경기여자고등학교와 서울대학교 문리과대학 화학과를 졸업(1966)한 뒤, 미국 버지니아 대학교에서 이학박사 학위(1971)를 받았다. 이후 30여 년 간 숙명여자대학교 교수, 명지대학교 석좌교수, 서울대학교 기술정책대학원과정 CEO 초빙교수, KAIST 과학기술정책대학원 초빙(특훈)교수로 화학과 과학사, 환경정책, 과학기술정책을 강의했다.
김대중 대통령 정부에서 환경부 장관(1999. 6-2003. 2)으로 임명되어 ‘국민의 정부 최장수 장관’과 ‘헌정 최장수 여성장관’으로 2001년 제1회, 2002년 제2회 법적 근거에 의한 정부부처 업무평가에서 환경부를 최우수 부처(대통령 표창)로 이끌었다. 이후 제17대 비례대표 국회의원(2004. 4-2008. 5)으로 선출되어 국방위원회 간사를 지내며 ‘군인복지기본법’ 등을 제정했고, 국회윤리특별위원장 등을 지냈다.
1980년대부터 공공과 민간 부문에서 국가과학기술자문위원, 국민경제자문위원, 동북아경제중심추진위원, 사회통합위원, UNESCO 한국위원, 중앙교육심의위원, KBS 객원해설위원, (사)그린코리아21포럼 이사장, 한국여성과학기술인지원센터 이사장, 지속가능발전기업협의회(KBCSD) 회장, 사회복지공동모금회 부회장, 기획재정부 KSP 수석고문, 아산정책연구원 이사, ICAPP(아시아정당국제회의) 공동조직위원장, 호스피스 국민본부 공동 대표 등 300여 개의 위원회에 참여했다.
현재 한국환경한림원 이사장, 홍릉포럼 이사장, 한국과학기술한림원 이사, 김대중 평화센터 이사, 아산사회복지재단 이사, 유민문화재단 이사, 서울국제포럼 이사, 대한민국 헌정회 고문, 서울대학교 총동창회 부회장 등을 맡고 있다. 2016년 한국 과학기술단체 총연합회 50년 역사상 최초의 여성 회장으로 선출되어 300여 회의 정책 포럼 등을 진행했고, 베이징 소재 아시아인프라투자은행(AIIB)의 국제 자문위원을 맡고 있다.
저서로는 『원자력 딜레마』, 『사용후핵연료 딜레마』(공저), 『원자력 트릴레마』(공저), 『현대 사회와 과학』, 『동서양의 과학전통과 환경운동』, 『과학기술의 세계』, 역서로는 『과학혁명의 구조(The Structure of Scientific Revolutions)』, 『엔트로피(Entropy)』, 『앞으로 50년(Your next fifty years)』 등이 있다. 2015년 ‘과학기술훈장 창조장’ 대통령상, 2015년 ‘자랑스러운 서울대인상’, ‘대한민국 과학기술상 진흥상’ 대통령상(1994), 제1회 ‘닮고 싶고 되고 싶은 과학기술인상’(2002), 청조근정훈장(2004) 등을 수상했다.
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