Q: DNA가 하는 일이 뭔가요?
여느 신성한 도서관처럼 게놈 안에 들어 있는 정보는 철저히 보호되고 체계적으로 관리됩니다. 예를 들어 세포 안에서 물질을 운반하는 수송단백질의 제작법이 필요하다고 해봅시다. 그러면 먼저 DNA 분자를 펼쳐서 수송단백질 정보가 보관된 구역을 찾아요(책꽂이 찾기). 그런 다음 수송단백질의 유전자를 찾고(책 고르기), 원하는 부분을 훑어보고(책장을 넘기면서 해당 페이지 찾기), 필요한 구간을 구체적으로 지정하여(단계별 지침 확인), 해당 유전자의 mRNA를 만들죠(복사). 이 mRNA가 핵 밖으로 나갑니다. 핵 밖으로 나갈 수 있는 건 전체 DNA의 일부, 그것도 복사본뿐이에요.

DNA는 함부로 핵을 떠나지 않습니다. 원본을 그대로 보관하는건 아주 중요하니까요. 그래서 mRNA가 있는 거죠. DNA 안에 들어 있는 내용을 세포 건설팀에 전달하는 복사본이 mRNA입니다. 그러면 건설팀이 복사본에 적힌 설명서 내용대로 핵 밖에서 단백질을 제조합니다. 그리고 그 단백질들을 조립해서 큰 단백질을 완성하죠. DNA에 적힌 설명서를 읽고 단백질을 제작하는 과정은 이케아(가구 및 생활 소품을 판매하는 기업. 소비자가 직접 조립해야 하는 가구가 많다-옮긴이)에서 산 가구를 조립하는 과정과 비슷합니다. 어떨 때는 설명서의 조립 단계가 수만 개나 되고, 중간에 실수로 하나라도 잘못 읽었다가는 총체적 난국이 따로 없게 된다는 점에서 말이죠. 잠깐, 정정할게요. DNA를 읽고 단백질을 조립하는 과정은, 그냥 이케아 가구 조립 그 자체입니다.
--- p.22~23

Q: 얼음은 왜 미끄럽나요?
얼음이 미끄러운 이유는 고체 상태의 물과는 아무 상관이 없으며, 감지할 수 없을 정도로 표면을 얇게 코팅하고 있는 액체 상태의 물 때문이에요. ‘감지할 수 없는’이라는 말을 그냥 쓴 게 아닙니다. 이 층은 두께가 고작 나노미터 수준이라 눈으로 보아서는 얼음과 구분할 수 없죠. […] 이제는 밝혀진 바, 애초에 물 분자가 서로 결합하는 방식에 원인이 있습니다. 고체 상태에서 물 분자는 ‘수소 결합’이라는 화학 결합을 통해 서로 연결되어 있습니다. 얼음 속에서 물 분자는 격자 상태로 정돈되고 촘촘히 채워져서 잘 조정된 상태로 연결되어 있습니다. 하지만 얼음 표면, 그러니까 제일 바깥에 배열된 물 분자는 그 위에 다른 물 분자가 없기 때문에 본체에 제대로 묶이지 않고 노출된 상태가 됩니다. 그 바람에 이 분자들은 물리적으로 좀 더 꿈틀댈 수 있고 그러다 보니 그 부분의 물이 견고한 고체 상태에서 유동적인 유체 상태
로 바뀌는 겁니다.
--- p.100~101

Q: 불꽃놀이에서 어떻게 다양한 색깔을 낼 수 있나요?
불꽃놀이의 매력은 연소의 온도와, 더 중요하게는 폭죽의 연료에 들어가는 화합물의 종류에 따라 결정됩니다. 폭죽이 폭발하면서 이 화합물들이 가열되는데 그 열에너지가 폭죽 속 화학물질의 전자를 들뜨게 해서 강제로 자리를 옮겨 놓습니다. 참고로, 많이 들뜰수록 부모인 핵으로부터 멀어집니다. 하지만 전자는 들뜬 상태를 질색하기 때문에 곧 원래 자리로 돌아갑니다. 그렇게 제집으로 돌아가면서 남는 에너지를 빛의 형태로 떨어내지요. 방출하는 빛의 파장은 화합물에 따라 다릅니다. 그리고 파장이 다른 빛은 가시광선에서 나타내는 색깔도 다르죠. 그래서 불꽃놀이의 색깔이 달라지는 겁니다.
--- p.133~134

Q: 제 눈에 보이는 초록색이 다른 사람이 보는 초록색과 같은지 어떻게 아나요?
색시각을 연구하는 학자들은 같은 이름의 색깔이라도 사람마다 얼마든지 다르게 인지할 수 있을 뿐만 아니라 실제로 그럴 가능성이 높다고 주장하기 시작했습니다. 그러니까 당신과 제가 푸른 들판을 보고서 저건 ‘초록색이야’라고 합의했어도 그건 그저 같은 단어를 사용했을 뿐이라는 것이죠. 제 눈의 초록색 풀이 당신에게는 붉게 타오르는 노을처럼 보이고, 제가 토마토를 보고 새빨간 토마토라고 말할 때 당신은 그저 ‘붉다’라는 말에만 동의할 뿐 사실 당신 눈에는 짙은 파란색이 보일지도 모른다는 말입니다. 우리가 같은 감각 장비를 장착하고 있음에도 각자 지각하는 색깔이 다를 수 있는 이유는 우리 뇌가 그때그때 색깔을 다르게 할당하는 능력을 지녔기 때문입니다. 그런 고로 색이란 생물학적으로 미리 결정된 것이 아니라 발달 초기에 각자의 뇌에 보내진 시각적 자극에 어떤 색깔이 할당되었느냐에 따라서 다를 수 있다는 뜻입니다.
--- p.161~162

Q: 순간이동이 실제로 가능한가요?
순간이동에 대해서 설명해보라고 하면 분명히 여러분은 〈스타트렉〉의 한 장면을 묘사할 겁니다. 우주선 엔터프라이즈호에서처럼 사람이 한 장소에서 완전히 해체된 다음 다른 장소에서 조립되어 나타나는 장면이 떠오르겠죠. 에너지 빔을 맞아 몸이 알알이 분해된다는 생각에 (좋은 의미에서) 맘이 뒤숭숭할지도 모릅니다. 그러니까 여러분이 생각하는 순간이동이란 멀쩡한 몸으로 문을 열고 들어가서 먼 어딘가에 있는 다른 문으로 걸어 나오는 것에 가까운 거죠. 어느 쪽이든 틀렸습니다. 현재 과학자들이 관심을 보이는 순간이동은 ‘양자얽힘’이라는 것으로 물질이 아닌 정보를 이동시키는 기술입니다. 자, 정신 바짝 차리고 들으세요. 양자얽힘은 아주 독특한 개념이지만, 아주아주 작은 물질을 사용해 여러 연구에서 이미 관찰에 성공했습니다(실제로 이런연구를 해서 노벨물리학상을 탄 과학자도 있어요). 양자얽힘이란 본질적으로 2개의 사물을 하나로 연결하여 하나의 상태를 통해 다른 것의 상태까지 알아내는 것입니다(현재까지 광자, 칼슘이온, 전자, 심지어 세균도연결에 성공했습니다).

[…] 이것이 순간이동과 무슨 상관이냐고요? 이 전례 없이 강력한 연결 방식을 사용하면, 수 광년 떨어진 곳으로도 즉시 정보를 ‘순간이동’ 시킬 수 있습니다. 과학자들은 이런 순간 전송 방식을 사용해 양자 컴퓨터의 처리 속도를 높이고 0과 1만을 고정적으로 사용하는 현재의 이진 코딩 시스템을 훨씬 더 강력한 것으로 바꾸고 싶어 합니다. 왜냐고요? 암을 치료하고 기후변화를 되돌리며 청정에너지를 효과적으로 전송하는 따위의 큰 문제를 해결할 때 아주 강력한 컴퓨터 연산이 필요하기 때문입니다.
--- p.175~177

Q: 우주에서는 어떤 냄새가 날까요?
다음은 우주인들이 실제로 묘사한 우주의 냄새입니다.

ㆍ용접할 때 토치에서 나는 연기
ㆍ달콤한 금속 냄새
ㆍ화약
ㆍ그을린 스테이크
ㆍ뜨거운 금속

이 묘사에는 공통점이 있습니다. 커다란 기계 공장에서 진동하는 쇳내가 연상된다는 것이죠. 그렇다면 이제 이렇게 물을 차례입니다. 왜 그럴까요? 독자 여러분, 우주의 냄새를 맡는다고 할 때 우주인이 우주를 유영하던 중에 갑자기 헬멧을 벗고 크게 숨을 들이마셨을 거라고 생각하는 건 아니겠지요? 우주인들은 우주 유영을 마치고 탐사선에 돌아온 순간 우주의 냄새를 맡습니다. 이들이 탐사선으로 돌아갈 때 우주의 작은 조각들이 우주복에 들러붙습니다. 그래서 실내에 들어와 헬멧을 벗는 순간 그들이 끌고 들어온 천체의 미립자 냄새를 맡게 됩니다. 유독 금속 냄새가 나는 이유는 우주의 물질과 탐사선 내부의 인공적인 대기 사이에서 일어나는 화학 반응 때문으로 여겨집니다. 아마 산화반응이겠죠. 산화반응이란 녹이 슬 때처럼 금속이 산소와 결합할 때 일어나는 화학 반응을 말합니다.
--- p.258~260

Q: 빅뱅이 일어난 지점은 대체 어디인가요?
제가 여러분께 말할 수 있는 최고의 비유는 다음과 같습니다. 우리는 잔뜩 점을 찍어놓은 풍선의 표면에 존재합니다. 점들은 은하를 나타내고 바람 빠진 고무풍선은 우리가 지각하는 시공간 틀이죠. 이 풍선에 바람을 불어 넣으면 팽창하기 시작합니다. 각 점의 관점에서 보면 주위의 다른 점들이 멀어지지요. 우리가 저 점들 중 하나에 살고 있는 아주 작고 평평한 2차원적 생물이라면 그저 다른 점들이 빠르게 멀어지는 것만 인지할 뿐 팽창의 메커니즘을 감지할 수는 없을 겁니다. 풍선의 내부로 공기가 불어 넣어지고 있고 그 공기압이 증가하면서 풍선이 팽창하는 것은 3차원에서 일어나는 현상이므로 2차원 실체인 여러분은 그걸 볼 감각 장비가 없다는 말입니다. 마찬가지로 3차원 생물인 우리는 주변의 팽창하는 시공간에 부유하는 물체의 움직임은 감지할 수 있지만, 빅뱅을 좌표에 올리거나 진원지를 추적할 수는 없습니다 그건 우리가 지각할 수 는 영역 바깥에 존재하는 차원에 속해 있을 테니까요.