한국은 언제쯤 노벨물리학상 수상자를 배출할수 있을까

10월 9일에 스웨덴 왕립학회에서 발표된 노벨 물리학상 수상자들의 면면을 보면서 한국인의 한 사람으로서 또한 과학을 좋아하고 꾸준한 관심을 가지고 있는 아마추어 과학도로써 커다란 부러움과 함께 문득 이런 생각을 해 보았다.

한국은 언제쯤 모든 과학자들의 꿈인 노벨 물리학상 수상자를 배출할 수 있을까.

 

우선 얘기를 본격적으로 진행하기 전에 현대물리학의 연구방향에 대한 두 가지 큰 흐름을 짚고 넘어가야 할 것 같다. 

 

 

현대 물리학 연구의 두 가지 흐름

 

(1)환원주의

이 글을 읽고 있는 여러분들 모두 우리가 속한 자연을 이해하려면 우리는 먼저 자연의 구성성분을 낱낱이 밝혀내고 해독해야만 한다고 중고등학교 과학시간에 선생님에게 숱하게 수업을 듣고 기억속에 각인이 되어 있을 것이다.

우주의 최초는 어땠을까라는 물음부터 인간생명의 기원을 탐구하는데 있어서 그동안 과학자들이 보인 방식은 우리 눈으로는 볼 수 없는 원자나 세포와 같은 물질의 기본단위를 관찰하는 것이었다. 환원주의란 이 세상에 존재하는 모든 물질의 기본단위를 밝히는데 촛점을 �추고 물질의 기본구성체를 낱낱히 연구해서 그 물질의 기본성질과 복잡한 내부의 메커니즘을 설명하고 복잡한 세상의 기저에 흐르는 기본질서를 알아내는데 주력하는 경향을 칭한다.

기본단위를 이해하면 전체를 이해하기 쉬울 것이라는 기본적 가정이 깔려 있는 이런 환원주의는 그동안 숱한 경이로운 과학적 발견과 기술적 진보를 가져옴으로써 과학의 위상을 크게 높였고 과학도들의 기본적 자세로써 한치의 의심도 받지 않았다.. 

한마디로 20세기의 과학은 물리학을 포함하여 모두 환원주의가 대세였다고 말할 수 있다.

 

1969년에 노벨물리학상 주제가 바로 물질의 기원과 쿼크( 물질의 최소단위라 여겨지고 있음 )에 관한 것이었는데 바로 이런 연구가 환원주의의 대표적인 연구사례라고 할 수 있다.

물질의 기원을 연구하려면 태초의 우주환경에 있었을 것으로 짐작되는 초고온과 초고압의 고입자상태를 이론적으로 가정해야 하는데 이런 일은 물질의 기본단위인 원자핵보다도 훨씬 작은 단위에서 일어난 일이므로 물질의 기본단위를 밝히는데 주력하는 환원주의가 없었다면 결코 증명할 수 없었던 과학적 주제인 것이다.( 또한 엄청난 에너지와 고입자를 다룰수 있는 입자가속기와 같은 장비도 필수적이다. 문제는 대형입자가속기는 만들기도 쉽지 않고 비용이 수천억원을 호가할만큼 엄청나게 든다는데 있다. )

 

 

(2)통합주의

그런데 환원주의적 방식으로 물질의 내부를 들여다보고 원자나 세포보다 더 작은 단위를 알아내는데는 그동안 대부분 성공했지만 이를 반대로 적용해서 이런 물질의 기본단위를 조합해 지금 우리가 늘상 대하는 자연의 식물,동물,인간,물질이 어떻게 이런 방식으로 생겨나고 소멸하는지를 밝히는데는 아직도 걸음마 단계라는 것을 깨달은 시기는 비교적 최근의 일이다. 통합주의라고 부를 수 있는 이런 경향은 기존의 환원주의적 방식처럼 어느 한 분야의 과학자가 한 가지의 주제를 가지고 씨름하는 것이 아니라 수학,물리,화학,생물등의 다양한 과학적 분야와 심지어는 인문과학의 여러분야..가령 사회학이나 철학( 예를 들어 인공 지능은 철학자들의 도움이 절실하다. 인간의 사유방식을 프로그래머하려면 철학적들의 인간사유에 대한 고찰방식이 필수적이기 때문이다! )과 같은 분야의 학자들이 머리를 맞대고 현실의 우리가 보고 있는 자연의 모습을 다각도로 관찰하는 새로운 흐름이라고 할수 있다. 이렇게 해서 탄생한 과학분야를 통상 복잡성 과학이라고 칭한다.

복잡성 과학의 대표적인 예는 여러분도 잘 알고 있는 카오스이론이다. 카오스 이론은 현재 물리학뿐만 아니라 생물학,기상학이나 경제학 분야( 증권시장분석,경제수치모델 )에서도 사용되고 있을 정도로 학문적 범위가 넓고 다층적인 복잡성 과학이론중 하나이다.

 

올해 노벨물리학상 수상 주제인 거대자기저항 역시 복잡성 과학이라고 볼 수 있을 것 같다.

거대 자기 저항이 나노미터수준(10억분의 1미터)에서 벌어지는 전기저항효과이지만  이런 현상을 관찰하고 실제 생활에 유용하게 만들었던 것은  물리학자뿐만 아니라 화학자나 신소재를 다루는 재료공학자, 컴퓨터 시스템 연구자들(하드 디스크 제작자)이었기 때문이다. 이것은 한편으로 어떤 특정한 주제의 과학적 연구에 참여하는 과학자나 인력분포가 보다 광범위해지고 연구의 규모도 점차 대규모화하고 있음을 의미하는 것이기도 하다...

 

현대 물리학을 비롯한 제반과학 연구경향의 두 가지 큰 흐름을 언급한 이 시점에서 이 글의 주제인 한국에서 노벨물리학상 수상자가 나올 수 있는지를 살펴보겠다.

 

한심한 우리네 현실 

오늘 아침에 뉴스를 보니 암흑물질을 연구하는 서울대교수가 연구비가 없어서 전기세도 못내고 있다는 참으로 어이없는 소식(☜ 자세한 내용을 보시려면 클릭하세요!) 을 접했는데  암흑물질연구는 우주의 기원을 탐구하는 물리학의 한 분야로써 대표적인 기초물리연구라고 볼 수 있다. 그런데 뉴스에서도 보여지듯이 물질의 기본단위나 우주의 기원과 같은 환원주의적 물리학 연구가 당장은 경제성이 전혀 없어보인다는 것이 연구비삭감의 어이없는 이유란다. 언제나 그렇지만 그놈의 경제성이란 이유같지 않은 이유로 인해서 한국에서 물리학과 같은 기초과학은 그야말로 완전히 찬밥신세인 것이다.

(여기서 약간의 부연설명을 하자면 암흑 물질연구가 당장은 아무 도움이 안될지도 모른다. 그러나 현대물리학에서는 암흑물질을 규명하면 우주생성의 열쇠를 풀수 있다고 보고 있으며 에너지 보존법칙과 같은 기본적 물리법칙들이 모두 깨질수 있다는 점에서 아주 중요하게 취급하는 주제중 하나인 것이다. 혹시 아는가. 암흑물질이 규명되고 그로 인해 에너지 보존방식에 대한 획기적인 방법이 나올지..혹은 시공간에 대한 정의가 바뀌어 우리가 흔히 공상과학영화에서 보았던 순간이동 운송수단이 탄생해서 운송의 개념이 근본적으로 바뀌게 될지.. 또한 공간활용에 대한 정의가 근본적으로 바뀌어 물품창고의 모습이 확 바뀔지는 아무도 모르는 것이 아닐까.)

 

위에서 물리학의 두 가지 큰 흐름을 언급하면서 이미 밝혔듯이 환원주의는 철저한 학문적 자세를 요구한다.

물질의 기본단위를 밝히는 지루하고 따분해보이는 일이 경제적 이득이나 개인적 공명심만으로 되는 일은 결코 아니기 때문이다.

우리가 알고 있는 과거의 대부분의 위대한 과학자( 거의 모두가 환원주의적 방식의 연구자들이었다! )들은 당장의 경제성이나 비전을 가지고 연구에 임한 것이 아니라 오로지 궁극적인 본질이 무엇인가라는 환원주의적 물음에 정말로 충실했으며 그 결과 놀라운 과학적 발견을 하게 되었고 그 후에 어느 정도(?) 시간이 흘러 그런 연구결과가 결국엔 우리네 실생활에서도 적용되었던 것이다.

그런 면에서 생각한다면 기초과학분야는 당장은 비전이 없고 경제성이 없어보여도 반드시 지속적인 관심과 지원을  아끼지 말아야 하는 정말 중요한 분야인데 우리 모두는 너무나도 이런 부분에 무심하고 인색하기 짝이 없다. 한국의 이런 열악한 상황에서 얼마나 좋은 연구결과가 나올 수 있겠으며 감히 노벨물리학상 수상자를 바라겠는가.

게다가 그동안 줄기차게 (20세기 내내!) 선진국의 과학자들이 환원주의적 경향의 연구를 해와서 물질의 기본단위에 대한 정보는 이미 어느 정도는 밝혀놓은 상태이기 때문에 더더욱 이런 기초과학분야에서 건질만한 일종의 건수가 많지 않게 되었다는 점도 환원주의적 방식의 기초과학연구자들이 노벨상을 받기가 쉽지 않게 된 중요한 요인이다.

 

그렇다면 통합주의적 연구방식에 의한 노벨물리학상 수상은 조금이나마 가능성이 있을까.

이 부분은 더더욱 어려울 것이라는 것이 내 생각이다. 왜냐하면 위에서 언급했듯이 환원주의적 방식의 연구보다 규모나 인력면에서 너무나도 다양한 학문분야의 연구자들과 연구규모가 필요하기 때문이다. 과거에는 소규모의 연구나 개인의 환원주의적 연구로써도 위대한 발견이 가능했겠지만  이제는 환원주의적 연구나 통합주의적 연구분야 모두 개인이 감당할만한 수준의 연구주제는 거의 사라졌다고 말해도 크게 틀리지 않기 때문이다. 

최근의 노벨물리학상 수상자( 다른 과학분야도 마찬가지지만! )들은 대부분 대규모의 이름있는 연구소의 소장이거나 다방면에 걸친 거대프로젝트의 팀장인 경우가 다반사이다. 아무리 특출한 과학자나 연구자라도 이제는 홀로 연구를 진행할수는 없으며 그만큼 노벨상을 꿈꿀수 있는 과학자가 되려면 훌륭한 학문적 성과외에 부수적으로 요구되는 것들이 많아졌다는 것이다.

이 말을 좀더 풀어보면 단순한 이론물리학자나 실험실에 근무하는 한 실험과학자가 아니라 대규모 연구집단을 형성하고 그들을 통솔하는 관리자나 경영자의 면모가 더욱 요구되는 시대가 도래했다는 것을 의미하는 것이다.

연구나 프로젝트에 참여하는 학자들간의 조율이나 각 분야의 효율성과 자신이 임하고 있는 연구분야가 얼마나 비전이 있는지를 정부나 국민들에게 충분히 홍보하고 공감이 가도록 납득시켜야 하기 때문에 탁월한 학문적 성과와 열정뿐만 아니라 탁월한 사회성과 정치적 수완까지 요구한다는 점에서...

 

<연구성과를 부풀려 큰 파문을 일으키고 국민들을 실망시켰지만 황우석박사를 잘 생각해보라! 그나마 그가 연구했던 분야는 엄청난 경제적 효과가 있을 것이라는 예측이 곧잘 발표되곤 했다! 그러나 대부분의 기초과학은 당장은 경제성이 전혀 보이지 않는 분야가 대부분인 것이다. >

 

...반면에 우리 정부관료와 국회의원들의 기초과학에 대한 극도의 무지,교육철학의 부재와 전국민적인 무관심은 우리나라의 노벨 물리학상 수상자배출을 아직은 요원한 꿈으로만 남길 공산이 너무나 크다고 할 수 밖에 없겠다. 내가 보기에 우리 민족은 논리적인 것과는 아무래도 거리가 좀 있는 듯하다. 나 자신부터 어떤 일에 지나치게 감정적이고 본질보다는 드러난 현상에 매몰되는 경향이 종종 있다. 이것은 결국 논리적이고 합리적인 과학적 사고를 하지 않기 때문이라고 말할 수 있으며 그만큼 과학이란 학문이 우리와는 별개인 다른 세상 사람들의 얘기로만 치부해버리는 한심한 사회풍토와 일정한 관계가 있는 것이다.

 

 

어떻게 해야 하나

그렇다면 우리나라가 노벨물리학상 수상자를 배출하려면 어떻게 해야 할까.

 

우선 전국에 있는 국공립대의 기초과학분야에 속해 있는 학생중에서 우수한 인재들에 대한 병역특례의 범위를 대폭 확대해야만 한다.

물론 병역특혜를 받은 기초과학분야의 학생은 제대후 일정기간 (적어도 10년 이상) 관련분야의 연구나 직종에 근무해야 하며 국가가 이를 전폭적으로 지원하고 주목해야 할 것이다. (방위산업체 근무정도의 수준을 말하는 것이 아님을 분명히 밝혀둔다!)

노벨물리학상 수상자 대부분의 소회에서 밝혀지듯이 과학적 영감이나 창의력이 20대 초중반에 거의 결정된다는 점에서 이 시기에 기초과학도들의 군대복무는 기초과학의 뿌리를 자르는 것이나 다름없기 때문이다. 

 

 

두번째로 과학자들에 대한 대우나 사회적 위상을 크게 높여주어야만 한다.

현재 한국에 있는 과학자들의 사회적 대우(약 70%가량의 연구원이 비정규직이다! 이들은 4대보험 적용도 받지 못하고 있다!)나 급여수준은 사회의 소위 잘 나가는 다른 직종들과 상대적으로 비교했을때 정말로 형편없다. (박사급이 3000~4000만원 안팎의 초봉급여를 받고 있는 것으로 보인다. 이 부분은 매형이 카이스트에 근무하는 관계로 거의 확실할 것이다. 남들보다 공부를 수년간을 더하고 이제서야 연구에 임하는 매형에 대한 대우가 정말 형편없고 못마땅하기는 나도 마찬가지이다!)

위에서도 언급했듯이 서울대교수조차도 연구비책정에 골몰하는 한심한 현재의 상황으로는 기존의 우수한 과학자조차 외국으로 나가게 만드는 중요한 요인이다.

다른 분야에서 허비하는 혈세를 좀더 효율적으로 운용하고 최우선순위로써 기초과학분야에 대한 예산을 대폭 늘려서 과학자들이 높은 연봉과 사회적 지위를 누리게 해준다면 우수한 학생들이 그 분야로 많이 진출할 것이다. 또한 외국에 나가있는 한국인 교수들과 외국현지에 있는 과학분야의 우수한 외국인교수들도 파격적인 조건으로 불러와야 할 것이다. 훌륭한 스승이 있어야 뛰어난 학생들을 올바로 가르칠 것이 아니겠는가. 사립대학들도 등록금받아서 재단 배불릴 생각만 하지 말고 해외에 머물고 있는 우수한 인재영입과 시설에 관련된 부분에 과감한 투자를 좀 하시길 바란다.

 

 

세번째로 언론의 역할을 주문하고 싶다.

언론은 자신들의 정치적 입맛에 맞는 기사를 소설처럼 써내지 말고( 대선정국을 맞아 그 정도가 갈수록 더하다! ) 한국의 열악한 과학현실과 촉망받는 젊은 과학자에게 신문지면의 한면을 과감히 할애하길 권하고 싶다.

TV방송사에서도 현지에서 좋은 반응을 얻은 해외의 과학다큐멘터리나 자체 제작 프로그램을 좀더 확대편성해야 할 것이다.

사람도 자주 보면 정이 들듯이 과학도 신문이나 방송등의 여러 경로를 통해서 자주 접하다 보면 어느덧 친숙한 분야로 우리곁에 자리를 잡을 것이라고 나는 믿고 있다.

 

흔히 일반인들에게 물리학자중 가장 유명한 사람을 꼽으라면 대부분 아인슈타인을 꼽을 것이다. 아인슈타인의 상대성원리가 우리네 사회와 생활방식을 근본적으로 바꾸었다는 측면에서 결코 틀린 대우는 아니지만 사실 그 이면에는 당시 언론이 아인슈타인을 주목하고 대서특필했으며 주기적으로 그에 관한 심층기사를 실어냄으로써 세계적인 유명인사로 만들었다는 점도 간과할 수 없는 것이다. 황우석 박사때처럼 경제적 효과라는 측면으로만 과학을 바라보지 말고 과학의 뿌리를 사회에 심는다는 인식이 우리네 언론인들에게 절실히 필요한 시점인 것이다. 

 

 

네번째로는 대학간 서열화를 없애야만 한다.

무슨 말이냐 하면 한국은 대학간의 서열이 너무나 공고해서 모든 중고등과정이 오로지 명문대학입시에만 매몰되어 있다.

여기에 중고등학창시절 기초과학과 인문학에 대한 애정이나 순수한 학문적 호기심은 그저 하나의 장애가 될 뿐이다.

그러다보니 정부에서 과학이나 외국어에 대한 인재를 배출하기 위해 만들어진 각종 특목고들이 대학입시를 위한 중요한 발판으로 전락해버렸다. 자연히 특목고를 들어가기 위해 초등학교나 중학교때부터 사교육이 기승을 부리고 거기에 따를 막중한 사회 경제적 부담은 고스란히 부모님들의 몫으로 되어 있다는 것이 암울한 우리들의 현실인 것이다.

또한 대학교육도 사회적 요구에만 지나치게 부응해서 명문대학과 인기학과 위주로 흐르다 보니 기초과학에 대한 학문적 열정은 애시당초 발붙일 틈이 없는 것이다.

유럽이나 미국은 가까운 대학끼리 교차수업이 가능하며 어떤 연구주제에 있어서 통합네트워크( 대학간 서열화체제에서는 꿈같은 얘기다! )를 형성할 수 있는 체계가 확고히 잡혀있는 반면에 우리네 대학은 오로지 졸업후의 진로와 대학서열의 간판( 최근에 서울대조차도 이공계교수 공개채용에 실패할 정도로 한국의 대학 현실은 암울하다! )에 집중하고 있기 때문에 이런 상황에서 한나라당의 이명박 후보가 전국에 특목고를 대폭 늘리고 대학들의 자율을 최대한 보장한다면 결과가 어떻게 되겠는가. 그저 한숨만 나오고 어이가 없을 따름인 것이다. 암울한 현재의 상황에서 특목고를 늘리면 늘릴수록 특목고간의 경쟁은 심화하고 대학입시에 대한 경쟁도 더욱 가중될 것이고 사교육비중은 점점 커질 것이며 결국 가정이 부유하지 못한 학생은 현실적으로 명문대학에 들어가기가 점점 힘들어질뿐만 아니라 ( 교육의 기회 형평성 훼손 ) 순수과학이나 인문학에 대한 관심은 더더욱 뒷전으로 밀릴수 밖에 없게 된다.  이명박 후보의 공약대로 간다면 현재의 상황에서 대학들은 경쟁력을 운운하며 대학내 비인기학과(애석하게도 대부분의 대학에서 물리학과나 화학과의 관측기기들과 도서관의 관련 연구서적들은 노후하기 짝이 없다.)들은 더더욱 홀대를 받게 될 것이고 명문대학과 인기학과(경제경영학과,의학과등등)들만 금칠을 하게 되는 학문간 양극화 현상은 더욱 심화할 것이다. 이명박 후보는 입만 열었다 하면 경쟁력을 운운하지만 기초과학의 발전없이 진정한 경쟁력이 생기지는 않을 것이다. (현재 OECD국가중 우리나라가 기초과학에 대한 예산 편성이 최하위란다!)

진정으로 기초과학이 살려면 지금보다도 훨씬 확고하게 공교육이 바로 서야 하며 대학간 서열화를 더욱 부추기는 특목고확충이나 시덥잖은 대학 완전자율화보다는 대학간 통합네트워크를 구축함으로서 중등교육의 목적이 대학입시가 아닌 학문에 대한 관심과 열정을 심어줄수 있는 시기가 올때만이 비로소 우리나라에서도 노벨물리학상 수상자를 배출할 수 있게 될 것이다. 

 

후기

여러분들은 왜 내가 유독 노벨물리학상에 그토록 열을 올리는지 알고 있는가.

매년 12월 10일이 되면 그해 10월에 이미 발표된 각 분야의 노벨상 수상자가 스웨덴 스톡홀룸의 콘서트 홀에 모이게 된다.

(노벨 평화상은 예외다. 노벨 평화상은 노르웨이 오슬로에서 수여된다. 노벨 평화상이 노르웨이에서 수여되는 정치적 이유는 복잡하므로 이 글에서는 언급하지 않기로 하겠다. )

스웨덴에서 12월 10일은 노벨데이로 불리며 그 해의 가장 중요한 행사가 벌어지는 날로 인식되고 있다. 콘서트 홀에서 벌어지는 만찬과 무도회에 들어가려면 극소수의 저명인사에게만 부여되는 입장표가 있어야 하며 그 만찬의 주인공은 노벨상 수상자라는 점에서 해당수상자에게는 일생에 다시 없는 영광과 명예로운 사건으로 기억될만한 것이다.

 

알프레드 노벨은 이 상을 제정하면서 물리학을 맨 처음 목록에 올려놓았다. 따라서 12월 10일 노벨데이에 스톡홀롬의 아름다운 콘서트홀에서 수상식이 열리면 맨 처음 수상자는 항상 물리학상 수상자가 되는 것이다. 홀에는 저명한 사회인사들이 수상자의 정면에 마주하고 있으며 수상자의 뒤편에는 스웨덴 왕립과학원 회원들이 좌우로 자리를 잡고 착석하며 가운데에는 스웨덴 왕족일가가 자리를 잡고 있다가 노벨물리학상이 수여되면 국왕이 직접 일어나 메달을 수여하고 모두가 축하를 해주는 최초의 수상자가 바로 노벨물리학상 수상자인 것이다. 스웨덴 국왕은 트렘펫팡파르가 울려퍼지는 가운데 가죽끈으로 둘러진 증서와 23캐럿의 금으로 만들어진 메달을 수여한다. 메달의 앞면에는 알프레드 노벨의 모습이 새겨져 있고 뒷면에는 자연의 여신과 과학의 신동이 자리하고 있으며 밑에는 수상자의 이름이 새겨져 있다...뒷면의 윗부분에 새겨진 문구는 버질Virgil의 작품 [아이네이드Aeneid; Inventas vitam juvat excoluisse per artes]에서 따온 글귀가 새겨져 있는데 그 뜻은 문자 그대로 옮기면 "발명은 인생을 향상시키며 예술을 통하여 아름다워진다" 이고 노벨 물리학상과 관련해서는 "새로 발견한 과학적 사실과 기술로 세상의 삶을 한층 드높인 사람"이란 뜻으로 해석되고 있다.

 

                                                                                                   노벨 물리학상 메달의 모습

 

                                                                                                앞면                                 뒷면

 

 

 

세상에 무수한 학문이 존재하지만 물리학만큼 물질의 근본원리와 본질에 골몰하는 학문은 다시 없다는 점을 알프레드 노벨은 누구보다도 잘 알고 있었고 과연 노벨의 예측대로 물리학은 수학과 더불어 현대과학기술을 견인하는 기초과학의 제왕의 위치를 앞으로도 유지할 것이란 점에서 우리나라에서도 언젠가는 그 영광스런 자리에 설 수 있는 우수한 물리학자가 나오기를..그리고 물질의 본질을 탐구하는 물리학적 정신을 모든 국민들이 공유함으로써 감정을 앞세우기보다는 논리적이고 합리적인 의사소통과 진정 효율적인 정책들이 무엇인지를 국민대다수가 과학적으로 사고하는 날이 하루빨리 오기를 꿈꿔본다.