The Science Times

무더운 날씨가 지속되는 요즘 같은 여름 휴가철에 이른바 랜선 여행을 떠나서 아쉬움을 달래는 이들도 적지 않을 것이다. 그중에서도 지구 상 가장 추운 곳을 살펴보는 것은 더위를 식히는 데에 도움이 될 수도 있을 듯하다. 남극의 얼음 아래에 위치한 한 민물호수는 남극 대륙에서 대단히 중요한 곳일 뿐 아니라, 전 세계적으로도 매우 특별한 의미가 있는 호수로 꼽힌다.

최근의 SF영화나 액션영화에서 자주 등장하는 아이템 중의 하나로서 강화복(Powered suit)이 있다. 엑소슈트(Exosuit) 또는 동력형 외골격(Powered exoskeleton)이라고 부르기도 하는데, 몸에 착용하여 사람과 일체가 되어 움직이는 로봇이라 생각할 수도 있을 것이다. 강화복 또는 외골격 로봇은 더 이상 영화의 소재로만 머무는 것이 아니라, 이미 여러 분야에서 실용화가 진행된 단계이다. 우리나라를 비롯하여 세계 각국의 군 당국에서는 무거운 완전 군장을 한 상태에서도 작은 무게만을 느끼면서 빠르게 뛸 수 있는 군사용 외골격 또는 하지착용형 강화복을 개발, 적용하려 하고 있다.

오늘날 컴퓨터와 인공지능의 지속적인 발전과 함께, 각종 휴머노이드 로봇 역시 발전을 거듭하고 있다. 로봇이라는 단어를 최초로 사용한 사람은 체코의 극작가 카렐 차페크(Karel Capek)로, 1921년에 발표한 ‘로섬의 만능로봇’(Rossum's Universal Robots)이라는 연극의 대본이 시초였다. 로봇(Robot)은 ‘힘든 일’, 혹은 ‘강제노동’이라는 의미의 체코어 ‘로보타(Robota)'에서 따온 말이다.

컴퓨터 및 인공지능의 수준을 평가하는 척도나 수단 중에서, 인간을 상대로 체스 등의 보드게임을 해 보는 것도 그중 하나로 꼽힌다. 현대적인 컴퓨터가 선보이며 발전하던 무렵에, 선구적인 연구자들은 서양 장기인 체스(Chess)를 구현할 수 있는 프로그래밍도 함께 개발하곤 하였다. 앨런 튜링(Alan Turing) 역시 컴퓨터를 통한 지능형 체스게임을 개발하려 한 적이 있다. 또한 노버트 위너(Norbert Wiener)가 인간과 기계에서 제어와 통신 등을 통합적으로 정립하는 새로운 학문으로서 사이버네틱스를 창시한 기념비적 저서인 ‘사이버네틱스 Cybernetics:or Control and Communication in Animal and Machine (1948)’에서 체스 프로그램의 지능적 구현 등에 대해 상세하게 언급한 바 있다.

이른바 제4차 산업혁명이 자주 거론되는 오늘날, 휴머노이드 로봇과 인공지능, 사이버네틱스 및 그 응용기술 등은 하루가 다르게 발전을 거듭하고 있다. 오래전에 그 초석을 놓은 인물 중에 이제는 대중들에게도 잘 알려진 과학자와 공학자, 수학자들도 적지 않다. 컴퓨터의 원조라고도 볼 수 있는 암호해독 기계 콜로서스(Colossus)를 제2차 세계대전 도중에 비밀리에 발명했던 비운의 천재 수학자 앨런 튜링(Alan Turing)은 최근 영국 50파운드 지폐의 새 모델 인물이 되었다고 한다.

생태학자 로버트 페인(Robert Paine)이 핵심종(Keystone species)과 생태계의 관계를 밝힌 이후, 영양단계 연쇄반응(Trophic cascade)에 의한 생물 개체수 조절이나 공포의 경관(Landscape of fear)이 생태계에 미치는 영향 등은 여러 곳의 사례와 연구를 통하여 실증되고 있다. 그리고 미국 옐로스톤 국립공원의 핵심종인 늑대를 다시 투입하여 생태계가 성공적으로 복원된 사례를 참고하여, 생태계가 훼손되거나 균형을 잃은 다른 지역에서도 비슷한 방법으로 생태계 회복을 꾀하는 프로젝트들이 진행되고 있다. 대표적인 곳이 아프리카 모잠비크에 위치한 고롱고사(Gorongosa) 국립공원이다.

정교한 톱니바퀴처럼 맞물린 생태계 내에서, 전체 생물의 개체 수에 큰 영향을 미침으로써 생태계의 균형과 안정에 특별히 중요한 역할을 하는 생물 종이 존재한다. 이와 같은 생물 종을 핵심종(Keystone species) 또는 쐐기종이라 지칭한다. 예를 들어 최상위 포식자가 먹잇감인 동물들을 잡아먹어서 영양단계 연쇄반응(Trophic cascade)을 통한 하향조절에 의해 생물들의 개체 수가 적절히 조절될 경우, 최상위 포식자가 바로 핵심종이 된다. 그러나 생태계의 핵심종이 항상 최상위 포식자인 것은 아니며, 때로는 초식동물 등이 핵심종의 역할을 수행하는 경우도 있다. 설령 특정 생물들이 멸종하더라도 그것이 속했던 생태계에 그다지 큰 영향을 끼치지 않는 경우도 많지만, 만약 핵심종이 자취를 감췄을 때는 생태계 전체가 조화를 잃고 큰 혼란에 빠질 정도로 지대한 영향을 미치게 된다.

남태평양 피지의 얕은 산호초에서 상어에 의한 생태계의 영향을 연구한 미국의 한 해양연구소에 따르면, 상어가 출몰하는 곳에서는 해조류가 잘 자란다는 사실을 발견하였다. 즉 피지의 해안 산호초 지대는 조수에 따라 주기적으로 바닷물에 잠기게 되는데, 썰물 때에 물이 고여 웅덩이가 형성된 곳에는 상어가 접근할 수 없어서 초식성 물고기들이 마음 놓고 해조류를 뜯어 먹었다고 한다. 그러나 상어의 접근이 쉬운 얕은 산호초 지대에서는 해조류가 물고기에 거의 먹히지 않아서 무성하게 자랐다고 한다. 즉 상어에 대한 공포 인자에 의해 일부 산호초 지대가 해조류의 피난처가 된 셈이다. 상위 포식자의 존재 자체가 생태계에 영향을 미치는 이러한 ‘공포의 경관(Landscape of fear)’은 여전히 자연 세계 곳곳에서 발견되곤 한다.

광대한 스케일의 우주 문명을 다룬 SF 대작 ‘파운데이션’을 어릴 적부터 탐독하면서 우주를 동경해온 일론 머스크는, 인류가 화성에 이주하여 정착하는 꿈을 실현하기 위하여 우주개발 업체 스페이스X를 설립한 것으로 잘 알려져 있다. 그는 “새로운 우주선으로 사람들을 대거 보내서, 화성에 인구 100만 명의 도시를 건설하도록 하겠다.”라고 자주 말해 왔다. 예전에는 2020년대 초반 무렵이면 화성에 첫 이주민들을 보낼 수 있을 것이라 했으나, 최근에는 늦어도 2026년까지는 한 번에 100명을 태운 우주선을 화성으로 발사할 계획이라 밝힌 바 있다. 미항공우주국(NASA)이 공식적으로 추진하고 있는 유인 화성 탐사선 발사가 2030년대 초로 예상되는 것을 감안한다면, 일론 머스크의 발상은 너무 무리한 것이 아닌지 생각되기도 한다. 민간인의 단순한 우주 관광이 아니라 머나먼 화성까지의 우주여행 및 이주, 정착은 전혀 다른 문제일 터인데, 일론 머스크의 원대한 꿈은 과연 조만간 실현될 수 있을까?

민간인의 우주 관광을 추진 중인 블루오리진과 버진갤럭틱은 우주의 경계선인 고도 약 100km까지 올라갔다가 내려오는 이른바 준궤도(Suborbital) 우주여행 방식을 채택하고 있다. 반면에 가장 선도적인 민간 우주개발 업체인 스페이스X는 이러한 준궤도 우주 관광에는 거의 관심을 기울이지 않고 있다. 심지어 스페이스X의 최고경영자 일론 머스크는 제프 베이조스가 이끄는 블루오리진이 로켓을 궤도에 올린 적도 없다고 폄하하면서, 그다지 경쟁자로 여기지 않는 듯하다.