“과학자는 상식에 동의하지 않는 사람이다.” 과학자는 어떤 사람들인가에 대한 질문에 김상욱 교수는 갈릴레오의 이야기를 꺼냈다. 눈앞에 보이는 사실이나 여론에도 불구하고 지구가 돈다고 이야기할 수밖에 없는 실험적 사실들이 있었기에 갈릴레오는 그것을 말할 수밖에 없었다. 이때 사실을 발견한 것만큼 중요한 건 그걸 이야기할 수 있는 용기라는 것이다. 카이스트에서 물리학 박사학위를 받고 현재 부산대학교 물리교육학과에 재직 중인 김상욱 교수가 대중 강연과 집필 활동에 애쓰는 이유 또한 크게 다르지 않다. 김상욱 교수는 <영화는 좋은데 과학은 싫다고>(2009), <헬로, 사이언스>(2014), <과학 수다>(2015) 등 과학에 대한 대중적인 관심사를 쉽게 풀어 쓰는 데 수고를 아끼지 않고 활동 중이다. 하지만 중요한 건 지식이 아니라고 강조했다. 마음만 먹으면 정보를 얼마든지 찾아볼 수 있는 세상에서 놓치지 않아야 할 것은 진실을 탐구하고 문제를 합리적으로 해결하려는 태도라는 것이다. ‘맥스웰의 도깨비 원리’를 규명해 물리학 분야의 권위 있는 학술지 <피지컬 리뷰 레터>에 논문을 올리기도 한 그는 이런 원칙에 따라 양자역학의 개념을 알기 쉽게 알리고 있는 중이다. 고등학교 1학년 때 아버지가 사주신 쓰즈키 다쿠지가 쓴 <4차원의 세계>를 통해 과학에 관심을 가지게 되었고, 바로 다음날 <양자역학의 세계>를 사본 후 양자역학을 공부하기로 결심했다. 그가 과학의 대중화에 정성을 쏟는 이유는 자신이 느꼈던 재미를 다른 사람들에게도 전달하고 싶은 소박한 마음에서다. 모두가 과학자가 될 필요는 없지만 과학에 대한 관심을 키우는 계기를 선물하고 싶다며 눈을 반짝이는 그를 보니, 어떤 사람들을 과학자라고 하는지 더 설명 들을 필요가 없을 것 같았다.
-<영화는 좋은데 과학은 싫다고>처럼 대중에게 과학을 쉽고 재미있게 소개하는 입문서를 많이 썼다.
=영화를 좋아하긴 한다. 영화 싫어하는 사람이 어디 있나. 근데 글을 쓰기 시작한 건 정말 우연이다. (웃음) 특별한 계기나 의도를 가진 건 아니었다. 지인의 부탁으로 <국제신문>에서 영화를 가지고 과학에 대한 이야기를 풀어내는 칼럼을 1년 정도 쓴 적이 있다. 글이 나가니까 여기저기서 연락이 왔다. 그 뒤에 영화잡지 등에도 간혹 글을 쓰게 되었는데 과학 분야를 친근하게 설명할 수 있는 통로로서 효과적이라고 느꼈다.
-좋아하는 영화 장르가 있나.
=시간 나면 가리지 않고 다 보는 편이다. SF물은 약간의 의무감에 챙겨보고 역사물도 재미있다. 색채에 민감한 편이라 색감을 잘 구현한 작품들이 기억에 오래 남는다. 예를 들면 <더 폴: 오디어스와 환상의 문>(2006) 같은. 물론 팀 버튼 감독의 영화들은 대체로 다 좋아한다. 최근에는 <그랜드 부다페스트 호텔>(2014)이나 <더 랍스터>(2015)가 인상적이었다. 활자나 다른 매체로는 구현하기 힘든 순간들이 담긴 영화가 좋다. 지식을 습득하는 건 책으로 보는 게 더 나으니까 좀더 감각적으로 접근하는 편이다. 미하엘 하네케의 <하얀 리본>(2009)도 꽤 오래 기억에 남는 영화 중 하나였다.
-아무것도 모르는 사람들이야 신기하겠지만 이미 다 아는 사람들, 그러니까 과학자들이 SF 등 과학을 소재로 다룬 영화를 볼 때의 기분이 어떤지 궁금하다.
=가급적이면 보고 싶은 영화를 찾아서 본다. SF를 보러가는 건 약간의 의무감도 있다. (웃음) 보통은 스토리보다는 상상 속의 장면이 구현된 걸 보러 가는 거다. 가령 <프로메테우스>(2012) 같은 건 머릿속에 상상했던 행성이 구현된 방식이 신기했다. 영화를 볼 때 논리적 오류를 찾으려고 의식하진 않는다. 물론 저절로 눈에 들어와 몰입을 깨는 경우도 있지만, 대체로는 뜻하지 않고 예상치 못했던 순간을 접했을 때의 쾌감이 더 큰 것 같다.
-영화란 무엇인지만큼 추상적인 질문이지만, 과학이라고 하면 막연히 동경하게 되는 정답 같은 믿음이 있다. 뭐든 설명 가능할 것 같고, 뭐든 해결해줄 것 같은.
=과학은 지식이 아니라 태도 혹은 방법이다. 얼핏 과학이 자연을 대상으로 하는 거라 생각하기 쉬운데 사실 세상 모든 것, 내가 숨 쉬는 방법까지 그 대상에 포함시켜야 한다. 중요한 건 대상이 아니라 물질적 증거를 바탕에 둔 과학적 방법론이다. 다만 과학도 층위와 방법론이 다양한데, 보편적으로 인식되거나 영화를 통해 구현되는 과학의 대표명사는 저 멀리 앞서 나가 있는 영역들이다. 예를 들어 초끈이론, 초중력이론이 대표적인 물리학 이론인 것처럼 소비되는 건 단지 그게 신기해 보이고 증명이 요원하기 때문이다. 과학, 대부분의 과학자들은 이론적인 최전선보다는 그 뒤에서 물질적인 증거를 모으기 위해 시간을 보낸다.
-한때 어린이들의 꿈이 과학자였던 시절이 있다. 최근 다시 과학에 대한 대중적인 관심이 높아지고 있는데, 일반인들이 과학에 관심을 기울여야 하는 이유가 있을까.
=과학이 무엇인지에 대한 질문이 선행되어야 하는 질문이다. 대중 강연을 자주 하는 것도 과학을 한정된 영역으로 보지 않았으면 하는 바람에서다. 우리가 숨 쉬고 생활하는 모든 것이 과학이다. 정확히는 과학적으로 설명 가능하다. 과학적인 올바름이라고 하면 SF영화보다 보통의 드라마가 훨씬 정교하다. 과학적으로 틀린 점이 없기 때문이다. 과학자는 기본적으로 질문하는 사람들이고, 문제가 있으면 참지 못하는 이들이다. 과학이라는 용어가 나온 게 1840년 무렵, 19세 초•중반 정도인데 19세기 후반까지도 철학과 물리를 혼용했다. 분야를 구분 짓는 게 크게 의미 없을지도 모른다. 최근 물리학은 거의 모든 영역을 물리학적인 관점으로 접근하려는 방법론에 가깝다. 태도의 문제일 수도 있는데, 문제를 발견하면 ‘말이 되는 방법’으로 해결하고 싶어 한다. 합리적인 사고방식을 하는 사람들이 과학적인 설명에 끌리는 건 자연스러운 일이다. 반론이 있으면 무시하거나 억누르는 게 아니라 토론을 나누고 최소한 모르는 건 모른다고 하는 것이 ‘과학적인 상식’이다. 최근 대중의 관심은 흥미로운 대상에 대한 동경보다는 말이 되는 설명에 대한 열망이 더 큰 것 같다.
-과학을 일종의 사회운동의 연장선에서 볼 수 있다는 말인가.
=과학이 세상을 바꾼다는 건 기술혁명만이 아니다. 대상을 대하는 태도, 세상을 바라보는 인식, 문제를 해결하려는 사고 과정이 세상을 바꾸는 힘이다. 과학자들은 말도 안 되는 상황을 설명하기 위해 말이 되는 증거를 찾아왔다. 왜 그러냐고 의문을 제기할 수 있는 사람, 불의를 깨닫고 비논리적이고 비합리적인 상황을 참지 못하는 사람이 과학자다. 그 과정은 사회문제에도 고스란히 적용될 수 있을 것이다. 최근 우호적인 분위기는 어쩌면 비정상적인 일들이 난무하는 사회현실에서 논리적 정합성이 있는 과학적 진실이 일종의 해방구가 되어준 것일 수도 있다. 바람이 있다면 이것이 단순한 흥밋거리가 아니라 일상의 부조리한 문제를 해결하는 방식으로 확산되었으면 하는 거다. 비논리적, 비합리적인 것들, 말하자면 불의를 내버려두지 않는 태도, 과학의 대중화란 그런 게 아닐까.
“어딜 가나 이방인이었다”
20세기 환경학의 고전 <침묵의 봄>은 무분별한 살충제 사용이 지구를 어떻게 망가뜨리는지 고발한다. 저자 레이첼 카슨은 책의 서문에서 “어딜 가나 이방인이었다”고 회고한다. 과학자란 이른바 상식에 휩쓸리지 않고 물질적 증거를 찾아 헤매는 사람들이다. 과학이 꼭 거대한 우주를 말해야만 하는 것도 아니다. 김범준 교수의 <세상물정의 물리학>처럼 교통체증이 생기는 원인에 대해 말하는 것도 과학이다. 문제가 있으면 그것을 해결하고 답을 찾고 싶은 것이야말로 과학자의 본능이다.
과학자들의 사랑노래-엔트로피 사랑
엔트로피란 우주 전체에서 결코 줄어들지 않고 항상 증가하는 물리량을 말한다. 밸런타인데이를 맞아 12명의 과학자들이 모여 사랑 노래를 발표했다. 이른바 ‘엔트로피 사랑’. 과학 대중화에 앞장서고 있는 ‘과학과 사람들’에서 과학자 밴드 ‘The Scientists’를 결성해 마련한 선물이다. 과학상식을 녹여낸 주옥같은 가사가 가히 ‘한국을 빛낸 100명의 위인들’급이다. 부끄러움은 우리의 몫이니 편견 없이 즐기시길~!
Fiction vs Fact
<마션>이 차마 표현하지 못한 디테일
Fiction
<마션>은 화성에 홀로 남겨진 우주비행사의 생존기를 그린다. 앤디 위어의 꼼꼼한 자료조사와 나사의 감수 덕분에 ‘우주여행에 대한 가장 과학적인 재현’이란 평을 받기도 했다. 영화는 우주 탐사의 디테일을 얼마나 제대로 구현했을까.
Fact
“앤디 위어의 책을 보며 아마 세상 모든 이공계 학도들이 열광했을 거다. 그만큼 책은 말이 되는 상황과 그럴 법한 설명으로 채워져 있다. 하지만 영화이기 때문에 어쩔 수 없이 표현하지 못한 부분도 있는 것 같다. 대표적인 것이 냄새 문제다. 패스파인더를 찾아 ‘로버’(Rover)에 탑승해 며칠간 이동할 때 배변 문제는 어떻게 해결했을까. 진짜 끔찍한 것은 추위를 견디기 위해 핵 전지를 꺼내 뒤에 놓은 게 아니라 30일이 넘게 작은 호버를 타고 가며 내부에서 볼일을 해결해야 한다는 것이다. 책에서는 분뇨 냄새 때문에 괴로워하는 과정이 상세하게 묘사되어 있지만 영화에서는 대부분 생략하고 있다. 영화 말미 우주선으로 가는 30일 넘는 여정이 생략된 것도 비슷한 맥락이다. 대부분 거대하고 심오한 문제들이 우주탐사를 가로막고 있을 거라 상상하지만 실제로 우주탐사의 가장 어려운 부분은 배변 문제처럼 일상적이고 1차원적인 문제들이다. 이는 다른 과학 영역에서도 마찬가지다.”
Fiction vs Fact
<매트릭스>는 상상에 불과한가
Fiction
<매트릭스>는 인간이 기계를 위해 일종의 배터리 역할을 하고 있는 디스토피아 세계다. 인간들은 자신이 기계에 사육당하고 있다는 사실을 모른 채 가상현실 속을 살아간다.
Fact
“가상과 현실의 경계가 무엇인지부터 정의해야 할 필요가 있다. ‘맥스웰의 도깨비 원리’라는 이론이 있는데, 근본적으로 정보가 무엇인지에 대해 연구하는 과정에서 파생된 설명이다. 핵심은 순수하게 정보가 움직일 때도 에너지가 필요하며 발생한다는 것인데 이 과정에서 일어나는 에너지 모순을 설명하기 위해 가상의 모델을 만들어냈다. 근데 이 가설이 열역학 2법칙 엔트로피를 위배하기 때문에 도깨비란 별명이 붙었다. 다중우주(서로 다른 일이 일어나는 우주가 사람들이 알지 못하는 곳에서 동시에 존재하고 있다고 가정한 이론)의 관점에서 보자면 우리는 어쩌면 이미 일종의 매트릭스 안에 들어가 있는 건지도 모른다. 영화에서는 사람이 기계의 에너지원이 되었는데도 그 사실을 모르고 살아가는데, 유전자의 관점에서 보면 인체의 작동 과정과 유사하다. <이기적 유전자>의 논의에 따르면 우리 삶의 선택은 의식이라는 주체가 아니라 유전자들의 선택에 의해 결정되는 것일 수도 있다. 즉 생명은 유전자의 생존을 위해 구성된 단백질 덩어리이며 유전자에 에너지를 공급하는 도구에 불과할 수도 있다는 것이다. 다른 존재를 위해 존재하는 하부구조임에도 스스로는 그 사실을 모른다는 점에서 매트릭스의 구조와 유사하다. 현실 세계에서 일어나는 현상과 미시 세계에서의 작동 원리가 현격하게 다르다는 점은 생각해볼 필요가 있는 문제다. 큰 관점에서 접근하자면 정보만으로 구성된 세계가 실제인가라는 다소 철학적인 명제와도 연결된다.”
Fiction vs Fact
<사랑에 대한 모든 것> 우주를 설명하는 방정식?
Fiction
스티븐 호킹의 일대기를 다룬 영화 <사랑에 대한 모든 것>(2014)을 보면 호킹은 우주를 설명할 수 있는 단 하나의 이론을 찾기 위해 매진한다. 세상을 설명하는 단 하나의 이론을 찾는 것이 모든 과학자들의 꿈인가.
Fact
“마스터 키와 같은 수식이 있다고 해서 모든 현상을 다 이해할 수 있는 건 아니다. 공식을 안다고 해서 모두 전교 1등이 아닌 것처럼 그 공식을 적용하고 현실화하는 과정은 매우 길고 어려운 길이다. 하지만 대개, 특히 영화에서는 그 과정이 생략되어 있다. 예컨대 양자역학이 무엇인지 묻는다면 10초부터 2시간 버전까지 다양하게 설명할 수 있다. 짧게 설명하자면 양자역학은 물리학의 기초 학문 중 하나이고 세상은 무엇으로 구성되어 있는가에 대한 질문이다. 물질의 기본 요소인 원자, 전자 등의 극소물질이 어떻게 행동하는지 역학관계를 연구하는 것이다. 하지만 적어도 아직까진 하나의 원칙으로 모든 작동을 설명할 수 없다. 항상 법칙 바깥의 현상이 발견되기 때문이다. 물리학에서 가장 유명한 법칙을 꼽는다면 아이작 뉴턴의 ‘F=ma’일 것이다. 힘과 질량, 가속도의 상관관계를 연결한 이 방정식은 많은 물리현상을 설명한다. 양자역학에서 이에 비견되는 수식은 슈뢰딩거 방정식 ‘H(Ψ)=E(Ψ)’이다. 원자와 아원자 사이에 일어나는 현상을 설명하기 위한 이 방정식을 통해 세상 모든 현상의 99.9%를 설명할 수 있다고 해도 과언이 아니다. 우리가 보고 느끼는 세계가 아니라 볼 수 없는 미시 세계의 작동 원리를 다룬 만큼 SF 소재로 자주 활용된다. 두 세계는 전혀 다른 방식으로 작동되는 전혀 다른 우주다. 이러한 차이는 다중우주, 평행우주 이론까지 나아가는 단초가 된다. 이른바 ‘관찰자가 현상을 바꾼다’. 어느 지점을 경계로 이와 같은 물리법칙의 변화가 일어나는지를 탐구하는 것이 많은 과학자들의 관심사 중 하나이며 나 또한 마찬가지다.”
Fiction vs Fact
왜 영화 속 과학자들은 천재거나 괴짜일까
Fiction
영화 속 과학자들은 평범하지 않다. 흥미를 위해서라곤 하지만 일반인의 이해 범주를 넘어선 부분이 많다. 그래서 어떤 이들에게는 미치광이로, 존경의 의미를 담아선 천재로 불린다. 어떨 땐 이상한 행동을 하지 않으면 천재가 아닌 것처럼 보이기도 한다.
Fact
“일반인들에게 과학자 이름을 대보라고 하면 아마도 아인슈타인이나 스티븐 호킹 정도가 언급되지 않을까. 이들은 우주와 맞닿아 있는 근본적인 질문들을 던지고 디테일에 의존하지 않는 채 근원적인 답을 찾아 헤매는 이론물리학자들이다. 그게 현재 과학에 대한 인식 문제이기도 하다. 세상 모든 현상을 수식 몇개로 표현하려는 집단이 이론물리학자들인데 그들은 전체 과학자는커녕 물리학자 중에서도 1% 남짓한 소수다. 우주 전체를 대상으로 에센스만 추리려다 보니 한참 앞에 나가 있어 SF 등에서 자주 차용된다. 하지만 다수의 과학자는 바닥에 붙어서 재현 가능한 물질적 증거를 모으는 데 시간을 보내는 사람들이다. 이론물리학이 대중적으로 유명한 건 구조적인 원인이 있다. 가령 물리학에서 돈이 제일 많이 몰리는 분야 중 하나는 고체물리학이다. 반도체를 설명하고 물성을 설명하는 분야인데 이처럼 실험과 검증이 필요한 분야는 당장 눈앞의 문제를 해결해야 하기 때문에 홍보에 관심이 없다. 문제는 중력장, 블랙홀 등 당장 성과를 내기 어려운 이론물리학은 대중의 관심이 없으면 정부의 지원을 받기 어렵다는 점이다. 때문에 스티븐 호킹이나 킵 손 같은 스타와 대중적 호응을 필요로 한다. 다만 대중이 그게 물리학을 끌고 가는 이론이라 생각하면 곤란하다. 가령 평행우주 이론은 흥미롭지만 증명이 불가능한 영역에 있다. 이렇게 실험적 증거가 없을 때 이론을 만들어가는 몇 가지 방법이 있는데 가설을 세운 다음 수학적으로 정합성을 증명해나간다. 다중우주처럼 최첨단에 있는 이론은 내부에서도 의견이 분분하지만 그게 할 수 있는 최선인 경우도 있다.”
