퓨처 사이언스 - 첨단 과학자들이 들려주는 미래 과학 이야기

의혹과 비밀의 자물쇠를 푸는 열쇠, 과학
우주 어딘가에 우리와 다른 생명체가 살고 있지 않을까? 인간 말고 다른 영장류에게도 이타심이 있지 않을까? 손해볼 게 빤한데도 눈앞의 이득을 택하는 데는 어떤 이유가 있지 않을까? 가슴이 찢어지는 듯한 마음의 괴로움을 느낄 때 우리 몸 어딘가도 정말 찢어지고 있는 건 아닐까? 공평무사를 추구한다는 법도 알고 보면 재수 나쁜 사람에게는 은근히 불리하게 적용되지 않을까? 동양인과 서양인이 집단주의와 개인주의라는 각기 다른 성향을 갖게 된 데는 환경적 원인이 있지 않을까? 인간의 마음이란 사실 뇌가 부리는 화학적 장난에 불과하지 않을까? ……

우리 마음 한구석에 품은 이런 막연한 의혹들. 근거를 대라면 막막하지만, 왠지 마냥 그럴 것만 같은 생각이 드는 일들. 가만 보니 나뿐 아니라 다른 사람들도 막연히 그렇게 믿고 있는 것들. 그런 밑도 끝도 없는 추정과 믿음이, 그저 의혹으로 남지 않고 사실로 밝혀진다면? 여기, 과학이 응답한다. 그 모든 궁금증과 의혹을 모두 해결해주겠다고.
첨단 과학의 최전선에서 다양한 분야의 연구를 진행중인 젊은 과학자들이 이 책 『퓨처 사이언스』에서 뭉쳤다. 그들은 인간 몸과 마음이 빚어내는 온갖 현상들의 비밀의 밝혀 인류의 오래된 궁금증을 해소하고, 앞으로 맞이할 인간의 미래를 예리한 눈으로 내다본다. 차가운 눈매와 냉랭한 가슴을 잠시 내려놓고 한결 따뜻해진 시선으로, 과학 지식에 목마른 대중에게 쉽고 재미있게 자신들의 최신 연구 성과를 소개한다.

퓨처 사이언스의 탐구 영역
이 책이 다루는 탐구 영역은 다양하다. 지구 밖의 생명체 존재 가능성을 추적해보는 우주 연구, 불치의 바이러스 감염을 극복하기 위한 유전자 차원의 면역 연구, 온라인상의 방대한 데이터를 정제해 유의미한 정보를 도출하는 정보 네트워크 연구, 인간의 비이성적 의사 결정 경향에 관한 계통발생학적 연구, 수치심이나 소외감 등 심리적 기제가 인간에게 뿌리내리게 된 진화적 원인 탐구, 인간 도덕성의 기원과 형성에 관한 진화적 연구 및 도덕성의 정체에 관한 인지신경과학적 추적, 인간 다양성의 기원을 찾기 위한 비교문화연구 및 문화신경과학적 접근 등이 자연스러운 흐름을 갖고 이어진다.
그중 특히 눈에 띄는 부분은, 인간의 특정한 신체적, 정신적 현상들을 심도 있게 추적하는 이 책 중후반부의 여러 챕터다. 우리 자신이 매 순간 결정하고 실행한 것임에도 그저 신기하다고밖에 말할 수 없었던 인간 몸과 마음의 여러 현상들을 인지발달, 심리, 뇌신경, 정신 등의 다양한 차원에서 접근해보는 과학자들의 연구 현장이 생생하게 제시된다. 진화인류학, 신경생물학, 행동유전학, 진화심리학, 인지신경과학, 사회심리학, 진화생물학, 실험철학 등 다양하게 분화해온 연구의 틀을 교차 활용하여 결론을 도출해내는 과학자들의 모습이 흥미를 더한다.

마음은 환상이 아니라 과학이다
과학 하면 대개 우주선, 로봇, 컴퓨터, 실험 도구, 화학식, 유전자, 물리법칙, 지층, 동물 해부 따위를 떠올린다. 하지만 교과서를 통해 배운 그런 상투적인 과학의 표상들은 잠시 접어두자. 『퓨처 사이언스』에 실린 에세이 중 많은 수는 조금 다른 분야의 과학 이야기에 주목한다. 그것은 바로 ‘사람의 마음’이다. 우리가 흔히 어떤 신비한 메커니즘에 의한 것으로 얼버무리고 넘어가버리는 ‘마음’의 과학을 작정하고 파고든다. 이타심, 손실에 대한 기피, 수치심, 소외감, 도덕성, 지역이나 인종에 따른 기질의 차이 등, 그간 심리학이나 사회학 등 인문학의 연구 분야로만 인식되어온 주제들을 본격적으로 과학의 연구 분야로 다룬다.
펠릭스 바르네켄(‘아이들이 내미는 도움의 손길’)은 우리의 이타심이 인간과 침팬지의 공통 조상으로까지 거슬러올라가는 진화적 뿌리를 가지고 있으리라는 주장을, 다양한 침팬지 행동 실험 결과를 통해 증명해 보인다. 부모의 교육 또는 친절에 대한 보상이 이타적 행동을 고양시킨다는 문화 기인설의 맹점을 지적하고, 생물학적 소인이 문화적 요인을 통해 발달한다고 주장하는 것이다.
로리 R. 산토스(‘실수는 영장류의 특징’)와 새뮤얼 M. 매클루어(‘두뇌는 우리가 하는 행동의 이유를 알고 있다’)는 인간의 비이성적 의사 결정 현상에 주목한다. 어떤 궁극적 이해나 안녕을 판단하는 절대적인 기준이 있음에도, 당면한 상황을 준거점으로 놓고 그것을 기준으로 이해득실을 따지는 경향이 있다는 것이다. 이는 일말의 자기 위안을 주는 본능적 심리 기제인 한편, 그 심리를 역이용하면 보다 합리적인 선택으로 이끌 수도 있음을 필자들은 언급한다.
제니퍼 자케(‘과연 수치심이 필요한가?’)와 나오미 I. 아이젠버거(‘왜 거절은 그토록 뼈아픈가?’)는 수치심과 사회적 고통의 정체를 밝히고, 그런 심리 기제의 기원을 추적한다. 수치심은 개인이 집단에 협력하지 못했을 때 일어나는 감정으로, 사회적 행동의 규제와 사전 경고 역할을 한다. 이와 비슷하게 사회적 고통은 집단과의 유대관계 상실, 즉 소외로 인한 생존의 위기를 경고하는 신호로서, 실제로 몸의 신경체계에 편승하여 신체적 통증과 동일한 메커니즘으로 발현한다. 이런 심리 기제들은 공동체 구성원 간의 협력과 배려를 통한 유대관계 유지, 나아가 궁극적인 생존을 위한 진화적 적응의 산물이라고 필자들은 말한다.

첨단이란 한계 없는 파고듦이다
이 책은 과학 이야기에서 빼놓으면 섭섭할 주제인 우주, 유전자, 컴퓨터 등에 관한 글도 당연히 담고 있다. 지구 밖 우주 공간의 어느 거대한 대양에 존재할지 모를 제3의 생명체를 이론우주학과 물리적 증거물을 통해 추적하고, 아인슈타인 이후 우주에 대한 이론적 연구가 급성장한 결과 탄생한 무한이라는 개념이 일으킨 심오한 과학철학적 문제를 다룬다. 또 ‘단백질 영역 융합’이라는 유전자 조작 기술을 통해, 치명적 질병을 일으키는 바이러스에 대한 면역과 치료법을 연구하는 현장도 소개한다. 온라인상에 있는 어마어마한 양의 데이터를 통해 인간의 지식과 행동을 거대한 규모에서 연구하는 정보과학 연구의 현재도 살핀다.
케빈 P. 핸드(‘다가오는 대양 탐험의 시대’)는 목성의 위성 유로파에 있는 대양과 같이 지구 밖의 얼음으로 뒤덮인 바닷속에 생물이 살 수 있는지 연구한다. 우선 외태양계 위성들의 얼음 표면 대양 아래 액체 상태의 물이 있음을 확인하는 절차가 필요하다. 목성 위성 주위의 자기장 변화에 대한 갈릴레오 우주선의 측정 결과, 그리고 토성 위성에서 염분과 유기물을 함유한 물기둥이 뿜어져나오는 영상 등을 담은 토성 탐사선 카시니호의 수집 자료 등을 통해 이를 확인한다. 지구 바닷속에서 발견한 열수분출공 주변 생태계는, 암담할 것만 같은 외태양계 위성의 대양 속에서의 생명체 발현 가능성을 한층 높여준다. 여기서 확인된 독특한 화학작용은, 지구상에 생명체가 처음 출현한 당시의 물질대사가 이런 환경에서 재현될 수 있음을 시사한다.
윌리엄 매큐언(‘분자를 잘라서 붙여넣기: 차세대 생물학 도구’)는 세포에 침입한 병원체를 감지하고 무력화하는 세포 내 방어 메커니즘을 연구한다. 이를 위해 ‘단백질 영역 융합’이라는 최신 생물학 기술을 활용한다. 이 기술은 척추동물을 괴롭히는 레트로바이러스, 그중에서도 에이즈를 일으키는 HIV 등을 억제하는 항바이러스 면역 체제 구축에 희망을 주고 있다. 단백질 영역 융합 기술은 아직 한창 연구중인 분야지만 이미 항암 약품 개발에 활용되고 있고, 특히 인류에게 치명적인 레트로바이러스에 대한 면역 체계 개발에 주된 역할을 하리라 필자는 내다본다.

브로크먼과 첨단 과학자들
이 책을 기획하고 엮은 맥스 브로크먼(Max Brockman)은 대중과학서 기획과 저작권중개에서 독보적 활약을 보이는 브로크먼 에이전시의 부대표이다. 통섭의 기치를 내걸고 세계적 석학들이 모여 과학과 인문의 융합을 모색하는 비영리 학술모임 ‘에지 재단(Edge Foundation)’의 멤버이기도 하다. 리처드 도킨스, 제레드 다이아몬드, 브라이언 그린, 스티븐 핑커 등을 발굴하며 대중과학서 분야의 신화적 존재로 우뚝 선 존 브로크먼이 그의 아버지다.
존 브로크먼이 전 세계 대중에게 과학이라는 지적 탐구의 장을 펼쳐 보였다면, 맥스 브로크먼은 새로운 세대에게 걸맞은 최신 과학 연구의 현장을 선보이며 더 많은 이에게 과학적 영감을 선사하는 데 힘쓰고 있다. 그가 과학 연구 현장의 최전선에서 활약중인 젊은 과학자 19인과 함께 엮어낸 이 책은, ‘현대 과학의 최전선에서 미래 과학 내다보기’ 작업의 최신 결정체라 할 만하다. 무한히 발달하고 확장하는 과학 연구의 현장에서, ‘첨단’의 좌표는 잠시도 멈추지 않고 내일을 향해 내달린다. 롤러코스터보다 스릴 넘치는 과학 발달의 속도, 이 책 『퓨처 사이언스』에서 바로 확인해보자.