Prudens quaestion dimidium scientiae
적절한 질문을 하는 것이 지식의 반이다.
- 철학자 로저 베이컨(Roger Bacon)이
그리스 철학자 아리스토텔레스가 한 말이라고 밝힌 격언.

사람은 항상 질문을 한다. 세상과 인간성에 대해 알고 싶은 욕망은 인간이 가지고 있는 특성 중 하나다. 때로는 답을 알아야 할 필요가 있어 질문하지만 때로는 단순한 호기심 때문에 질문하기도 한다. 실제로 질문은 과학과 과학적 탐구의 바탕을 이룬다. 질문을 하고, 이론을 만들어내고, 그 이론이 옳은지를 확인하기 위한 실험이 과학에서 하는 일이다.
해답을 찾아내는 과정에서 익숙하지 않은 길에서 헤매거나 우리의 한계를 뛰어넘는 일을 하고, 때로는 예상치 못했던 것을 발견하며, 이전에는 없던 새로운 기술을 만들어내기도 한다. 1869년 아일랜드의 물리학자 존 틴들John Tyndall은 하늘이 왜 푸른색일까 하는 의문을 품고 해답을 찾기 위해 공기 분자들이 빛을 산란시키는 방법과 그에 관련된 연구를 하는 과정에서 의도하지 않게 레이저와 광섬유의 기초를 놓게 되었다. 또한 세균이 순수한 공기 중에서 성장할 수 없다는 것을 발견해 세균이 공기 중에서 저절로 만들어진다는 생각을 부정했고, 우리가 숨을 쉴 때 들이마시는 공기에 포함된 입자들을 기도에서 제거한다는 사실도 밝혀냈다. 이처럼 호기심에서 시작한 ‘푸른 하늘’ 연구는 답을 찾았으며 그 과정에서 다른 많은 것을 알아낼 수 있었다.
질문에는 다양한 크기와 모양이 있다. 우리가 할 수 있는 가장 큰 질문은 우리가 누구인가(우리를 인간이도록 하는 것은 무엇일까?), 우리는 왜 존재하는가(물질은 왜 존재하는가?), 우리 세상은 무엇인가(우주는 무엇으로 만들어졌을까?), 우리는 어떻게 살아남을까(우리는 영원히 살 수 있을까?)와 같은 것들이다. 또 우리의 모험심과 열정을 자극해 지구 끝까지(해저에는 무엇이 있을까?), 그리고 우주의 끝까지(블랙홀 바닥에는 무엇이 있을까?) 데려가고, 우리 존재에 대해 생각해보게 하는(시간 여행은 가능할까?) 질문들도 있다.
이런 질문 가운데 쉽게 답을 찾아낼 수 있는 질문은 거의 없다. 대부분 답을 찾기 어려운 질문들이다. 일부 질문은 우리가 알고 있는 답이 올바른 것인지 알 수 없고(생명체는 어떻게 시작되었을까?), 일부는 올바른 답이 없으며(의식이란 무엇인가?), 일부는 우리가 답을 알아낼 방법이 없다(우주에서 우리는 유일한 존재일까?). 이런 질문들 중에는 정치와 경제에 대한 (우리는 인구문제를 어떻게 해결할 수 있을까?) 질문도 포함되어 있다.
여러 세기 동안, 심지어는 수천 년 동안 우리를 교묘히 피해 다닌 이런 질문들의 답을 찾기 위한 노력은 지금도 계속되고 있다. 소박한 실험실에서 연구하고 있는 수백, 수천 명의 과학자들부터 화려한 생활을 하는 백만장자에 이르기까지, 생물학자, 화학자, 물리학자, 수학자, 컴퓨터과학자, 철학자, 작가, 탐험가, 공학자들이 각자의 분야에서 이 질문들의 답을 찾는 데 필요한 역할을 하고 있지만 우리가 아는 이름은 일부일 뿐이다. 이들은 자연에 대한 호기심과 질문의 답을 찾겠다는 열정 속에서 아주 먼 거리와 역사를 답습하면서 답을 찾는 일에 동참하고 있다.
이 책은 과학이 해결하려고 노력하는 몇 가지 문제들과 과학자들이 지금까지 알아낸 많은 놀라운 답들의 아주 작은 일부분을 다루고 있다. 질문과 관련해서 놀라운, 그리고 때로 우리를 성가시게 하는 점은 한 질문의 답을 찾아내면 또 다른 질문이 뒤따라온다는 것이다. 그것은 사람이 가지고 있는 호기심 때문이다. 때문에 과학자들은 계속 질문하고, 그 질문의 답을 찾기 위한 노력을 멈추지 않는다. 이에 대해 알베르트 아인슈타인은 다음과 같이 말했다.

"어제로부터 배우고, 오늘을 위해 살며, 내일을 희망한다.
중요한 것은 질문을 멈추지 않는 것이다."