불신과 혐오에 휘둘리지 않고 세상을 정확하게 사랑하기 위하여

오스트리아의 유명 과학 저널리스트이자 물리학자 플로리안 아이그너가 쓴 《우리에겐 과학이 필요하다》는 이처럼 거짓과 미신이 힘을 얻는 탈진실과 비이성의 시대에 더욱 귀하고 절실해진 ‘과학’의 중요성을 말하는 책이다. 나아가 ‘과학적 사고’야말로 허위와 위선에 맞서 세상을 정확하게 바라보고 사랑할 수 있는 방법이라고 제안한다. 가짜 뉴스, 유사 과학, 음모론 등 의심이 갈등을 끊임없이 재생산하는 오늘날, 협동과 공유를 바탕으로 진리의 망을 세심히 연결해 온 과학의 역사와 과학자들 면면을 살펴보면서 합리적으로 의심하고 비판적으로 판단하는 ‘과학적 태도의 힘’을 되짚어 보자는 것이다.
책은 유클리드부터 아인슈타인까지 고대와 현대를 아울러 과학자들의 빛나는 발견과 황당한 오류를 교차하며 펼쳐 보이고, 이와 더불어 포퍼와 쿤과 비트겐슈타인 등 과학철학의 굵직한 주제들을 소개한다. 사실을 직시하고, 논리로 증명하고, 실험으로 검증하고, 반증을 검토하고, 확신을 흔들어 온 과정에서 과학자들이 보여 준 용기에 어느새 가슴이 웅장해진다. 세계를 이해하는 방식과 문제를 해결하는 도구를 제공해 온 과학의 매력을 만끽할 수 있다. 그 지적 즐거움을 누리는 여정에서, 삶을 바람직하게 이끌고 균형 잡힌 사회를 만들 자양분도 기대해 볼 법하다. 과학에 대한 진지한 탐구와 유쾌한 유머를 곁들인 흥미진진한 지적 모험으로 독자를 초대한다.

가짜뉴스와 음모론, 사이비 과학이 기승을 부리는 탈진실 시대
우리는 누구를 무엇을 신뢰할 수 있을까?

최근 넷플릭스를 뜨겁게 달군 영화 〈돈 룩 업(Don’t Look Up)〉은 과학이 비과학에 압도당할 때 닥쳐올 파국을 피 한 방울 없이도 섬뜩하게 보여 준 바 있다. 명백한 과학적 사실이 정치 공학에 밀려 음모론 취급을 당하고, 정직한 과학자는 가짜 뉴스가 쏟아지는 소셜 미디어에서 비웃음거리로 추락하고, 허황된 대안만을 선동하는 지도층에는 과학계의 교차 검증 따위 필요 없다는 사이비 과학 추종자가 권력의 핵심으로 있다. 픽션일 뿐인데 어느새 관객은, 현실에서도 지구 종말은 시간문제인 것만 같은 위기감에 아찔해진다.
《우리에겐 과학이 필요하다》는 무엇이 진실인지 혼란에 빠져 들끓던 영화 속 대중, 아니 실시간 영화 같은 현실을 사는 우리가 꼭 함께 읽어 볼 만하다. 과학을 제쳐 두고 사회 문제에 대응한다는 것은 상상하기 어려운 시대, “Just Look Up!”(다만 팩트를 직시할 것)은 어떻게 가능할까? 책은 과학으로 세상을 이해하는 힘을 권한다. 추천사를 쓴 전주홍 교수의 말처럼 “한 사회를 움직이는 과학의 수준은 과학으로 무장한 교양 시민의 수준과 별개일 수 없기 때문”이다.
지구가 둥글다는 생각은 이제 의심할 여지 없는 과학적 사실임에도, 긴 시간을 거쳐 충분히 입증된 이러한 명제마저 부정하는 이들이 존재하는 것도 현실이다. 속칭 ‘지구평평론자’인 이들은 지구가 납작한 원반 모양이라고 진지하게 믿는다. 한편으로는 정치 갈등에 힘입어 황당무계한 이야기가 나돌기도 한다. 어느 정치인이 금괴를 200톤 숨겨 두었다거나, 한 작은 피잣집 지하에서 정치인들이 아동 성매매를 한다는 음모론이 버젓이 힘을 얻는다. 기후학자들의 간절하고 엄중한 경고에도 기후 위기를 비웃는 사람도 적지 않다. 2022년의 사고방식이라고는 믿기 어려운 주장들이 버젓이 난무하는 기이한 풍경이다.
저자는 이러한 비이성의 시대 한복판을 살아가는 우리에게 물음을 던진다. “우리는 무엇을 믿을 수 있을까요? 무엇을 알 수 있을까요? 무엇을 믿어야 할까요?” 저자 플로리안 아이그너는 오스트리아 빈 대학 이론물리학연구소에서 양자 물리학 이론으로 박사 학위를 받고 강의와 집필, 방송 인터뷰 등으로 활발하게 활동하는 과학 저널리스트이자 물리학자이다. 과학이라는 사고법, 즉 단편적 과학 지식을 넘어 그 원리와 철학을 바탕으로 생각하는 힘을 널리 공유하고 싶어 이 책을 집필했다. ‘과학에 대한 사랑 고백’이라는 원서의 부제처럼, 불안한 날들 속 동시대 과학자의 애정과 낙관을 느낄 수 있어 든든해지는 글들이다.

과학을 믿을까, 직감을 믿을까
과학은 우리가 공동으로 신뢰할 수 있는 토대

우리는 왜 과학을 믿어야 할까? 우리는 굳이 엄밀한 수학 공식이나 과학 원리를 동원하지 않아도 생일 선물로 양자 역학 책을 선물하면 애인이 좋아할지 싫어할지 뻔히 알 수 있다. 또는 날아오는 공의 운동 에너지를 계산하지 않아도 맞으면 아플 것을 알기에 피할 수 있다. 이처럼 우리는 과학을 잘 몰라도 보통은 평안한 일상을 영위할 수 있다. 그것이 가능한 것은 우리가 직감에 의존해 많은 것을 파악하고 판단하기 때문이다. 직감은 적은 정보로 단시간에 좋은 결정을 내리도록 돕는 놀라운 메커니즘이다.

알려진 사실들을 일일이 열거하고, 모든 가능성을 모색하고, 이성적으로 숙고하면서는 일상의 결정들을 내릴 수 없습니다. 우리는 반쯤 아는 상태에서 직관적으로 판단해야 하고, 훤히 들여다볼 수 없는 상태에서 종종 아주 지혜로운 선택을 합니다. (제1장 과학을 믿을까, 직감을 믿을까 _ 21쪽)

하지만 이 세상에는 직감으로만 파악할 수 없는 영역이 있고, 특히 고도로 복잡해진 현대 사회에는 직감만으로 옳게 ‘느껴지는’ 것을 택하거나, 그를 근거로 판단하고 행동하는 것은 무척 위험한 일이다. 현실은 우리의 감각을 배신하는 방식으로 존재할 수도 있기 때문이다. 그리고 그러한 현실을 정확히 파악하려면, 직감보다는 과학이 더 필요하다. 과학은 직감과는 상당히 모순되지만 엄연히 존재하는 세상의 원리를 파악하고 이해할 수 있는 도구이다.
책에서는 직감으로는 알기 힘든 여러 과학적 발견의 사례를 소개하며, 우리가 가진 직감의 한계와 과학의 탁월함을 보여준다. 시공간이 휘어 있음을 보인 아인슈타인의 상대성 이론과 힐베르트의 무한 호텔 등은 직감이 닿기 힘든 수학·과학적 사고의 대표적인 예이다. 굽어진 시공간을 상상하기란 쉽지 않은 일이고, 무한의 크기를 비교하는 일 또한 우리의 직관에 들어맞지 않는다.
그렇다면 과학은 직감 대신 완벽한 진실을 우리에게 보여 줄 수 있을까. 책에서는 과학이 “완벽한 진리를 넣어 두는 보석 상자”가 아니며, ‘방법’이자 ‘문제 해결 전략’이자 ‘다양한 도구 모음’이라고 강조한다. 즉, 과학은 발견한 진리를 수집하는 닫힌 체계가 아니라 과학적인 태도와 사고를 끊임없이 추구하고 행하는 방법론인 것이다. 그 방법론 또한 과학사 안에서 끊임없이 변모·발전되어왔고, 이 책은 그러한 과학철학의 흐름을 쉽고 친절한 언어로 안내하고 있다.
관찰을 바탕으로 하는 자연 과학이 가질 수밖에 없는 한계인 귀납법의 함정을 ‘반증 가능성’이라는 기준을 제시함으로써 돌파한 칼 포퍼, 과학 이론을 ‘연구 프로그램’이라는 커다란 사고 체계의 일부로 본 러커토시 임레, 과학사를 과학적 세계상이 계속해서 교대되는 혁명의 연속으로 본 토머스 쿤 등 위대한 과학자들이 남긴 위대한 생각들의 향연이 펼쳐진다. 때로는 황당한 실수와 어이없는 오류에 빠진 과학자들의 사례들 또한 소개되는데, 이러한 실수와 오류 또한 과학적 성취의 일환으로 바라보는 저자의 관점 또한 과학적 태도란 무엇인지를 잘 보여 주고 있다.
특히 통계적 유의미의 함정을 설명하는 부분(제9장 진실을 도구로 거짓말하는 법)이나, 아마추어가 빠질 수 있는 잘못된 자기 평가를 지적하는 더닝 크루거 효과(제1장 과학을 믿을까, 직감을 믿을까), 과학적 사실과 미신적인 주장이 타협할 수 없는 이유(제12장 똑똑한 사람도 헛소리를 한다) 등은 과학자가 아닌 일반 독자들도 실생활에서 자주 접하는 여러 문제를 정확히 이해하는 데 도움이 될 것이다.

과학의 멋짐을 모르는 당신에게 들려주는
양자 물리학자의 과학에 대한 사랑 고백

엄밀한 과학적 방법론으로 검증된 이론들은 각자가 외따로 존재하지 않는다. 우리가 과학을 신뢰할 수 있는 가장 결정적인 이유는 과학 이론이 수많은 다양한 이론·관찰·계산과 긴밀하게 연결되어 있기 때문이다. 과학적 사실의 신뢰성은 일차적으로 해당 이론 내에서 원인과 결과의 논리적인 연결에서 나온다. 그다음으로는 각각의 이론과 이론을 이어 주는 연결망이 있어, 서로 다른 방법에 기초한 서로 다른 논증이 실처럼 얽혀 서로를 지지하는 데서 나온다.
미신이나 유사 과학 등 비과학적인 것들과 과학을 가르는 가장 결정적인 기준이 바로 이 ‘연결’이다. 미신은 과학과 달리 체계나 연결 구조가 없으며 개별 주장만이 난무한다. 이러한 생각들은 과학 지식과 모순될 뿐만 아니라 서로 논리적으로 이어지지도 않는다. 과학에서는 새로운 매듭이 지어지면 기존의 증명된 사실들로 이루어진 망과 연결하려 하는 반면, 미신에서는 모두가 각자 고립된 자신만의 좁은 망을 형성한다. 마치 실 한 오라기 한 오라기가 공중에 흩어져 있는 것과도 같다.

우리가 과학을 하는 가장 중요한 이유는 아마도 다른 데에 있을 터입니다. 그것은 바로 우리가 과학을 하지 않을 수 없다는 점이지요. 우리는 과학을 할까 말까를 선택할 수 없습니다. ‘인간이 과연 과학을 해야 하는가?’라는 질문은 물고기가 헤엄치는 게 과연 좋은 생각인지 왈가왈부하는 것과 같습니다. (제13장 감으로 하는 과학 _ 328쪽)

우리는 과학적 사고 능력과 함께 자신의 생각을 다른 사람에게 전달할 수 있는 언어 능력을 갖췄으며, 서로 다른 과제들을 맡아 유지되는 복잡한 사회 시스템을 구현했다. 온 인류가 우정을 나누고, 협동하며, 생각을 공유할 수 있는 너른 망으로 연결되어 있는 것이다. 이런 연결망 안에서 우리는 공동 작업을 통해 과학을 행할 수 있다. 저자가 초대하는 과학이라는 모험에 자격 조건은 필요 없다. 그저 열린 눈으로 세상을 누비며 영리한 생각을 말하고, 멍청한 생각을 치워 버리려 노력하면 된다. 과학은 우주가 배태한 가장 커다란 모험이며, 우리 모두가 그 모험단원이 될 수 있다. 《우리에겐 과학이 필요하다》는 과학에 대한 사랑을 담아 보내는 지적 모험으로의 초대장이다.

추천의 말
프롤로그

제1장 과학을 믿을까, 직감을 믿을까?
아인슈타인은 어떻게 공간과 시간을 구부렸을까│답은 43!│더닝 크루거 효과│팩트를 바탕으로 논쟁해야 한다

제2장 1 더하기 1은 2
다르게 생각할 수 없는 것│공리, 올바른 사고가 시작되는 곳│0에서 무한대까지│무한에 대한 분노│무한 호텔│수학을 위한 라마누잔의 직관│논리적 사고의 기술

제3장 이 문장은 거짓이다
버트런드 러셀, 그리고 인생의 업적을 무참히 내던져 버린 남자│쿠르트 괴델과 힐베르트 프로그램의 무산│논리학은 여전히 옳다

제4장 더러운 유리컵과 순수한 진실
빈 학파│무의미한 쓰레기 더미 위에서│우리는 착각한다, 남들도 함께 착각한다│르네 블롱들로와 신비한 N선│팩트에서 이론으로│비둘기 똥에서 노벨상으로│블랙홀과 우주의 대칭│모든 것이 수학은 아니다

제5장 모든 까마귀는 검다
일반화는 일반적으로 불가능하다│굿맨의 까마귀 수수께끼, 검정, 노랑 또는 검노?│나의 체리는 얼마나 까마귀스러운가? 헴펠의 까마귀 역설│칼 포퍼, 틀릴 수도 있는 것이 과학이다│위험을 무릅쓸 용기를!│웨이슨의 카드 테스트, 우리가 틀렸다고 가정하자│자신의 확신을 흔들기

제6장 맞지 않는다고 반드시 틀린 것은 아니다
뒤앙-콰인 논제, 우리는 생각을 묶음으로 점검한다│지구 평면설│러커토시 임레, 견고한 핵과 부드러운 껍질│아인슈타인이 행성 하나를 없애 버린 경위│이론이 노쇠해졌을 때

제7장 혁명 만세!
토머스 쿤, 패러다임의 혁명│새로운 시대, 새로운 개념│반박되고야 말았다! 그래, 그게 어때서?│원을 도는 원│아이작 뉴턴의 놀라운 힘들│아인슈타인의 굽은 시공간│빠른 것과 느린 것│뉴턴과 양자│대체로 지구는 평평하다│플로지스톤, 불에 대한 오류│빠른 중성미자의 수수께끼

제8장 가능하면 단순하게
너무 정확해도 틀린다│세계 공식도 해결책이 아니다│오컴의 면도날과 바지 정령│“과학은 아직 거기까지 못 미쳐요!”│에른가르트와 기적│진실은 과학이 된다

제9장 진실을 도구로 거짓말을 하는 법
통계적 유의미, 우연이라 하기엔 석연치 않은│어떤 것이든 사람을 살리기도 죽이기도 한다│와인은 수명을 늘리고, 키 큰 사람은 위험하다?

제10장 우리를 지탱하는 세심히 연결된 망
과학의 망, 서로 맞물리는 사실들│매듭이 많을수록 튼튼한 이론│칼 세이건과 욕실의 유니콘│방법과 내용│공통점과 차이점

제11장 거인의 어깨 위에서
자기기만과 속임수 사이│함께하면 덜 어리석어진다│과학과 군집 지능│한 사람의 머리에 다 들어가지 않는 생각

제12장 똑똑한 사람도 헛소리를 한다
전문가 문제│바람직하지 않은 타협│과학은 각개전투가 아니다│노벨상병

제13장 감으로 하는 과학
지나치게 이성적인 것은 비이성적이다│사실과 진실은 다를 수도 있다│종교와 신화│과학은 무엇을 위해 존재하는가?│우리 모두가 과학이다

감사의 말
옮긴이의 말
참고문헌