The Science Times

블랙홀은 여전히 미스터리에 싸여있는 천체다. 강한 중력을 가진 블랙홀에 가까이 가면 다른 공간의 시간은 빠르게 흘러가 버린다. 블랙홀을 여행하고 온 내가 지구에 돌아오면 이미 지구에서의 시간은 더 많이 흘러 시간여행을 한 셈이 된다는 이야기다. 블랙홀은 이처럼 시간여행의 관문이 될 수도 있다는 점에서 사람들의 관심이 더욱 집중된다. 우리가 블랙홀을 더 많이 알게 되는 어느 날 정말 미래로 가는 시간여행의 해법도 생길지 모르겠다.

부호들이 우주를 향한 꿈을 현실로 구현했다는 것은 인류가 우주를 향한 꿈을 실현할 수 있는 과학기술을 가지게 됐다는 의미이기도 하다. 과거 닐 암스트롱이 인류를 대표해 달에 역사적인 첫발을 디뎠던 것처럼 인류는 우주를 향한 또 다른 한 발걸음을 내딛게 된 것이다. 지난주 가장 지구촌을 뜨겁게 달군 기사는 영국의 억만장자 리처드 브랜슨(Richard Branson) 버진그룹 회장의 우주 비행 소식일 것이다. 지난 11일(현지 시간) 브랜슨은 ‘유니티’를 타고 미국 뉴멕시코주에서 고도 88.5㎞의 우주 상공까지 도달하는 데 성공했다. 그가 탑승한 ‘유니티’는 브랜슨이 창업한 우주기업 버진 갤럭틱에서 만든 우주 비행기다.

남극을 최초로 횡단한 탐험가는? 그 이름도 유명한 ‘로알 아문센’이다. 그는 인류 최초로 남극점에 선 사나이다. 혹독한 추위와 싸워야 하는 극한의 조건에서 결국 남극 횡단에 성공한 아문센. 그의 남극 신화 뒤에는 자신이 만든 배를 빌려주고 지원을 아끼지 않았던 또 다른 탐험가가 있었다. 바로 ‘프리쵸프 난센’이다. 난센은 북극점에 가장 가깝게 다가간 최초의 탐험가다. 같은 노르웨이 출신의 두 탐험가가 나란히 북극과 남극에 입성할 수 있었던 것은 누구보다 더욱 극지방 탐험에 맞는 철저한 준비성을 갖추고 있었기 때문이었다.

중국에서는 황제를 하늘을 대신하여 천하를 다스리는 사람, ‘천자(天子)’라 칭했다. 중국 진나라 시 황제는 실제로 자신이 하늘에서 내려온 양 인간의 죽음에 관여하고자 했다. 그는 전국 각지의 방사들과 약제상을 수소문해 늙지도, 죽지도 않는 불로초를 구해 영생을 얻고자 했다. 하지만 신의 영역에 접근하고자 했던 어리석은 황제는 결국 불로초를 구경하기는커녕 애꿎은 책만 불태우고 유학자들을 산 채로 구덩이에 파묻은 역사상 최악의 왕이 되어버렸다. 인도 카필라 국의 왕자 고타마 싯다르타도 마찬가지다. 그는 ‘사람은 왜 태어나 늙고, 병들어 죽는가’에 대한 해답을 찾고 싶어 고행을 자처했다. 싯다르타는 수십 년 간 고행하며 얻은 깨달음으로 ‘붓다(buddha, 궁극적인 진리를 깨달은 사람)’가 됐으나 그 또한 늙고 죽는 문제에서 온전히 벗어날 수 없었다. 즉 ‘생로병사(生老病死)’는 인간의 힘으로 조절할 수 없다는 뜻이다.

과학자들은 앞으로 과학기술의 혁신으로 인간의 수명이 100살을 넘어 150살로 늘어날 것이라 전망하고 있다. 단백질 연구는 인간 수명을 밝히는 초석이다. 이들의 연구를 토대로 인간 단백질 구조가 더욱 많이 밝혀진다면 ‘불로장생’이라는 인간의 꿈은 꿈이 아니라 현실이 될 수도 있을 것이다. 로버트 후버, 하르트무트 미헬, 다이젠 호퍼, 이들 세 사람은 나란히 1988년 노벨화학상 수상의 영예를 안았다. 이들의 공동 연구를 통해 그동안 규명되지 않았던 광합성 작용에 필요한 단백질 반응센터의 구조를 결정했기 때문이다. 광합성에 연관된 단백질은 세포에 영양을 전달하고 호르몬 활동 등 생체의 중추 작용과 관련이 있다. 이들의 연구는 인공적인 광합성이라는 중요한 에너지 기술을 끌어내고 지구에서 가장 중요한 화학반응을 이해하는데 크게 기여했다.

특이점 순간이 오면 AI가 인간을 지배하는 것은 아닐까. 그건 아무도 단정할 수 없다. 하지만 분명한 건 나쁜 행위자가 AI 등 첨단기술을 악용해 세계적인 문제를 일으킬 확률이 더 크다는 점이다. 18일 최종현 학술원이 주관하는 온라인 웨비나 ‘첨단과학과 동북아 지정학 위기(Geopolitical Implications of Scientific Innovation Trends in Northeast Asia)’에서 국내외 전문가들은 “첨단기술이 발전할수록 이를 악용하는 행위자를 막기 어렵다”라며 “때문에 서둘러 국제적으로 표준화된 규범과 가치를 서로 공유하는 것이 절실하다”라고 입을 모았다. 전문가들은 우주 개발이 과거 미국과 러시아의 우주 경쟁과 같이 새로운 형태의 국제 경쟁으로 촉발될 수 있다는 점을 지적한다. 과거를 재현하지 않기 위해서는 국제적인 협력과 상호 신뢰에 의한 규범과 가치가 필요하다.

구달 박사는 침팬지 연구에 일생을 바쳤다. 그의 침팬지 연구는 수상 사유처럼 인류에게 동물에 대한 다른 시각을 전해주었고 인류가 동물과 자연에 대해 어떻게 대하고 행동해야 하는지를 깨닫게 해 주었다. 고인류학의 선구자라 불리는 루이스 리키(Louis Seymour Bazett Leakey, 1903~1972)는 제인 구달의 명성에 비하면 생소한 인물이다. 가장 대중적인 인지도를 가지고 사랑받는 동물학자는 제인 구달이지만 오늘날의 제인 구달이 있기까지는 루이스 리키의 도움이 컸다. 구달은 고등학교를 졸업 후 야생 동물을 연구하고 싶은 마음에 당시 케냐 나이로비의 국립 자연사 박물관장인 루이스 리키를 찾아갔다. 그리고 그의 비서가 됐다. 루이스 리키는 구달의 열정과 능력을 보고 구달이 탄자니아에서 본격적으로 침팬지 연구를 할 수 있도록 도왔다. 동물학에 대한 전문지식이나 학위가 없던 구달을 박사학위 과정까지 밟을 수 있게 한 것 또한 그였다. 당시 구달의 능력과 열정을 알아본 리키 박사의 식견이 있었기에 인류는 고인류학의 새로운 전기를 마련할 수 있었던 것이다.

우리가 생각이라는 것을 해야 한다고 느끼는 순간 뇌는 수많은 나트륨과 칼륨, 염화이온을 신경 세포막으로 주고받는다. 신장은 소변에서 물을 재흡수해 피로 보낸다. 이들의 흐름이 우리의 사고를 활성화 시켜주는 것이다. 지난 2003년 노벨시상식에서 노벨위원회는 시상식에 모인 사람들에게 5초간 생각을 해보라며 숫자를 카운트했다. 약 5초간의 정적이 흐른 후 사람들이 의아할 무렵 “방금 한 경험이 바로 올해 노벨 화학상을 주는 이유”라고 설명했다. 우리 뇌가 작동하기 위해 신체 세포 안팎으로 이동하는 이온과 물의 통로를 발견한 두 화학자의 업적을 기리기 위해 제안된 것이었다. 2003년 노벨 화학상의 주역이 된 피터 아그리(Peter Agre, 1949~) 미국 존스홉킨스대학교 약학연구원 생화학 교수와 로더릭 매키넌(Roderick Mackinnon, 1956~) 미국 록펠러 대학교 생화학 교수. 이 두 과학자는 각각 ‘세포막의 수분 통로’와 ‘이온 통로의 구조 및 메커니즘’을 밝혀내며 노벨 화학상을 공동 수여했다.

“세상은 양자인데 양자역학 원리에 따라 완벽하게 작동하는 기계로 세상을 시뮬레이션할 수 없을까?” 1980년대 세계적인 물리학자 리처드 파인만의 질문은 양자컴퓨터 태동에 결정적인 영향을 준다. 이후 수많은 과학자들이 양자컴퓨팅 연구에 몰두했지만 양자컴퓨터는 1990년대 중반까지 그야말로 ‘꿈의 기술’에 불과했다. 그리고 60년이 지난 현재 양자컴퓨팅은 완전하지는 않지만 일부 상용화되면서 꿈의 조각을 맞춰가고 있다. 양자 컴퓨팅이 실현되면 인류는 어떤 변화를 겪게 될까. 지난 11일 온라인 웨비나로 열린 ‘양자 컴퓨팅 시대 (The Quantum Computing Era)’에서 세계적인 양자 컴퓨터 권위자 데이비드 어샬롬 미국 시카고대학교 교수와 김정상 미국 듀크대 교수는 “양자 컴퓨팅이 금융, 신약, 화학, 에너지, 기후변화 등 인류의 모든 산업의 구조를 바꿀 것”이라고 전망했다.

세상에 이런 우연이 있을 수 있을까? 전도성 고분자의 발견으로 노벨 화학상을 받은 앨런 히거와 앨런 맥디아미드. 서로 다른 나라에서 태어나 동명의 이름을 가진 두 과학자는 동시에 같은 것을 연구하고 함께 노벨상을 받았다. 놀라움은 여기서 끝이 아니다. 두 앨런은 서로 우정을 나누며 전기가 통하는 플라스틱을 발명함으로써 인류에게 ‘플라스틱 혁명’을 가져다주었다. 플라스틱은 전기가 통하지 않는 것이 ‘상식’이다. 플러그나 전선 피복을 플라스틱으로 만드는 것은 이 때문이다. 그런데 이러한 절연체 성질을 깬 플라스틱을 발견한 ‘두 앨런’이 있다. 앨런 그레이엄 맥디아미드(Alan Graham MacDiarmid, 1927~2007)와 앨런 히거(Alan Jay Heeger, 1936~)가 그 주인공이다. 이들은 기존 플라스틱의 성질이라고 생각했던 상식을 깨고 전기가 통하는 플라스틱을 개발했다.