을 거쳐 엑스선 대역에 이르기까지 속속들이 관찰할 수 있다. - P443

태양은, 한때 아낙사고라스가 생각했던 대로 붉게 달궈진 돌이 아니라, 수소와 헬륨으로 구성된 고온의 기체 덩어리인 것이다. 기체 덩어리가 빛을 발하는 것은 높은 온도로 가열된 낙화烙畵 인두가 붉은 빛을 발하는 것과 똑같은 이치이다. 태양의 수소와 헬륨 기체도 뜨겁게 가열돼 있기 때문에 빛을 낼 수 있는 것이다. 그렇다면 아낙사고라스의 생각이 완전히 틀렸던 것은 아니다. - P445

대류 운동의 덩어리 하나의 폭이 대략 2,000킬로미터에 이르는데, 이것은 파리와 키에프간의 거리에 해당한다. - P444

태양 표면에서 일어나는 격렬한 폭발 현상은 플레어 flare를 동반한다. 플레어는 지구상에서 벌어지는 각종 전파 통신에 심각한 장애 요인으로 작용한다. - P445

프로미넌스 prominence도 태양에서 볼 수 있는 거대한 폭발 현상이다. 홍염紅焰을 내놓을 수 있을 정도로 뜨거운 물질이 자기장의 안내를 받아 무지개 모양을 이루면서 분출하는 현상이 프로미넌스다. 그래서 프로미넌스를 그냥 홍염이라고도 부른다. 태양의 광구를 배경으로 홍염이 차지하는 하늘의 넓이를 지구의 그것과 비교해 보면 우리가 살고 있는 지구가 얼마나 초라한 존재인지 실감할 수 있다. - P445

흑점은 태양이 서쪽으로 질 때 육안으로도 식별할 수 있다. 흑점은 강한 자기장을 동반하며 온도가 주위보다 낮다. - P445

태양은 엄청난 규모의 소용돌이와 격렬한 난류 운동을 우리에게 끊임없이 보여 준다. 하지만 이 모든 활동은 주로 태양의 상층부 대기에서 일어나는 것이다. 우리가 가시광선을 통해서 볼 수 있는 이 지역의 온도는 절대 온도로 6,000도 정도이다. 우리에게 철저하게 숨겨진 태양의 저 깊숙한 내부의 온도는 1570만 도에 이른다. 이렇게 뜨거운 조건에서는 핵융합 반응이 일어나고 그 결과로 빛이 만들어진다. - P445

기체와 티끌로 구성된 성간 구름이 중력 수축하여 별들과 그 별들에 딸린 행성들을 만든다. 성간운의 중력 수축이란 자체 중력 때문에 겪게 되는 성간운의 전반적인 낙하 운동이다. 이 과정에서 기체 분자들이 격렬하게 충돌하므로, 수축이 진행됨에 따라 내부의 온도는 상승하게 마련이다. 드디어 내부의 온도가 1000만 도에 이르면 수소 원자 네 개가 만나서 헬륨 핵이 하나 만들어지는 핵융합 반응이 전개된다. 이때 발생하는 에너지가 감마선의 빛, 즉 감마선 광자로 나타난다. - P446

수소 네 개의 질량이 헬륨 하나의 질량보다 약간 크다. 수소 네 개가 모여서 헬륨 한 개가 만들어질 때 0.7퍼센트 정도의 질량이 사라지는데, 이 결손 질량은 아인슈타인의 등가 원리에 따라서 에너지로 변환된다. - P446

감마선 광자는 주위 물질에 흡수됐다가 다시 방출되기를 거듭하면서 태양의 표면을 향해 이동한다. 흡수가 일어날 때마다 자신의 에너지를 조금씩 잃게 되므로 높은 에너지의 감마선 광자는 점점 낮은 에너지의 광자로 변신해서 드디어 사람의 눈이 볼 수 있는 가시광선 대역帶域의 광자가 된다. 중심핵에서 출발한 광자가 표면층에 도착하는 데 대략 100만 년이 걸린다. - P446

핵융합 반응에서 최초로 태어난 광자가 가시광선의 광자로 표면을 빠져 나오기 시작하면 우리는 비로소 새로 탄생한 별을 보게 된다. 별이라고 하는 전구의 스위치를 돌려 빛을 밝히게 된 셈이다. 핵융합 반응의 개시와 더불어 그때까지 진행되던 중력 수축이 멈춘다. 별의 외곽층을 차지하는 질량의 무게를 중심핵 부분의 고온과 고압이 지탱하여, 별 전체가 안정된 상태에 놓이기 때문이다. 중심핵이 고온과 고압의 상태를 유지할 수 있는 것은, 물론 그곳에서 일어나는 핵융합 반응 덕택이다. 우리 태양은 지금까지 대략 50억 년 동안 이와 같은 평형 상태를 유지해 왔다. - P446

태양과 수소 폭탄에서의 핵융합 반응에는 한 가지 중요한 차이점이 있다. 폭탄의 경우 일단 반응이 시작되면 반응의 진행 속도를 제어할 길이 없으며, 제어하지 않는 것이 폭탄의 사용 목적과 부합된다. 그렇지만 태양의 경우에는 중심핵에서 매초 생산되는 에너지가 표면에서 매초 방출되는 에너지와 같도록 별이 반응 속도를 스스로 조절한다. 태양은 표면에서 방출되는 광도를 충당하느라 중심핵에서 매초 4억 톤(4×10^14그램)의 수소를 헬륨으로 변환시킨다. - P447

밤에 집 밖으로 나가 머리를 들면 까만 하늘에 총총히 빛나는 별들이 보인다. 별 하나하나가 빛을 낼 수 있는 것은 그 별 내부에서 핵융합 반응이 이루어지고 있기 때문이다. - P447

백조자리에서 가장 밝은 백조자리 알파별, 즉 데네브 Deneb 쪽을 관측해 보면 온도가 극도로 높은 초대형의 기체 구에서 나오는 희뿌연 빛의 흔적을 볼 수 있다. 이것은 기체 구의 중앙에 있던 별들이 자신의 일생을 초신성 폭발로 마감할 때 생긴 흔적이다. - P447

초신성이 폭발하면 그때 발생한 충격파가 주위에 있던 성간 물질에 전해진다. 그러면 그 성간운의 밀도가 증가한다. 그 결과로 새로운 별의 탄생으로 이어질 중력 수축이 성간운에 유발된다. 그러므로 별들에게도 인간처럼 부모가 있고 그들의 세계에도 세대가 있는 셈이다. 먼저 태어난 별의 죽음이 새로운 별의 탄생을 가져오니까 하는 말이다. - P447

별들에게도 인간처럼 부모가 있고 그들의 세계에도 세대가 있는 셈이다. 먼저 태어난 별의 죽음이 새로운 별의 탄생을 가져오니까 하는 말이다. - P447

태양 같은 종류의 별들은 무더기로 태어난다. 오리온 대성운과 같은 고밀도의 성간운 복합체 내부를 살펴보면 많은 수의 별들이 한꺼번에 태어났음을 알 수 있다. - P447

성간운 내부에서 별이 탄생한다고 하더라도 바깥에서는 그저 어둑어둑하고 음침한 암흑 성간운으로 보일 뿐이다. 그러나 고온의 신생 항성에 의해 전리된 기체가 빛을 방출하므로 성운 내부는 황홀한 장관을 이룬다. - P447

얼마간의 시간이 지나면 새로 태어난 별들이 ‘신생아실‘에서 어슬렁어슬렁 걸어 나와 은하수 은하에서 자신들이 차지해야 할 자리를 찾아간다. - P447

아직 풋내기에 불과한 젊은 별들은 실타래같이 빛나는 엷은 가스 성운을 자기 주위에 달고 다닌다. 이 가스 성운은 별들의 자궁이랄 수 있는 성간운에 있던 기체 찌꺼기로서 어머니 성간운과 신생아 별이 아직도 중력의 끈으로 묶여 있음을 보여 준다. 가까운 거리에서 찾아볼 수 있는 좋은 예가 좀생이성단과 거기에 딸린 반사 성운이다. - P448

사람의 가족과 마찬가지로 같이 태어난 형제 별들도 나이를 먹을수록 고향을 떠나 뿔뿔이 흩어져서 서로 만날 기회가 거의 없게 된다. - P448

지금으로부터 약 50억 년 전 같은 암흑 성간운에서 태양과 같이 태어난 열대여섯 개의 형제자매 별들이 지금은 은하수 은하의 이 구석 저 구석에 흩어져 살고 있을 것이다. 하지만 어느 별이 우리 태양의 형제요 자매인지 현재로서는 알 길이 없다. "은하수 너머 어딘가에 있겠지."라고 막연하게 이야기할 수 있을 뿐이다. - P448

태양 내부에서 진행되는 수소의 헬륨으로의 변환은 우리 눈이 감지할 수 있는 가시광선의 광자만 생산하는 것이 아니라 이보다 훨씬 더 신비롭고 유령 같은 존재인 중성미자도 만들어 낸다. 중성미자는 광자와 마찬가지로 질량이 없으며 빛의 속도로 움직이지만 광자는 아니다. - P448

중성미자는, 양성자, 중성자 그리고 전자와 같은 크기의 고유 각 운동량, 즉 스핀을 갖고 있다. 광자의 스핀은 중성미자의 것의 2배이다. - P448

또 물질은 중성미자에 대해 투명하다. 중성미자는 지구나 태양을 구성하는 물질을 거의 흡수되지 않은 채 자유롭게 관통할 수 있다. 흡수가 전혀 안 되는 것은 아니지만, 무시해도 좋을 지극히 미미한 수준의 흡수만 이루어진다. - P448

대낮에 태양을 1초 만 바라봐도 총 10억 개의 중성미자가 우리 눈을 통과한다. 통상의 광자는 망막에 걸려 시신경에 반응을 일으키지만, 중성미자는 망막에 전혀 걸리지 않고 시신경에 아무런 흔적도 남기지 않은 채 머리 뒤로 그냥 빠져 나간다. - P449

대낮이 아니라 한밤중에 태양이 있을 곳, 즉 내 발 아래의 지면을 보고 있어도 내눈을 통과하는 중성미자의 개수는 대낮과 마찬가지이다. 다시 말해서 태양과 내 눈 사이에 지구가 가로놓여 있어도 육안을 통과하는 중성미자의 개수에는 아무런 변화가 없다. 가시광선에 대해 유리판이 투명하듯이 중성미자에 대해 지구가 통째로 투명하다. - P449

학자들은 아주 드물게 중성미자가 염소 원자를 아르곤 원자로 변환시킨다는 사실을 알아냈다. 염소와 아르곤은 서로 원자 번호는 다르지만, 핵에 들어 있는 양성자와 중성자 수의 합은 같다. 다시 말해 염소와 아르곤은 원자 번호가 다르지만 원자량은 같다. - P449

태양에서 방출될 것으로 예상되는 중성미자의 선속線束, Flux을 검출하려면 엄청난 양의 염소가 필요하다. - P449

미국의 물리학자들은 사우스다코타 주 리드에 있는 홈스테이크 광산의 지하 깊숙한 곳에 엄청난 크기의 탱크를 설치하고 그 안에 양복 세탁에 쓰이는 테트라클로로에틸렌 C2Cl4 용액을 가득 부어 넣었다. 그러고는 새로 생긴 아르곤 원자를 찾아 그 수를 헤아리는 실험을 반복했다. 실험의 결과는 태양에서 나오는 중성미자의 광도가 이론값보다 흐리다는 것이었다. - P450

홈스테이크 탱크의 용량은 약 38만 리터였으며, 이 실험에서 태양의 표준 모형에서 예측된 값의 겨우 4분의 1 내지 3분의 1이 검출됐다. 이보다 나중에 수행된 일본 카미오칸데 II 실험에서는 태양 중성미자의 선속이 표준 모형이 제시하는 값의 0.46배로인 것으로 확인됐다. - P450

가시광선으로는 태양의 표면을 겨우 들여다볼 수 있을 뿐이다. 그러나 중성미자를 활용하면 태양의 가장 깊숙한 곳에서 일어나는 상황도 소상하게 알아볼 수 있다. - P450

수소 핵융합 반응이 영원히 지속될 수는 없다. 태양이건 별이건 간에 핵융합 반응이 일어날 수 있는 지역은 고온 고압의 중심부 일부일뿐이며, 핵반응의 연료로 쓸 수 있는 수소가 그 지역에 한없이 많은 것은 아니기 때문이다. 그러므로 별의 운명, 별의 최후는 그 별이 얼마나 큰 질량을 갖고 태어났느냐에 따라 결정된다. - P451

별은 진화하는 과정에서 자기 질량의 일부를 공간으로 서서히 방출한다. 방출하고 남은 질량이 태양의 2배 내지 3배 정도에 이른다면 그러한 별들은 우리 태양과는 판이하게 다른 최후를 맞게 된다. 그렇다고 태양의 최후가 그저 밋밋할 뿐이라는 이야기는 아니다. 태양의 최후는 그 자체만으로도 충분히 극적이다. - P451

앞으로 50억 또는 60억 년이 더 지나면 태양의 중앙부에 있던 수소가 모두 헬륨으로 변하게 되므로 중심핵 부분에서는 핵융합 반응을 더 이상 기대할 수 없다. 반응에 쓰일 연료 물질이 없어지기 때문이다. 그 대신 헬륨으로 된 중심핵의 바로 바깥에는 수소가 그대로 남아 있다. 따라서 수소 핵융합 반응이 일어나는 지역이 중심핵 경계 지대에서부터 온도가 1000만 도가 되는 충까지 확장된다. 그러나 온도가 1000만 도가 안 되는 층과 표면 사이에서는 핵반응이 일어나지는 않는다. - P451

한편 태양의 자체 중력은 헬륨으로 가득 찬 중심핵을 짓눌러 다시 수축하게 한다. 헬륨으로 구성된 중심핵은 다음 단계의 핵융합 반응을 일으키기에는 아직 충분한 여건을 갖추지 못해서 중력의 일방적 횡포를 견디지 못하고 다시 수축하게 되는 것이다. 수축이 진행될수록 그 지역의 온도와 밀도가 지속적으로 상승한다. 따라서 헬륨 원자들 사이의 간격이 좁아지고 이에 따라 원자핵 세계의 갈고리가 위력을 발휘할 수 있을 정도로 밀착하여 핵력이 발동하게 되면 드디어 헬륨의 핵융합 반응이 시작된다. 수소가 타고 남은 재에 불과했던 헬륨에 다시 불이 붙는 것이다. 이렇게 해서 핵융합 반응의 잔치가 태양의 중심핵 부분에서 또 한 차례 벌어진다. - P452

태양은 새 연료인 헬륨을 태워서 추가 에너지를 얻는 동시에 탄소와 산소를 헬륨에서 합성해 낸다. 자신의 재에서 다시 불꽃을 피울 수 있으니, 별이야말로 불사조이다. 이 상황에 이른 태양은 핵반응로核反應爐의 불을 두 군데에 지펴 놓은 형국이다. - P452

태양보다 질량이 큰 별들은 진화의 후기 단계에서 중심부의 온도와 압력을 태양보다 훨씬 높게 유지할 수 있다. 높은 온도와 압력 덕에 불사조 같은 부활을 태양보다 몇 차례 더 즐긴다. 또 탄소와 산소를 핵융합시켜 더 무거운 원소들을 합성해 낸다. - P452

중앙에서 멀리 떨어져 상대적으로 저온 상태에 있는 외부의 얇은 껍질에서는 수소가 타고 고온상태에 있는 한복판에서는 헬륨이 연소 중이니, 태양은 이 단계에서 그 내부 구조에 큰 변혁을 겪지 않을 수 없을 것이다. 그래서 외부가 급격히 팽창하고 대신 온도는 하강한다. - P452

태양은 이제 적색 거성赤色巨星이 된다. 가시광선으로 드러나는 태양 표면이 중심으로부터 아주 멀리 떨어져 있기 때문에 외각부外殼部에서 느끼는 중력은 미약하기 이를 데 없다. 그 까닭에 적색 거성이 된 태양의 바깥 대기층은 항성풍의 형태로 공간에 서서히 흩어져 나간다. 벌겋게 부풀어 적색 거성이 된 태양은 수성과 금성을 집어 삼키고 종내에는 우리 지구까지 자신의 품안에 넣어 버린다. 그러므로 내행성계가 완전히 태양 안에 들어가게 된다. 내행성계의 최후인 것이다. - P452

최근에《이기적 유전자》책을 읽느라 한동안 미뤄뒀었는데...

최근에《이기적 유전자》책을 읽느라 한동안 미뤄뒀었는데 드디어 다시 읽는다. 몰입하는 다양한 노하우들을 배워서 잘 활용할 수 있기를 기대해본다.
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간혹 중간에 과학 관련 내용들이 나오는데, 이는 저자가 몰입하여 연구한 분야가 과학 관련 분야이기에 그런 것이다. 덕분에 과학 관련 지식들도 덤으로 배우게 되었다.

이어 읽다가 뇌과학과 관련된 내용들도 몇가지 소개되는데, 저자는 이를 몰입 상태의 감정 변화를 이해하기 위함이라고 말한다. 책 제목이자 이 책의 핵심 주제인 ‘몰입‘ 이라는 커다란 틀에서 크게 벗어나는 것이 아니기에 분명 참고할만한 가치가 있다는 생각이 든다.

오늘 읽었던 뇌과학 관련 본문 내용 중에 ‘시냅스와 자아‘ 라는 소제목의 글이 있었다. 예전에도 뉴런과 시냅스라는 용어를 종종 들어왔기에 낯선 용어는 아니었으나 이것들이 우리 뇌에서 각각 어떠한 역할이나 기능을 하는지에 대해서는 솔직히 잘 몰랐었는데, 오늘 독서를 통해 조금이나마 그것들에 대해 알 수 있었다. 내가 느낀 시냅스의 핵심적인 특징 중 하나는 ‘가소성plastic‘ 이라는 것인데 이는 새로운 학습이나 경험을 통해 시냅스에 영향을 미치면 그에 걸맞게 우리 자신의 자아가 새로워진다는 것이다.

이와 관련하여 개인적인 생각을 보태보자면, 흔히 하는 얘기 중 하나로 ‘될 수 있으면 가급적 좋은 것만 보고 긍정적으로 생각하라‘는 말이 있는데 어쩌면 이것이 바로 위에서 언급한 시냅스의 성질때문일 수도 있겠다는 생각이 들었다. 시냅스가 인식한 것이 우리의 자아를 형성하기 때문이다. 또한 한 가지 희망적인 것은 앞서 언급한 가소성plastic이라는 개념은 절대불변의 성질이 아닌, 언제든 변할 수 있는 것이기에 설사 이제까지 살면서 좋지 못한 경험을 했던 사람이라 하더라도 앞으로의 삶을 살아가면서 긍정적인 경험들을 해나간다면, 이러한 것들이 우리 뇌의 시냅스에 영향을 미쳐 궁극적으로 자아를 좋은 쪽으로 개선할 수 있다는 점이다.

주저리주저리 글이 길어졌는데, 결국은 가급적 좋은 것을 보고 듣고 느끼는 것이 우리의 자아를 형성하는데 굉장히 중요하다 정도로 정리할 수 있을 듯하다.

생각의 단계를 거친 뒤 책을 읽으니까 새롭게 생각해야 할 단서들이 걷잡을 수 없을 만큼 쏟아졌습니다. 단서가 너무 많아서 한번에 소화시킬 수 없을 정도입니다. - P136

운동이 몰입의 즐거움을 증폭시켜 준다 - P137

인생의 마지막 날에 후회하지 않는 삶을 살겠다 - P140

고도의 집중 상태에 이르면 처음에는 기분이 그다지 나쁘지 않다고 느끼다가 시간이 지나면서 약간의 쾌감을 느낀다. 몰입 상태가 계속되면서 이 쾌감은 점점 더 증폭되고, 평소에는 도저히 생각하기 힘든 아이디어가 비교적 높은 빈도로 떠오른다. - P141

테니스나 골프를 칠때도 몰입을 하지만 그 몰입은 지극히 순간적이다. 그러나 사고에 의한 몰입은 그 문제를 생각하는 한 끝없이 지속된다. 특히 온몸의 힘을 빼고 편안한 자세에서 천천히 생각하기 때문에 지치지 않고 몰입 상태를 유지할 수 있다. - P142

반드시 땀을 흘리는 규칙적인 운동을 병행해야 한다. - P142

몰입에 들어가기만 하면 열정에 불을 붙이는 것과 같은 효과가 나타난다. 그다음은 계속 타기만 하면 된다. - P143

일단 몰입에 들어가면 그 문제를 자신이 해결할 수 있다는 자신감이 너무 커진 나머지 문제를 풀 수 있다는 확신이 든다. 이러한 확고한 신념 때문에 몰입할 수 있는 여건만 주어지면 그 문제가 풀릴 때까지 몇 달이건 몇 년이건 계속 몰입적인 사고를 지속할 수 있게 된다. - P144

머릿속에 오랫동안 인식하지 않으면 기억이 사라질 뿐만 아니라 그것에 대한 중요성과 관심도 없어지는 것이다. - P145

이런 상태가 되면 인생이 아주 단순해진다. 이 문제를 생각하는 한 나는 세상에서 가장 행복한 사람이고, 이 문제를 생각할 수 없다면 가장 불행한 사람이라고 느낀다. - P145

이 상태가 되면 집중하고 있는 문제를 놓지 못한다. 즉 문제 밖으로 빠져나올 수가 없다. 이제는 풀릴 때까지 갈 수밖에 없다. 다른 활동을 하는 것은 세상에서 가장 불행한 일을 선택하는 것이고, 이것을 해결하려는 활동이 세상에서 가장 행복한 일이기 때문이다. - P145

이 상태가 되면 주어진 문제에 대한 호기심이 몹시 강해지고 그것을 빨리 알고 싶은 정도가 심해져서 마음이 아프다. 해결책이 손에 잡힐 듯 말 듯하면서 빠져나가고, 꼬리를 잡았다가 놓친 것 같은 상황이 계속된다. - P146

이 우주에 문제와 나만 존재한다는, 인간이 할 수 있는 최대의 집중된 상태의 감정은 명상이나 선을 하는 사람들이 집중하는 대상에 대해 일체감을 느끼는 상태와 비슷하다. 즉 참선하는 사람들이 말하는 이른바 삼매와 비슷한 상태이다. 이처럼 최대로 집중된 상태는 개인의 문제 해결 능력을 최대화하는 효과가 있다. - P146

세상 모든 일에 관심이 없어지면서 오로지 그 문제를 풀겠다는 생각밖에 없는 상태가 되어야 비로소 최상의 상태에 도달한다. - P146

이 상태는 문제를 풀 수 있다는 자신감, 문제를 풀려는 호기심과 욕망이 최대화된 상태이고 문제가 풀리지 않더라도 절대로 포기할 수 없는 단계이다. 본능적으로 문제를 놓을 수가 없는 것이다. 즉 최대로 집중한 상태에서 얻는 종교적 감정과 오로지 그 문제를 풀겠다는 생각밖에 없는 극단적 프로페셔널리즘이 합쳐져서 높은 시너지 효과를 내는 것이다. - P147

중요한 것은 이 상태에서 우리는 가장 생산적이면서 가장 행복하기도 하다는 거다. 이 두 가지가 양립할 수 있다는 사실만으로도 몰입은 그 가치를 증명하고 있는 셈이다. - P147

이제까지 화학 증착으로 만들어지는 박막은 모두 원자나 분자에 의하여 이루어진다고 믿어왔는데, 가시광선의 파장보다 훨씬 작아서 눈에 보이지 않는 ‘하전된 나노입자‘가 생성되고 이들이 박막, 나노선, 나노 튜브 등을 만든다는 사실을 밝혀냈다. - P147

예전의 ‘Work Hard‘ 패러다임에서는 평생을 해도 얻을 수 없는 성과를 ‘Think Hard‘ 패러다임으로 불과 수개월 만에 얻을 수 있다 - P148

몰입적 사고를 오랫동안 하다 보면 사고력이 놀라울 정도로 발달하게 된다. 바둑에 비유하자면 수 읽기가 발달하는 것과 비슷하다. 그래서 다른 사람이 쓴 논문을 읽어도 논문을 쓴 사람보다 그 결과의 의미를 더 잘 알게 된다. 즉 실험을 하지 않았어도 그 실험결과가 의미하는 것을 읽어내는 데는 직접 실험을 한 사람보다 더 놀라운 직관력을 발휘하게 된다. - P149

문제의 중심에 있는 사람은 문제를 정확히 읽어내지 못하는 경우가 종종 있지만, 몰입적 사고에 익숙한 사람은 그 일 자체에 대한 지식은 부족해도 문제 해결에 한결 더 가까이 다가갈 수 있다. - P149

문제가 급하고 중요하다고 해서 서둘러 실험만 하려고 하면 오히려 해결이 되지 않는다. 이런 문제는 천천히 그리고 깊게 생각해야 해결할 수 있다. 논리적으로 하나씩 분석하여 조금씩 포위망을 좁혀 나가야 한다. 그런 다음 필요한 실험을 체계적으로 계획해야 한다. - P150

사람들이 흔히 말하는 즐거움이나 행복한 감정은 주로 외부 자극으로부터 얻는다고 생각한다. 그러나 몰입 상태에서는 가만히 앉아서 주어진 문제에 집중만 잘해도 그런 감정 상태에 도달한다. - P153

결국 행복을 느끼는 것은 나이고, 외부 자극은 단지 이 상태를 활성화하는 촉매에 불과하다. 내가 만일 행복을 느끼기 쉬운 상태로 이 기능들을 변화시킨다면 나는 보다 쉽게 행복을 느낄 수 있다는 얘기다. 그렇게 되면 내가 해야 할 일을 하면서도 지고의 행복을 느낄 수 있다. - P153

한 가지 문제를 계속 집중하여 생각하려는 노력을 며칠 이상 하면 의식이 그 문제로 꽉 차게 된다. 이 상태가 되면 그 문제를 생각하기만 해도 쾌감을 얻는다. - P154

집중도가 올라가면 쾌감이 증가한다. - P154

규칙적인 운동과 함께 몰입을 계속하는 한 쾌감이 몇 주일이고 몇 달이고 지속된다. 사기와 의욕이 샘솟고 자신감이 생기며 낙천적으로 변한다. - P154

<몰입 체험을 통해 나타나는 특징적인 징후들>

평소와는 달리 창의적인 아이디어를 빠른 속도로 얻는다.

감각이 섬세해지고 하루하루가 감격적이다.

문제 해결에 진전이 없으면 잠시 지루함을 느끼지만 아주 조그마한 진전에도 큰 희열을 느끼고 감동한다.

자신이 하는 일에 신성하고 경건한 종교적 감정을 느낀다.

가치관이 바뀐다. - P155

몰입 상태에서 주어진 문제를 생각하고 있으면 무엇인가에 도취되어 있는 듯한 느낌을 받는다. 마치 어떤 분위기에 취해 있는 듯한 기분이다. 그러다가 누군가에 의하여 방해를 받으면 기분 좋은 분위기가 깨지는 것 같다. - P155

몰입 상태에서 얻는 쾌감은 우울과 교차되는 감정이 아니라 기복 없이 기분 좋은 상태만 계속 유지되어 더욱 특별했다. - P156

몰입은 심리학에서 이야기하는 자아실현 단계에서 자신의 능력을 최대로 발휘하는 최고의 경험 peak experience에 해당하며 영적인 감정을 수반한다. - P157

뇌과학적 지식은 우리가 어떻게 살아야 하는지 명확한 가이드를 제공하고 있으며, 행복에 보다 체계적으로 접근하는 방법을 보여준다. - P158

생산적이면서 행복한 삶을 추구하기 위해서는 먼저 자신의 본질을 이해해야 한다. 과거를 잃어버린 기억상실증 환자들이 효과적으로 최적의 삶을 설계하거나 추구할 수 없듯이, 자신의 본질에 대한 이해가 부족한 상태에서는 효과적인 삶을 설계하거나 추구하기 힘들기 때문이다. - P158

20세기 자연과학 발전의 핵심은 물질을 구성하고 있는 기본 단위인 원자에 대한 이해, 즉 원자론에 바탕을 두고 있다. 마찬가지로 각 개인의 행동이나 각 개인이 집단을 이루고 있는 사회의 여러 현상을 이해하려면 각 개별 구성원인 인간의 본질을 이해해야 한다. - P158

뇌과학은 인간의 본질에 대한 핵심적인 결과들을 밝히는 데 지대한 공헌을 하고 있다. 짧은 시간 동안 발전을 거듭한 뇌과학의 눈부신 발전은 그동안 인문학적인 접근으로는 얻을 수 없었던 인간의 본질에 대한 이해의 폭을 확장시킬 것이다. - P158

뇌과학 관련 서적을 보면서 가장 인상적이었던 것이 도파민이라는 신경 전달 물질이었다. 뇌에서 분비되어 그 뇌를 각성시켜 집중과 주의를 유도하고 쾌감을 일으키며, 삶의 의욕을 솟아나게 하고 창조성을 발휘하게 하는 신경 전달 물질이다. - P159

도파민이 관여하고 있는 집중, 쾌감, 의욕, 창조성 등은 몰입 체험 때 나타나는 대표적인 특징이다. 따라서 나는 몰입 체험 때 분명 도파민 분비가 활성화될 것이라는 결론에 다다랐다. - P159

시냅스 : 신경세포인 뉴런과 뉴런을 연결하는 접합부로 하나의 뉴런은 수천 개의 시냅스 연결을 만든다. 시냅스에 분비되는 신경전달물질에 의하여 정보의 처리와 전달이 일어나고 감정이 만들어진다. 한마디로 시냅스는 컴퓨터의 역할과 감정을 유발시키는 역할을 한다. - P624

쾌감의 보상 효과는 모두 도파민의 분비 때문인 것으로 알려져 있다. 주로 뇌의 변연계의 측두핵에서 유리되는 도파민이 쾌락에 관여하는데, 전기 자극이 직접적으로 이 부위의 도파민 세포를 활성화시키는 것이다. 코카인 역시 이 부위에서 도파민 과잉 상태를 만들어 쾌감을 유도한다. - P161

운동을 하면 기분이 좋아진다. 이는 근육에 있는 근긴장성 섬유가 뇌의 시상하부와 이어져 있어 이 근육이 자극을 받으면 도파민과 엔도르핀이 분비되기 때문이다. 운동을 하는 도중에 쾌감이나 행복감을 느끼는 것도 이 때문이다. - P161

스포츠 관람 같은 각종 취미활동에도 도파민 분비에 의한 쾌감이 작용하며, 사랑에 빠질 때도, 식사를 할 때도 도파민이 분비되어 즐거움을 느끼는 것으로 알려져 있다. 결국 우리가 얻는 거의 모든 즐거움과 쾌감의 근원은 도파민이라 할 수 있다. - P161

도파민과 관련한 부작용도 많다. 도파민 양이 감소하면 주변 환경, 학습, 활동, 대화 등에 집중력이 손상되어 주의력 결핍과잉행동장애 ADHD가 발생할 수 있으며, 도파민 양이 너무 많아지면 집중력이 지나치게 증대되어 경계심이 높아지고 사소한 것을 의심하고 오해하는 경향이 생긴다. 정도가 심해지면 환상, 환청과 같은 특별한 체험들을 하게 되며, 결국에는 편집증이나 중독, 조현병 등이 나타날 수 있다. - P161

뇌간에 있는 A10 신경은 신경 전달 물질인 도파민에 의하여 쾌감과 각성을 일으키기 때문에 ‘쾌감신경‘으로 알려져 있다. 인간의 사고나 행위에서 발생하는 쾌감은 모두 A10 신경에서 비롯되는 것으로, A10 신경이 자극을 받으면 쾌감을 느끼게 된다. 이 신경은 성욕과 식욕, 체온 조절과 같은 원시적인 생리 욕구에서 운동과 학습, 기억은 물론 지고한 인간 정신을 관장하는 전두연합령까지 연결되어 인간에게 다양한 쾌감을 준다. - P162

인간은 대뇌신피질 cerebral neocortex 을 가지고 있기 때문에 A10 신경을 통해 쾌감을 얻을 수 있을 뿐 아니라 사고방식에 따라 이 신경을 자유롭게 조절할 수도 있다. 몰입에 의한 쾌감은 바로 이 A10 신경이 몰입적인 사고에 의하여 자극을 받기 때문에 발생하는 것으로 여겨진다. - P162

전두연합령 부근에 있는 신경은 도파민의 자가수용체가 없어서 마이너스 피드백이 없기 때문에 도파민 과잉 상태를 유지할 수 있다고 알려져 있는데, 바로 이 때문에 몰입 상태에서 지속적인 쾌감을 경험할 수 있다. - P162

우리가 경험하는 즐거움과 우울함 등을 포함하는 각종 감정은 우리 뇌에서 분비하는 화학 물질이 작용한 결과이다. 우리는 즐거움이나 쾌감을 주는 이러한 화학 물질의 효과를 약물에 의하여 증폭시킬 수도 있고, 오락이나 스포츠 그리고 취미 활동으로 늘릴 수도 있으며 자신의 업무에 몰입하면서도 증대할 수 있다. 무엇을 택할 것이냐는 전적으로 자신에게 달려 있고 우리가 어떠한 사람이냐에 달려 있는 것이다. - P163

사람의 세포는 대략 50조 개인데 반하여 뇌에 있는 뉴런의 개수는 대략 수천 억 개이고 이들은 수백 조개의 시냅스 연결을 만들어낸다. 우리가 어떠한 광경을 바라볼 때도 수천만 개의 시냅스가 관여한다. 깨어 있거나 잠들었거나 생각에 잠겨 있거나 아무 생각 없이 있을 때도 신경 전달 물질이 끊임없이 분비되고 있고, 이 모든 순간에 수천 억 개의 시냅스가 활동하고 있다. - P163

우리가 어떠한 사람이 될 것인가를 결정하는 인자가 ...(중략)... 시냅스이다. - P163

뉴런의 돌기 변화에 따른 시냅스의 생성은 학습에 의하여 이루어진다. 학습에 의하여 변화된 시냅스는 장기 기억을 의미한다. 시냅스 형성은 우리가 살아 있는 한 계속되고 시냅스는 우리 뇌가 새로운 경험을 할 때마다 변화한다. - P163

신경과학자 조지프 르두 Joseph LeDoux는 《시냅스와 자아》에서 우리의 사고와 감정, 활동 그리고 기억과 상상은 모두 시냅스에서 일어나는 반응의 결과라고 말한 바 있다. - P163

시냅스는 가소적plastic(고체가 한계 이상의 힘을 받아 성질이 바뀌고 그 힘이 없어져도 본래의 모양으로 돌아가지 않는 성질)이어서 경험이나 학습에 의하여 변화한다. 즉 시냅스는 학습을 통해 얻은 정보를 기록하고 저장하는 것이다. 이렇게 시냅스에 미친 학습의 결과가 한 인간의 인격을 구축하는 데 주된 역할을 한다. 자신의 실체는 자신의 시냅스가 어떻게 배선되느냐에 따라 결정되고 유지되는 것이다. - P164

[100자평] 이기적 유전자

이기적 유전자
리처드 도킨스 지음, 홍영남.이상임 옮김 / 을유문화사 / 2018년 10월

각종 사례들을 통해 유전자가 생존기계에 어떤 영향을 미치는지 보면서 유전자의 특성들을 이해하는데 큰 도움이 되었다. 소개된 사례들은 주로 동식물에 관련된 것들이지만 거기서 도출된 핵심 메시지들은 사람에게도 얼마든지 적용가능하다. 이에 더해 요즘 많이 쓰는 용어인 ‘밈‘에 대해서도 배웠다.

이 책의 마지막 장인 13장의 제목은 ‘유전자의 긴 ...

이 책의 마지막 장인 13장의 제목은 ‘유전자의 긴 팔‘ 인데 이것은 유전자가 영향을 미치는 범위가 단지 특정 개체 내에 국한되는 것이 아니라, 밖에 있는 다른 개체들에게도 얼마든지 영향력을 미칠 수 있음을 시사한다.

조금만 생각해 보면 확장된 표현형의 힘이 방사상으로 뻗은 그물눈 중심에 유전자가 들어앉아 있는 것을 상상할 수 있을 것이다. 세상에 있는 대상물은 여러 생물 개체 속에 들어앉은 여러 유전자가 미치는 영향력의 그물이 합쳐지는 지점이다. - P481

유전자의 긴 팔에는 뚜렷한 경계가 없다. 세상 전체가, 멀거나 가까운 표현형에 미치는 유전자의 영향을 잇는 인과의 화살로 가득 차 있는 셈이다. - P481

우주의 어느 장소든 생명이 나타나기 위해 존재해야만 하는유일한 실체는 불멸의 자기 복제자뿐이다. - P481

"유전자는 자연선택의 단위가 될 정도로 충분히 오랫동안 지속되는 염색체의 일부분이다." - P483

개체의 성공은 향후 세대에서 존재하는 유전자의 빈도로 가늠할 수 있으며, 개체가 최대화시키고자 애쓰는 수치는 해밀턴이 ‘포괄적 적응도inclusive fitness‘라고 정의한 지표다. - P484

성공적인 유전자는 오랫동안 많은 개체에 나타나는 것이다. 성공적인 유전자는 그 몸이 특정 환경에서 번식할 때까지 생존할 수 있게 할 것이다. 그러나 여기서 말하는 환경은 몸 외부의 환경 (나무, 물, 포식자 등)만을 의미하는 것이 아니라 내부 환경도 포함한다. - P484

DNA 복제가 정확하다는 것은 유전자가 정보를 그대로 담은 복사물로서 수백만 년 동안 살아남을 수 있다는 것을 의미한다. 물론 성공한 유전자에 해당하는 이야기다. 성공하지 못한 유전자는 정의상 오랫동안 살아남지 못한다. - P486

살아 있는 모든 개체는 발생 과정 동안 수많은 세대 동안 수많은 개체의 몸을 거쳐온 족보 있는 유전자들이 만든 것이다. - P486

근연도가 0이라는 것은 두 개체가 유전자를 전혀 공유하지 않는다는 것을 의미하는 것이 아니다. 인간은 서로 유전자의 99퍼센트 이상을 공유하며, 쥐와는 90퍼센트 이상, 물고기와는 75퍼센트 정도를 공유한다. - P487

배경개체군은 개체군 내 이타적 행동을 받았을지 모르는 잠재적 수혜자를 말한다. 먹이나 공간을 놓고 경쟁하는 경쟁자 등 그 종이 서식하는 환경에서 같이 살아가는 시간 여행자들 말이다. - P487

누군가의 먼 친척이 되는 방법은 아주 많아서, 우리는 누군가와 어떻게든 친척이 된다. - P488

세계 어디에 살고 있든, 우리 모두는 서로에게 혈연일 뿐 아니라 수백 가지 다른 방법으로도 혈연일 것이다. 이것이 우리 모두가 근연도 r이 0에 가깝다는 배경개체군의 일원이라는 말을 다르게 표현한 것이다. - P488

복잡한 혈연관계는 개체의 관점 (생물학자가 통상적으로 받아들이는 관점)이 아니라 유전자의 관점(이 책을 통틀어 여러가지 방법으로 옹호되고 있는 관점)에서 따지면 사라지고 만다. - P489

두 유전자 간의 공동 조상을 우리는 ‘합체점coalescence point‘이라고 부른다. - P490

한 개체의 유전체 안에 있는 유전자 쌍의 합체 양상을 들여다보면 그 종 전체의 역사에서 시일을 추정할 수 있는 순간순간에 대해 개체군의 역사를 상세히 재구성할 수 있다 - P492

합체유전학자가 말하는 ‘유전자‘는 ‘약간 이기적인 염색체의 큰 토막과 더 이기적인 염색체의 작은 토막‘의 의미라고 보아도 좋을 것이다. - P492

합체 분석은, 분자생물학자가 보는 유전자보다 다소 크거나 심지어 더 작지만 서로 친척지간으로 볼 수 있으며 수 세대 전에 공동 조상의 ‘복사물‘로부터 만들어진 DNA 덩어리에 대한 연구인 셈이다. - P492

유전자가 두 복사본을 만들고 각각이 두 자손에게 전해졌을 때, 그 두 복사본의 후손은 시간이 지나면서 돌연변이로 인해 점점 달라질 것이다. 표현형에서 차이가 나타나지 않는다는 의미에서 이 둘은 ‘숨어 있다‘고 볼 수 있다. 둘 사이에 존재하는 돌연변이로 인한 차이는 이 둘이 서로 갈라진 이후 지난 시간에 비례할 것이며, 생물학자는 이를 훨씬 더 긴 시간에 걸친 ‘분자시계‘로 이용한다. 게다가 우리가 친척 관계를 따지고 있는 유전자 쌍은 표현형에 미치는 영향이 같을 필요도 없다. - P493

유효개체군effective population (다음 세대를 만드는 데 기여하는 개체군) - P494

내 유전체(내가 아버지와 어머니에게서 물려받은 유전자들의 합체점) - P494

이 책의 중심 논점인 생명을 유전자의 관점에서 보는 것은 이전 판본에서 상세히 설명한 것처럼 단지 이타성이나 이기성의 진화를 밝힐 수 있는 것만이 아니다. 아주 오래된 과거 또한 밝힐 수 있다. - P495

유전자의 관점은 매우 강력해서, 한 개체의 유전체가 개체군의 역사를 상세히 정량적으로 유추하는 데 충분할 정도다. 또 뭘 더 할 수 있을까? 나이지리아 남자 이야기에서 암시한 바와 같이, 세계 여러 지역에 사는 사람들을 분석하면 개체군의 역사가 지리적으로 어떻게 다른지 알 수 있을 것이다. - P495

한 종의 유전자 풀은 과거 특정 환경에서 살아남은, 서로 협력하는 유전자들의 카르텔이다. 이는 그 환경에 일종의 음각 도장을 남긴다. 지식이 있는 유전학자라면 한 동물의 유전체로부터 그 조상이 살았던 환경을 읽어 낼 수 있을 것이다. - P495

이 책이 주장하는 바는 사람을 비롯한 모든 동물이 유전자가 만들어 낸 기계라는 것이다. - P620

성공한 유전자에 대해 우리가 기대할 수 있는 성질 중 가장 중요한 것은 ‘비정한 이기주의‘라는 것이다. 이러한 유전자의 이기주의는 보통 개체 행동에서도 이기성이 나타나는 원인이 된다. - P620

"진화는 복제하는 실체가 얻는 번식상의 순이익 총계를 통해서 일어난다" - P621

[100자평] 결국 해내면 그만이다

결국 해내면 그만이다
정영욱 지음 / 놀 / 2024년 4월

저자가 그동안 살면서 느끼고 깨달았던 것들을 독자들에게 소개한다. 인간 관계에 대한 생각, 올바른 마음가짐 및 사랑이란 무엇인지 등에 대해 자신의 경험을 덧붙여 얘기한다. 또한 삶이 지치고 힘에 겨울 때 새로운 힘을 주는 문장들도 만날 수 있다. 책 크기가 작아서 부담없이 가볍게 읽기 좋다.