과학적 발견은 어떻게 연결되어 왔나?
과학은 어떤 모습으로 우리 삶 속에서 꿈틀거릴까?
과학적 발견과정에는 어떤 시대적 고민이 배어 있을까?

철학과 과학을 넘나들며 날카로운 글솜씨를 선보여온 내공 있는 과학 필자의 탄생!
http://goodking.new21.net. 포항공대, 카이스트 등 과학을 전공하는 학생들 및 강단에서 과학을 가르치는 젊은 학자들 사이에서는 꽤 유명한 과학 및 철학 논평 사이트다. 저자 이상하 씨는 이 사이트를 운영하면서, 우리나라에 아직 소개되지 않은 과학·수학 분야 외서 소개 및 공동 번역작업, 과학 번역서의 오역 비판 등 다양한 작업들을 해왔다.

고려대학교에서 물리학을 전공하고 수학을 부전공했으며, 독일 괴팅겐대학교에서 철학과 물리학을 복수 전공하고 철학으로 박사학위를 받은 저자의 이력에서 보듯, 과학 글쓰기 필자들 중에서는 드물게 과학 및 철학을 모두 전공한 경우로, 위 사이트를 통해 풍부한 과학 콘텐츠를 생산해왔으며, 드디어 한 권 한 권, 책이라는 결실을 맺기 시작했다. 『과학철학 : 과학의 역사 의존성』, 『상황윤리 : 현실세계 속의 공학담론』 등 묵직한 전공서를 펴내는 한편, 과학 분야에 관심이 있는 청소년 및 일반 독자들에게 한발 더 가까이 다가서기 위해 저자가 가장 먼저 시작한 집필 작업은 “과학적 발견은 어떻게 연결되어 왔나? 과학은 어떤 모습으로 우리 삶 속에서 꿈틀거릴까? 과학적 발견과정에는 어떤 시대적 고민이 배어 있을까?”를 주제로 한 발견의 역사를 담은 『생각의 기차 1, 2』이다.

과학사의 쟁점이 된 흥미진진한 발견 47개를 싣고 생각의 기차는 달린다!
저자는 우주선(cosmic rays), 마취, 텔레비전부터 반도체, 인공지능, 힐베르트의 난제들까지, 47개의 발견 사례를 기차역에 비유해 글을 풀어나갔다. 발견 사례에서 생각해볼 주제는 역사의 풍경에 비유해 각 제목 밑에 적어두었다. 기차역들이 연결되어 하나의 지역을 형성하듯이, 발견 사례들은 서로 연결되도록 꾸몄다. 그리하여 12개의 큰 주제로 나눈 장이 끝날 때는, 발견의 연결 지도를 그려 한눈에 조망할 수 있도록 하였다.

연결 지도에서 각 발견들은 화살표 혹은 선분으로 이어져 있다. 어떤 두 발견 사례 사이의 연결성이 특정 주제에 근거했을 때는 선분을 사용해 표시하고, 어떤 두 발견 사례 사이의 연결성이 역사적 연관성 혹은 인과적 연관성을 갖는 경우는 화살표를 사용해 표시하였다. 그렇게 연결된 발견 사례들은 하나의 특징을 보여준다. 그 특징은 해당 지역의 전체 풍경에 비유되며, 지역과 지역들은 서로 연결되어 거대한 철로망을 형성한다.

『생각의 기차 1, 2』는 ‘1. 측정과 탐사’, ‘2. 성공을 위한 역사적 선결 조건’, ‘3. 과학과 기술의 결합’, ‘4. 정책 대상이 된 과학기술’, ‘5. 방법론의 뒤섞임’, ‘6. 동일 관점에 근거한 분과들의 공조’, ‘7. 개념적 수정 과정’, ‘8. 동적인 관점의 확장’, ‘9. 갈래치기’, ‘10. 새로운 실험 방법론’, ‘11. 학제간 연구’, ‘12. 과학의 세속화’라는 지역들의 풍경을 보여준다. 어떤 지역의 풍경은 단조롭고, 또 어떤 지역의 풍경은 기괴할 것이며, 또 다른 지역의 풍경은 복잡해서 한눈에 들어오지 않을 수도 있다. 발견의 역사가 기하학의 대칭적 도형처럼 단순하게 연결되지 않기 때문이다. 이 책의 목적은 바로 발견 역사의 다양성을 보여주는 데 있다.

『생각의 기차 1』에서는 ‘측정과 탐사’에서 ‘개념적 수정 과정’까지의 여정을 살피고 있다. 여기에는 ‘과학적 탐사, 우주배경복사, 마취와 소독, 전자기 유도, 내분비체계, 시험관 수정 IVF, 디프테리아 백신, 아스피린, 알파붕괴’ 등이 소개된다. 과학의 모든 분과가 측정과 탐사라는 작업에 의해 제한되어 있을지라도, 각 분과가 기능하는 방식이나 분과들의 관계는 고정된 것이 아니다. 과학과 기술의 결합은 여러 방법론을 하나의 연구 공간에 뒤섞이게 만들었고, 연구 결과는 사회적 담론 대상이 되었다. 각 분과를 지배했던 중요 개념들도 새로운 발견에 적합하게끔 수정되어야만 했다.

『생각의 기차 2』에서 기차는 ‘동적인 관점의 확장’, ‘갈래치기’, ‘새로운 실험 방법론’, ‘학제간 연구’, ‘과학의 세속화’라는 지역을 통과한다. 여기에 등장하는 발견들로는 ‘대륙이동설, 지구 구조, 크로마뇽인, 프랙탈, 반도체, 애플, 인공지능, 본성과 양육, 블랙박스 논쟁’ 등이 있다. 자연을 이해하는 방식은 한 분과 내에서, 그리고 과학의 여러 분과에 걸쳐 동적으로 변했다. 특정 분과의 어떤 발견은 다른 분과가 태어나는 데 자극제가 되기도 한다. 과학의 분과 다양성이 축적되자 학제간 연구가 촉진되었으며, 이에 따른 새로운 실험 방법론들이 개발되었다. 구조, 기능, 발달과 같은 다양한 관점들이 발견 과정 속에 뒤섞여 서로 거래 관계를 맺게 되었다. 이러한 현실을 상징하는 ‘과학의 세속화’가 이 책의 종착역이다.

독자들이 만든 또 다른 생각의 기차를 기다리며!
저자는 이 책에서 19~20세기에 해당하는 사례들을 다루었으며, 각 사례들은 과학의 여러 분과들이 탄생하고 학제적으로 연결되는 과정과 맞물린 것들로 선별했다. 물론 선별이 완전히 객관적으로 이루어졌다고는 할 수 없지만, 저자 나름의 이유를 들자면, 상대성이론은 뉴턴역학이 18세기 유럽 각 지역에 수용되고 논의된 과정과 함께 소개되는 것이 좋다고 판단했다. 진화론은 18세기 말 자연에도 역사가 있다는 관점을 정착시킨 선구자들과 함께 소개될 때 그 역사적 의미가 제대로 드러난다. 이 책에서 다루지 못한 발견 사례들로 연결된 철로는 또 다른 ‘생각의 기차’를 기다리고 있다.

총 47개의 발견 사례들을 주제별로 분석하고, 생각해볼 문제들을 제시했다. 주제별로 정리된 발견 사례들은 과학적 글쓰기나 토론 자료로 사용될 수 있으며, 과학 및 심층 논술을 위한 배경 지식을 얻는 데 도움이 될 것이다. 각 발견 사례들 앞부분에는 해당 글과 관련이 있는 다른 발견 사례들을 함께 실어 참고해 읽을 수 있도록 했고, 글 끝부분에는 ‘더 생각해 볼 것’과 ‘더 읽어볼 것’이라는 코너가 있어 저자가 던진 질문에 자신만의 생각의 기차를 만들어볼 수 있으며, 좀더 확장된 독서를 할 수 있도록 꾸몄다.

특히 ‘더 생각해 볼 것’에 실린 질문들은 요즘 화두가 되었던 ‘과학논술’에 모범이 될 만한 것으로, 많은 논란을 불러일으켰던 유명 대학의 본고사 형식을 모방한 ‘과학논술’ 문제에 경종을 울릴 만한 내용이 담겨 있다. 이러한 목적으로 이 책을 사용하는 경우에 대비해 발견 사례들의 내용에 따라 난이도를 매겨놓았다.

모든 과학적 발견에는 재확인할 수 있는 관찰 및 재생산할 수 있는 측정량, 그리고 가설의 연결성을 추구한다는 공통점이 있지만, 그 추구방식은 너무나 다양해서 획일화할 수 없다. 발견 과정과 그 결과를 둘러싼 사회적 평가 또한 과거 그 어느 때보다도 복잡한 양상을 띠게 되었다. 가설이 생성되고 공인되는 방식도 하나의 논리적 형식 속에 가둘 수 없다.

과학적 발견의 역사에는 수많은 에피소드들이 넘쳐난다. 그러한 에피소드들 중 일부를 다루면서 ‘생각의 기차(train of thoughts)’는 발견의 역사라는 철로를 달리게 될 것이다. 그러나 독자들이 자신의 기차를 직접 만들고 운전하며 과학의 역사를 살펴본 것은 아니다. 여기서 다뤄진 47개의 발견 사례들은 다른 방식으로도 배열되고 분석될 수 있다. 하지만 그 어떤 방식이든 완전히 새로울 수는 없다. 실제 발견 사례들은 무작위로 배열되고 분석될 수 없기 때문이다. 모든 발견 사례들을 관통하는 공통 구조가 있다는 생각이나 그런 사례들로 연결된 역사를 단 하나의 방식으로 규정할 수 있다는 생각도 착각이다. 설령 어느 유명한 철학자가 그렇게 생각했다고 해도, 그는 실제 발견의 역사에 무감각하다. 이제 독자 스스로가 생각의 기차를 만들고 발견의 역사라는 철로를 달려야 한다.