단일한 정답만 추구하지 않는 과학철학서 '물은 H2O인가?' 출간
“코로나 mRNA 백신처럼, 모험 포용해야 예상 못한 사태 대응 가능”

▎영국 케임브리지대 과학사- 과학철학과 장하석 석좌교수. “과학에 단 하나의 정답이 있다는 입장 대신 다양한 정답의 가능성을 인정하는 다원주의적 입장이 과학의 왕성한 발전에 더 도움 된다”고 했다.

과학이라는 낱말은 학문의 한 갈래를 가리키는 객관적인 용어지만 과학적이라는 낱말은 다르다. 형용사형일 뿐인데, 선악이나 가치 판단이 스며들어 이데올로기적으로 쓰이는 경우가 많다. 가령 어떤 대상의 성질이 과학적이라고 하면 일관되고 객관적이어서 믿을 만하며 참이라는 의미까지 내포한다. 당연히 이런 판단은 배제의 원리로도 작동한다. 비과학적인 대상은 우리의 과학적 삶을 위한 척결 대상일 뿐이다.

그런데 과학은 우리가 이렇게 전폭적인 신뢰를 보내도 좋을 만큼 오류 없는 학문인가. 당장 주워들은 풍월로도 과학은 절대 진리라기보다는 새로운 발견과 그에 따른 지식의 축적에 따라 그 내용이 변하는 상대적이고 역사적인 진리 아닌가. 이른바 ‘정상 과학’이 그 패러다임 안에서 설명 안 되는 ‘아웃라이어’들의 도전을 받아 위기에 처한 끝에 혁명적인 전환이 생겨나는 불연속적 모델이 과학 발전의 역사라는, 미국의 과학철학자 토마스 쿤의 주장처럼 말이다([과학 혁명의 구조]).

케임브리지대의 과학사-과학철학과 장하석(54) 교수가 보기에는 쿤의 패러다임 이론도 문제가 많다. 지금까지 과학 발전의 역사를 면밀히 뜯어보면 쿤의 주장에 잘 들어맞지 않는 시기, 그러니까 하나의 상황을 설명하는 서로 다른 과학 이론들이 어정쩡하게 공존하는 시기가 많았다는 거다. 장 교수는 그런 관찰에서 그치지 않는다. 오히려 경합하는 과학 이론 간의 어정쩡한 공존 상태를 우리가 장려해야 한다는 게 그의 생각이다. 그래야 더 생산적이고 풍요로운 과학 발전이 가능하다고 보기 때문이다. 오직 단 하나의 과학 진리가 존재한다고, 그래야 한다고 믿는 일원주의 반대편의 과학 다원주의다.

장 교수는 최근 한국어로 번역·출간된 [물은 H2O인가?](김영사)에 그런 과학 다원주의 주장을 상세하게, 그에 따라 일반인이 따라 읽기에는 약간 벅찬 수준으로 집대성했다. 2012년 영어 원서([Is Water H2O?])로 출간돼 이듬해 빼어난 과학철학 저서에 수여하는 포르투갈의 페르난두 질 과학철학 국제상을 수상한 책이다.

'물은 H2O인가?]로 페르난두 질 과학철학 국제상

▎[물은 H2O인가?]. 물은 산소와 수소의 화합물이라는 기존 상식에 의문을 제기한다.

핵심 메시지가 책 제목에 집약돼 있다. 어디에나 널려 있는 물을 소재 삼아 과학 다원주의 주장을 편 것이다. 물 분자는 수소 원자 2개와 산소 원자 1개가 결합한 화합물이지만 그렇지 않을 수도 있다는 것이다.

이런 다원주의 주장이 전 세계 인구가 코로나로 신음하는 지구촌 최대의 보건 위기 상황에 어떤 시사점을 제시할 수 있을까. 백신은 탄탄한 기초과학 저변에서 개발된다. 여전히 백신 개발을 꿈만 꾸는 우리의 낙후된 기초과학 현실에 장 교수의 통찰이 도움되지 않을까. 학기 말 업무로 분주한 케임브리지의 장 교수를 화상 인터뷰했다. 코로나 얘기로 대화 물꼬를 텄다.

영국의 코로나 상황이 다시 심상치 않다고 들었다.

“여기 케임브리지는 심각하지는 않다.”

과학사가, 과학철학자 입장에서 코로나 팬데믹 사태를 평가한다면.

“코로나에 대해 많이 알지 못해 뭐라고 하기가 그런데, 일단 예상보다는 백신이 빨리 개발됐다. 여러 나라 정부가 허가를 빨리 내주고 지원도 많이 했지만 결국 지난 수십 년간 관련 분야에 대한 기초과학 연구를 계속 해왔기 때문이라고 해야 할 것 같다. 특히 화이자나 모더나는 소위 mRNA(메신저 RNA)를 활용한 완전히 새로운 방법으로 백신을 개발했는데, 어떤 면에서 이들은 좀 허황된 연구를 하고 있었다고 할 수 있다. 그러다 전혀 새로운 개념의 백신을 개발하게 된 거다. 진부하게 해석하자면, 항상 이렇게 광범위한 기초과학연구를 하고 있어야 예기치 못한 사태에 대비할 수 있다.”

과학 다원주의적인 입장을 연상시키는 데 과연 화이자나 모더나 사람들이 실제로 다원주의적 생각을 했을까?

“그렇다고 생각한다. 물론 제약회사가 함부로 허튼짓은 안 한다. 돈을 벌 비전이 있기 때문이었겠지만 mRNA 방식을 그렇게 연구했다는 거는 어떻게 보면 모험을 한 거다. 그렇게 주류와 다른 방향을 추구하는 게 내가 말하는 과학 다원주의의 기초다. 그러니까 하나에 올인하지 않는 거다. 어느 길이 끝까지 뚫릴지 모르니까 여러 길을 뚫어 놓고 있는 것이 중요하다. 그것이 다원주의의 첫 스텝이다. 그러다 서로 다른 방식으로 지식을 추구하는 사람들 간에 교류와 협업도 이뤄질 수 있다.“

과학계 주류는 아직 다원주의를 받아들이지 못하겠다는 입장 아닌가?

“우리나라에서 특히 심한데, 세계적으로도 과학을 한다는 사람들은 어떤 문제에 정답이 있다고 보는 경향이 강하다. 가령 문학작품은 관점에 따라 의견차가 있을 수 있고 다른 해석도 할 수도 있다고 여긴다. 반면 과학 문제에 있어서는 유일한 진리가 존재하고, 그 진리를 찾아 모두가 동의하도록 하는 게 목표라고 많은 사람이 생각한다. 그런 과학계 주류에게는 다원주의 주장이 파격적으로 들릴 거다. 하지만 우리가 과학의 정답주의를 벗어나면 더 좋은 성과를 더 많이 얻을 수 있다. 실제로 과학의 역사를 뜯어보면 생각보다 다원주의적인 경향이 상당히 많았다.”

여기서 장 교수의 과학 다원주의를 잠깐 음미하고 넘어가자. 책에 나온 물을 사례 삼아 말이다. 현대과학에 따르면 물은 더이상 수소 원자 2개와 산소원자 1개가 결합한 단순한 화합물이 아니다. 원자는 원자핵과 전자로 나뉘고, 원자핵은 다시 양성자와 중성자로 이루어져 있기 때문이다. ‘수소+산소=물’ 공식이 확립된 건 18세기 말 프랑스 화학자 앙투안라부아지에(책에서는 ‘라봐지에’로 표기)가 주도한 ‘화학혁명’을 통해서다. 그런데 그 과정에서 ‘플로지스톤 시스템’이 조기 퇴출됐다. 플로지스톤 시스템은 라부아지에 시스템과 다른 방식으로 수소와 산소, 물의 관계를 설명한 이론이었다. 플로지스톤 시스템이 성급히 폐기되지 않고 라부아지에 시스템과 공존했더라면 이 분야 과학이론이 더 빠르게 발전했으리라는 생각이 장 교수의 다원주의다.

과학의 정답주의 벗어나면 더 많은 성과

▎온도계의 철학]. 국내에 번역 출간된 장하석 교수의 첫 책이다.

이런 다원주의 주장에 대한 학계의 반응은?

“상당히 반응이 좋은 편이다. 꼭 나 때문이 아니라 영향력 있는 학자들이 비슷한 얘기를 하기 시작했다.”

장 교수는 [물은 H2O인가?]의 한국어판 서문에 이런 얘기를 썼다.

“제가 학계에서는 세계적으로 어느 정도 인정을 받고 있지만, 사회 일반에서 저의 생각에 대단한 관심을 보여주시는 곳은 한국밖에 없는 것도 사실입니다.”

장 교수의 또 다른 책인 2004년 [온도계의 철학(Inventing Temperature)] 역시 화제작이었다. 영어로 쓰인 빼어난 과학철학에 수여하는 러커토시상을 2006년에 받았다.

다원주의에 동의한다 하더라도 개별 연구자 입장에서는 자기가 파고드는 분야에 진리가 있다는 일원주의를 포기하기 어려울 것 같은데.

“잡생각 하지 말고 연구에 집중하자, 저런 이상한 생각 하는 사람도 있지만 그건 말도 안 되고 우리는 이 길을 뚫는다, 역시 이런 태도가 많긴 하다. 나는 그래도 좋다고 생각한다. 정치에 빗댄다면 폭력을 동원하지 않는 이상 각 정당이 자기들만 옳다는 주장을 펴고 투쟁까지 마다치 않는 장이 다당제 민주주의다. 수많은 시행착오를 거치며 개발한 다당제 민주주의는 완벽하지는 않지만 우리를 보다 잘 살 수 있게 해준다. 과학도 유년기에는 진리는 하나고, 우리 모두 그것만 추구해야 한다는 식으로 시작했다. 그러나 과학이 성숙해지면서 서로 관점이 다르다고 상대를 압박하지는 말자, 그런 태도를 가질 수 있고 그런 태도가 실천되어야 한다.“

다원주의도 결국 하나의 입장이니까 남들에게 강요하지 말아야 한다는 지적을 받는다면.

“철학적으로 심각한 얘기다. 또 정치에 비유하자면, 다원주의의 한계는 다원주의 시스템 자체를 무너뜨리려는 사람들은 용인할 수 없다는 점이다. 가령 독일에서 나치당 창당은 법으로 금지돼 있다. 하지만 독재가 좋다는 생각이나 표현의 자유 자체는 허용해야 한다고 생각한다. 과학으로 돌아와서, 다른 연구자들의 연구 방향이 잘못됐다고 생각할 수는 있다. 그 사람들의 연구를 막지만 않으면 된다. 실용적인 문제도 있는데, 정말 이상해 보이는 연구도 지원해줘야 하느냐다. 영국 과학자 제임스 러브록은 지구 전체가 하나의 생명체라는 가이아 이론을 만들어낸 사람인데, 미친 시도가 어떻게 유용할지 알 수 없으니 도박하듯 영국 정부가 과학 예산의 1%만 지원해야 한다는 얘기를 한 적이 있다. 어찌 보면 일리 있다고 생각한다.”

한국 얘기를 해보자. 코로나 백신 개발을 못 하는 건 역시 기초과학이 허약하기 때문인가?

“박정희 정권 때까지만 해도 과학 육성은 기술 개발해서 경제발전에 쓰자는 단기적인 거였다. 박 대통령은 어떻게 보면 비전이 긴 분이었는데, 우리도 중화학공업 일으킬 수 있다, 자동차 만들 수 있다, 그런 거였지 기초과학을 육성해 당장은 상상 못 하는 기술을 언젠가 개발하자는 건 아니었다. 그런 식은 이제 밑천이 떨어졌다. 코로나 백신을 개발할 수 없다. 그러나 우리는 이제 세계가 부러워할 만큼 잘살게 됐다. 이제는 해볼 수 있지 않나, 그런 생각이다.”

기초과학 하겠다는 한국 학생 없어 안타까워

▎장하석 교수는 과학사와 과학철학 공부의 미덕으로 “기존 과학이 놓쳤을지 모르는 유익한 과학 지식을 찾을 수 있다는 점”이라고 밝혔다. 그런 과학적 태도를 ‘상보적 과학’이라고 표현했다. / 사진:장하석

이미 과학 분야 연구개발 투자비가 상당하지 않나?

“정확하게는 모르지만 정부가 성과를 기준으로 지원하는 느낌이다. 기초학문 연구가 작년에 돈 받았다고 올해 뭔가 보여줄 수 있는 게 아니다. 문화적으로 좀 힘들다고 본다. 문화가 바뀌어야 한다.”

역시 빨리빨리 문화가 문제인가?

“정부 지원도 그렇지만 일반적인 문화도 문제다. 기초과학을 연구하려는 학생이 없다. 내가 한국에 있었다면 85학번인데, 당시 대입성적이 가장 좋은 학생들이 서울대 물리학과에 진학하던 시기가 있었다. 순수과학에 대한 그런 정열이 왜 사그라들었는지 안타깝다. 확실한 결과가 보장되지 않는 기초과학을 연구한다는 건 학생 개인에게도 모험이다. 순수과학 공부하겠다고 했다가 자칫 잘 못 하면 정말 쓸모없게 된다. 그러니까 학생들이나 부모들이 순수과학을 피하는 거다. 그런 분위기에서 정부가 아무리 기초과학을 지원하겠다고 한들 인적 자원이 없는데 어떻게 하겠나.”

영국은 기초과학 강국인데, 우리와 분위기와 많이 다른가?

“정확한 건 모르지만 기초과학 투자에서 한국이 영국에 절대 뒤지지 않을 거다. 다른 점은 우선 사회 분위기다. 여기 영국 학생들은 비교적 편하게 진로를 결정한다. 물론 여기라고 실용적 고려를 안 하는 건 아니고 부모의 압력이 없는 것도 아니다. 그런데도 쉽게 진로를 결정할 수 있는 건 나라가 잘 산 지 오래됐기 때문에 진짜 가난한 학생 아니라면 취직 못해서 굶어 죽으면 어떻게 하나 그런 걱정들을 잘 안 하기 때문인 것 같다. 뭐든지 공부하면 어떻게 밥 먹고 살겠지 하는 자신감이 있어 보인다. 뭔가 하다가 제대로 성공 못 해도 그냥 소시민적으로 살면 되지 하는 편한 느낌 말이다. 우리는 성공 못 하고 인생에서 도태되면 낙오자로서 창피해서 어떻게 사느냐 하는 강박관념이 많은데 영국 학생들은 그게 별로 없다. 시시하게 살아도 된다고 생각한다.”

장 교수의 이야기는 이어졌다. 외국의 연구인력이 자유롭게 뿌리내릴 수 있는 풍토도 영국과 한국 과학계의 다른 점이라고 지적했다.

“영국이나 미국·캐나다, 이런 나라들의 기초과학이 앞서 있다고들 하는데 그럼 어떤 사람들이 훌륭한 연구를 하고 있나 들여다보면 외국 사람이 굉장히 많다. 정말 공부하고 싶어하는 영국 학생들은 많지 않다. 그냥 편히 살면 되지, 정말 학문을 사랑하는 소수가 하면 되지, 이런 분위기다. 영국 같은 나라가 최고 수준의 학문과 기술을 유지할 수 있는 것은 외국인의 역할이 없으면 불가능하다. 전 세계적으로 유학생이 많으니까 자국민들을 그렇게 철저하게 교육하지 않아도 유지가 된다는 거다. 우리는 그런 게 안 된다. 누가 한국어를 그렇게 잘해 유학을 올 수 있을까. 그나마 한국의 외국인 인력은 대부분 단순 노동자다. 그러니까 고차원의 학문 연구를 순 한국 사람만 갖고 해야 하는데 그런 점에서 좀 달린다.“

과학을 스포츠 같은 문화의 일부로 받아들여야

영국, 미국에 비하면 언어장벽 때문에 앞으로도 어렵지 않을까?

“아주 불가능하다고 보지는 않는 게 요즘 예상외로 한국어를 배우거나 한국에 가서 살고 싶다는 외국인이 많다. 이제는 우리나라가 정말 우스운 나라가 아니다. 세계적으로 정말 선진국으로 평가받는다. 그러니까 우리의 의식 자체도 전 세계를 끌어안아 외국인들을 환영하고, 이 사람들이 뭔가 자기들의 꿈을 펼쳐볼 수 있는 그런 분위기가 이뤄지면 좋겠다. 아직 갈 길이 멀긴 하다.”

보다 많은 사람이 과학에 관심 갖게 하려면.

“과학을 문화의 일부로 여기게 해야 한다. TV 드라마나 예술작품을 즐기거나 스포츠를 즐기는 것처럼 말이다. 과거 미개인들조차 신화가 됐건 원시적인 종교가 됐던 그런 틀을 통해 아, 자연은 이런 것이고 우리가 사는 세상은 이런 곳이다 하는 세계관을 갖는 게 인간문화의 중요한 부분이었다. 현대인은 자연을 전혀 이해하지 못한다. 학교 졸업만 하면 관심을 끊는다. 부모님들이 과학 대중서라도 읽고, 아이들을 동물원에라도 데리고 가고, 생물학과 진학하겠다고 할 때 말리지 말아야 한다.”

장 교수는 서울에서 고등학교를 다니다 미국으로 건너가 미국 명문 고등학교인 노스필드 허먼스쿨을 수석졸업했다. 캘리포니아 공대에서 물리학과 철학을 공부했고, 스탠퍼드대에서 ‘측정과 양자물리학의 비통일성’이라는 논문으로 철학박사 학위를 받았다. 장재식 전 산업자원부 장관의 차남, 장하준 케임브리지대 경제학과 교수의 동생이다.

공부를 잘하는 비결이 있다면. 해외 유학 갈 때 불안감은 없었나?

“매혹을 느끼는 학문을 열심히 했을 뿐이다. 나는 운이 좋아 집안의 지원이 튼튼했지만 훌륭한 학자나 예술가 가운데 가난을 무릅쓰고 사랑하는 일에 빠졌던 사례가 역사적으로 많다.”

※ 신준봉 문화전문기자/중앙컬처&라이프스타일랩 - 1993년 중앙일보에 입사했다. 대학에서 영문학을 전공했지만 신문사에서 10년 가까이 문학담당 기자로 일하며 본격적으로 문학과 인연을 맺었다. 상식의 눈에는 괴짜인문인들, 그들이 생산한 영롱한 것들을 초롱초롱한 독자들에게 중개하는 일, 제도로서 문학의 생로병사에 관심이 많다.