？ ‘발견의 과학’에서 ‘발명의 과학’으로
발명(發明)의 사전적 의미는 아직까지 없던 기술이나 물건을 새로 생각하여 만들어낸다는 뜻이다. 발견(發見)은 미처 찾아내지 못하였거나 아직 알려지지 아니한 사물이나 현상, 사실 따위를 찾아내는 것을 말한다.
《과학에 더 가까이, 탐험》은 과학의 발견에 관한 책이다. 호기심을 가지고 오지와 미지의 세계를 누빈 탐험가와 과학자의 이야기가 있다. 미지의 땅으로의 모험에서, 지도 없는 바다에서, 우주 탐사에서 그들의 여정은 위대한 자연과 과학, 그리고 우주의 신비를 하나씩 찾아내어 발명의 과학으로 이어지게 한다.
“내가 더 멀리까지 볼 수 있었던 것은 거인들의 어깨 위에 서 있었기 때문이다.” 아이작 뉴턴의 그 유명한 말처럼 과학적 돌파구가 아주 사소한 아이디어로부터 나올 수 있다고는 해도, 우리 지식의 패러다임이 전환되기 전에 수년에 걸친 관찰과 실험이 있게 마련이다. 예를 들어 찰스 다윈의 비글호 항해가 생물종이 어떻게 진화했는지에 관한 아이디어의 씨앗을 뿌렸지만, 모든 증거를 다 합쳐서 자연선택에 의한 진화론을 출간하기까지는 수년이 걸렸다. 또한 실제로 과학적 돌파구가 종종 실험실에서 나온다고는 해도 가끔은 최후의 변경까지 나아가 물리적으로 미지의 세계를 탐험해야만 획기적인 발견을 하거나 입증을 할 수 있다.


？ 땅 위에서 물속에서 저 먼 우주에서 찾은 과학과 모험의 불가분한 관계
인류의 초기 조상은 아마도 거의 200만 년 전쯤부터 아프리카에서 이주하기 시작했을 것이다. 육상으로 아라비아 반도를 거쳐 유라시아의 넓은 육괴(陸塊)로 들어서서 그들은 전세계로 퍼졌다. 혹독한 빙하기조차 더 나은 삶과 정착할 새로운 땅을 찾는 이 호기심 많은 이주자들을 막지 못했다. 수천 년이 지난 지금도 여전히 용감무쌍한 탐험가들은 우리 행성 구석구석에 관해 더 많은 것을 배우고 싶어서 사방으로 발견 여행을 다니고 있다.
우주에서 바라보면 지구 표면의 약 71퍼센트가 물로 덮여 있으며, 수 세기 동안 인간은 대양을 탐험하러 나섰다. 초기에는 해양 크로노미터 같은 발명품들이 미지의 바다를 탐험하는 것을 도와주었다. 해로가 열리며 과학 탐사는 비글호를 탄 다윈의 여행 같은 항해 덕에 더 넓어졌다. 오늘날 연구자들은 지구의 연약한 생태계를 보호하기 위해 지구의 바다와 기후를 더 잘 이해하려고 항해한다.
우리는 근해에 관해서는 꽤 많은 것을 알지만 심해에 관해서는 아는 것이 훨씬 적다. 역사상 아주 용감한 몇 명만이 기괴한 심해 괴물들이 있는 음울한 해저 세계를 탐험해보았다. 1934년에 철제 잠수구가 해수면 아래로 923미터를 들어갔다. 그 후 1960년에 트리에스테 잠수정이 바다에서 가장 깊은 챌린저 해연으로 11킬로미터를 잠수했다. 이런 사건들과 비슷한 탐사들 덕분에 이전의 세계기록이 깨지고 파도 아래 깊은 곳의 해양 생명체에 관한 훌륭한 지식을 얻게 되었다.
우리의 이웃 천체들에 관해서 대단히 많은 것을 알기 때문에 그것들이 얼마나 멀리 있는지 잊어버리기 십상이다. 가장 가까이 다가왔을 때에도 달은 지구에서 363,104킬로미터 떨어져 있었다. 1957년 스푸트니크 1호의 발사 이래로 인간은 우주로 수천 대의 우주선을 보냈고, 태양계와 그 너머에 관한 지식을 혁신했다. 최초의 달 착륙 같은 상징적인 임무들이 뉴스 머리기사를 장식했으나 덜 알려진 다른 탐사들 역시 우리의 우주 이웃들에 관한 흥미로운 식견을 제공했다.

… 생명이 화성을 포함해서 다른 행성에도 존재할 가능성에 대해 최초로 논의한 앨프리드 러셀 월리스·아인슈타인이 옳음을 입증한 아서 에딩턴·지구가 둥글다는 것을 입증한 페르디난드 마젤란·바다에서 가장 깊은 지역을 비교적 정확하게 측정해낸 최초의 해양학 탐사, 챌린저호의 1,000일 항해·1억 8천만 년에 걸친 공룡 지배의 종말을 고한 6,600만 년 전의 소행성 충돌 현장, 칙술루브 충돌구·지구상에서 가장 지진 활동이 많고 수많은 격렬한 대규모 지진의 근원지, 난카이 해구·1961년 4월 12일 우주에 나간 최초의 인간, 유리 가가린·지구와 가장 비슷한 행성, 케플러-186f와 케플러-62f·태양계에서 미래의 ‘금광’이 될 수 있는 수성 …


？ 우리에게 숙제로 남아 있는 미래, 미지의 세계로의 진출
종종 우리는 여기 지구상의 대양보다 우주에 관해 더 많은 걸 안다는 말을 한다. 지난 수십 년 동안 우리는 우리 태양계에 있는 수많은 놀라운 세계들을 탐험했지만, 우리 바다의 가장 깊은 곳에 들어간 사람은 몇 명 안 된다. 인간이 사방팔방으로 탐사를 해왔지만 여전히 아직 탐험해보지 못한 땅, 심해, 우주의 구석 지역들이 남아 있다. 이런 까다로운 지역과 수수께끼 같은 바다, 낯선 세계를 상대해야만 우리가 어디서 왔고 우리 미래를 어떻게 이끌어가야 할지 더 많이 알아낼 수 있다.
전문가들은 전세계 지표의 83퍼센트가 인간에 의해 어떤 식으로든 변화했다고 추정하지만, 파푸아뉴기니 일부나 파나마와 콜롬비아 사이에 있는 험난한 오지인 다리엔 갭처럼 사람들이 별로 탐험하지 못해서 과학적 발견에 적합한 지역이 아직도 남아 있다. 동굴부터 산맥, 바다 깊은 곳부터 우주 외곽에 이르기까지 수많은 지역이 인간의 손이 닿지 않는 편이 더 나을 때도 있다. 하지만 여기에는 섬세한 균형이 필요하다. 과학 탐색을 통해서만, 인간과 다른 종은 현재 이 지구에 분풀이를 하고 있는 환경의 공격에서 살아남을 수 있기 때문이다.

(75쪽) 팀원 중 한 명의 동상에 걸린 발가락은 이미 작은 주머니칼로 잘라버렸다. 프리츠 뢰베였다. 영하 60도의 기온에 굶주림과 엄청난 피로는 알프레트 베게너와 그의 팀을 힘겹게 만들고 있다. 그들이 오는 길에 아주 신중하게 박아놓은 문명으로 돌아가는 길 표지들은 이제 모두 새로 내린 눈 속에 깊이 묻혔다. 절망감에 사로잡힌 베게너와 또 다른 팀원인 라스무스 빌룸 센은 다른 사람들과 갈라져서 다음 캠프를 향해서 계속해서 나아간다. 하지만 그들의 살아 있는 모습은 다시 볼 수가 없었다. 베게너는 아마도 심장마비로 죽었을 것이다. 그의 시체를 묻고 스키로 무덤 표시를 한 후에 빌룸센은 계속해서 전진했다. 하지만 그는 캠프까지 가지 못했다. 베게너의 시체는 나중에 발견되었지만 빌룸센의 시체는 발견되지 않았다.

(109쪽) 운석은 크게 세 가지 종류가 있다. 대부분 규산염 광물로 이루어진 석질운석, 금속과 규산염 결정이 비슷한 양으로 된 석철운석, 대부분 금속으로 이루어진 철질운석이다. 지금 우리는 철질 핵에 대해서 더 알아내기 위해서 지구 중심부로 들어가지 못한다. 그래서 철질운석이 귀중하다. 우리 행성 안에 있는 것이 어떤 특성을 가졌고 초기 태양계에 행성이 몇 개나 있었는지에 관한 아이디어를 주기 때문이다.
눌라보는 대단히 건조한 기후라 어떤 철질운석도 부식되지 않기 때문에 좋은 사냥터다. 게다가 어떤 석질운석도 더 습한 기후에 떨어졌을 때처럼 부패하지 않는다. 또한 눌라보는 고대에 만들어진 사막이기 때문에 수백만 년 동안 퇴적되며 운석을 보존해왔다.

(139쪽) 플라톤의 제자 중 한 명이었던 아리스토텔레스가 둥근 지구에 대한 과학적 근거를 처음 제안한 사람이었다. 밤하늘을 보면서 그는 여행자들이 남쪽으로 내려가면 밤하늘에 뜨는 별자리가 여행자의 위치에 따라 달라진다는 사실을 알아냈다. 북반구에 있는 별자리는 남반구에 있는 것과는 달랐다. 지구가 평평하다면 온 세상에서 동시에 똑같은 별을 보아야 했다. 아리스토텔레스는 또한 월식 때 달에 비치는 지구 그림자가 원형이라는 것을 확인했다. 이것은 우리가 사는 행성에 대한 지식에 있어서 혁명이었다. 하지만 수백 년이 더 지나서야 누군가가 실제로 지구를 한 바퀴 돌아보았다.

(169쪽) 걸어 다니는 고래. 다윈이 1859년 《종의 기원》 초판을 썼을 때 그는 자연선택이 물에서 곤충을 잡는 곰 같은 육상 포유류가 결국에 고래로 진화하게 만들었을 수도 있다는 장을 넣었다. 하지만 그의 생각은 당시의 지배적 과학계에서 조롱받았다. 그래서 그는 다음 판에서 그 장을 삭제했다. 사실 그가 진실에서 그리 멀리 떨어진 것도 아니었다. 고래는 실제로 사족보행 육상동물에서 진화한 것이다. 물론 곰은 아니지만 말이다. 그들의 조상은 실제로 인도휴스라는 동물로 작은 사슴과 좀 비슷하게 생겼고 물에서 하마처럼 헤엄을 쳤던 것으로 추정된다.
수백만 년 동안 진화하면서 고래의 조상은 차츰 육지를 걸어 다니는 능력을 잃었다. 앞다리가 지느러미발로 진화하고 뒷다리는 사라졌으며 꼬리가 갈라지게 되었다. (현대의 고래목은 여전히 골반의 흔적을 갖고 있고 일부는 상당히 자주 뒷다리가 있던 자리에 기묘한 모양의 돌출부를 가진 채로 태어난다.)

(185쪽) 원정에서 수집한 쓰레기는 거의 다 플라스틱이었다. 우리는 지금플라스틱 시대에 살고 있다. 과학자들은 언젠가 우리 후손들이 지질학 기록을 살펴보고, 특정 종의 화석층이나 철이나 청동으로 만들어진 장신구가 아니라 플라스틱 층을 찾게 될까 봐 걱정한다.
실제로도 꽤 불안하다. 전문가들은 최소한 8백만 톤의 플라스틱이 매년 세계 바다에 버려진다고 추정한다. 최근에 마리아나 해구(태평양 서부에 위치한 세계에서 가장 깊은 자연 해구. ‘심연 속으로’ 장을 볼것) 깊은 곳에서 비닐봉지가 떠다니는 것이 목격되었다. 북극의 해빙 속에 1조 개의 플라스틱이 갇혀 있다고 여겨진다. 160만 제곱킬로미터 넓이에 달하는 태평양 한가운데의 소용돌이 속에 어마어마한 양의 플라스틱이 빙빙 돌고 있다. 그 때문에 이곳은 태평양 거대 쓰레기 지대라고 명명되었다.

(245쪽) 공룡 디노는 점심거리로부터 고개를 들 때만 해도 그날이 끔찍한 날이 될 줄은 전혀 짐작도 하지 못한다. 사실 끔찍한 수년 중 끔찍한 하루일 뿐이다. 그의 눈이 하늘을 가르는 불타는 공들을 따라간다. 대부분의 소행성들은 지구 대기를 지나치며 타버리지만, 이 우주의 돌덩이는 지름 10킬로미터로 거대하고 초속 20킬로미터로 현대의 유카탄을 향해 떨어지다가 요란한 쾅 소리를 내며 해안선에 부딪힌다. 그 충격은 히로시마 원폭 힘의 100억 배의 효과를 낳는다.

(284쪽) 가가린의 유산과 그의 놀라운 임무는 전 소비에트연방뿐만 아니라 모든 곳에서 이어지고 있다. 미국의 아폴로 11호 우주비행사 닐암스트롱과 버즈 올드린은 가가린과 코마로프, 그리고 우주 경쟁에서 목숨을 잃은 다른 비행사들을 기리며 달 표면에 메달을 놔두었고, 4월 12일은 국제유인우주비행의 날이자 ‘유리의 밤’, 두 가지 모두로 기념된다. 하지만 가장 기묘하면서도 감동적인 헌사는 수년 전 가가린의 로켓이 발사되었던 카자흐스탄의 바이코누르 우주기지로 미국과 러시아의 우주비행사들 모두가 여전히 찾아간다는 것이다. 가가린 자신의 비행 전 행동을 따라 하기 위해서 많은 우주 여행자가 차에서 잠깐 내려서 오른쪽 뒷바퀴에 소변을 보는 것으로 유명하다. 아마도 별을 향해 자신들의 여행을 떠나려고 벨트를 맬 때 가가린의 행운이 자신에게도 내리기를 바라는 것이리라.

(356쪽) 누가 우주에서 가장 오랜 시간을 보냈을까? 스콧 켈리가 미국 우주비행사로서 우주에서 연속으로 보낸 시간의 최고 기록을 갖고 있긴 하지만, 세계 기록은 1994년부터 1995년까지 미르 우주정거장에서 438일을 연속으로 있었던 러시아의 발레리 폴랴코프가 갖고 있다. 나사의 우주비행사 페기 윗슨은 2016년부터 2017년까지 289일을 있었고, 전체 경력에서 우주에서 보낸 시간이 총 665일이 됨으로써 연속일수의 여성 기록과 누적일수의 미국 기록을 갖게 되었다. 우주에서 보낸 총 시간의 남성 기록은 534일이고, 제프리 윌리엄스 비행사가 가졌다. 러시아의 우주비행사 겐나디 파달카는 5번의 임무를 수행하며 우주에서 총 879일이라는 엄청난 시간을 보내 세계기록을 보유했다. 켈리와 코르니엔코의 누적 총 시간은 각각 520일과 516일이다.

(380쪽) 1859년 9월에 역사상 최악의 폭풍우가 불었다. 하지만 이것은 메가 허리케인은 아니었다. 우주의 태양폭풍이었다. 영국의 천문학자 리처드 캐링턴은 맑은 날 늘 하던 일을 하던 중이었다. 그것은 편안한 자신의 개인 관측실에서 망원경을 통해 태양을 바라보며 눈에 보이는 흑점을 솜씨 좋게 그리는 일이었다. 그런데 갑자기 흑점 위로 두 개의 하얀빛이 번쩍이더니 콩팥 모양으로 부풀었다. 그러다가 약 5분의 시간에 걸쳐서 서서히 사라졌다. 다음 날 새벽에 여러 가지 색의 빛이 전세계에서 하늘을 빨간색, 초록색, 보라색으로 물들였다. 심지어는 적도처럼 한참 남쪽 지역까지도 그랬다. 이 반짝이는 오로라가 자신이 태양에서 목격한 태양의 플레어 때문이라는 것을 처음으로 깨달은 사람이 바로 캐링턴이었다. 태양폭풍은 대단히 격렬해서 오로라가 생성시킨 전류가 전보 기계에 전기가 튀게 만들거나 심지어 불이 나게 만 들기도 했다.

(428쪽) 지구온난화가 몹시 악화되어 지구에 무슨 일이 생길지 대충 알고 싶다면 금성을 보는 게 딱 좋을 것이다. 과학자들은 행성이 30억 년에서 40억 년 전에 ‘온실효과 폭주’라고 하는 것을 겪었을 것이라고 생각한다. 행성이 태양으로부터 우주로 다시 방출할 수 있는 것 이상의 에너지를 흡수하면 점점 더 뜨거워지다가 결국 행성의 바다가 끓어오른다. 46억 년 전쯤 태양계가 형성된 직후에는 암석형 행성인 금성, 지구, 화성에 모두 아마 물이 있었을 것이다. 하지만 시간이 흐르며 지구는 생명체들의 낙원이 된 반면에 금성은 지옥으로 변화했다.

·들어가는 말

Part 1. 미지의 땅으로의 모험
생명체의 분류 | 지구의 모양을 입증한 원정 | 호기심의 방 | 몽블랑: 최초의 등정 | 최초의 환경주의자 | 대륙 분수령 건너기 | 아마존으로 | 다윈의 적수 | 파스퇴르가 파스퇴르법을 개발하다 | 모험가 화가 | 현대 극지 탐험의 아버지 | 페티코트를 입은 탐험가 | 지구를 움직인 남자 | 우주선의 발견 | 세계 최악의 여행 | 아인슈타인이 옳음을 입증하다 | 사랑스러운 나비 수집가 | 다리엔 갭 건너기 | 운석 사냥꾼 | 지하의 잃어버린 세계 | 가장 추운 여행 | 익스트림 에베레스트 | 수정 동굴

Part 2. 지도 없는 바다
아메리카는 어떻게 그 이름을 얻게 되었나 | 지구가 둥글다는 것을 입증하다 | 식물 수집가 해적 | 떠 있는 실험실 | 북부 대탐험 | 쿡 선장의 비밀 임무 | 비글호에 타다 | 자북극을 찾아서 | 범세계 통신의 새로운 시대 | 최초의 해양학 탐사 | 플라스틱 행성 | 네스 호의 괴물 사냥 | 난파선 인듀어런스호 찾기 | 북극 얼음에 갇히다

Part 3. 바다의 깊이
잠수구 | 판구조의 발견 | 북극 아래로 잠수하기 | 심연 속으로 | 멕시코 만류 타기 | 타이태닉호 찾기 | 80대의 해저 탐사자 | 공룡이 죽던 날 | 심해 채굴 | 프로젝트 모홀 | 약광층(弱光層)으로 | 생물 탐사 | 지진대로 뚫고 들어가기

Part 4. 우주 탐사 임무
스푸트니크 1호 | 우주에 나간 최초의 인간 | 최초의 우주유영 | 달에 선 인간 | 보이저 2호 | 우주왕복선 | 허블 우주망원경 | 새로운 고향 찾기 | 혜성에 착륙하다 | 뉴허라이즌스호 | 돈호 탐사 임무 | 심우주 지도화하기 | 화성 탐사 | 우주에서의 1년 | 소행성 표본 탐사 임무 | 주노: 목성 탐사 임무 | 고리 행성 탐사 | 태양 탐사 임무 | 제다이 탐사 임무

Part 5. 미래의 모험
남극 아래 있는 것 | 세월이 잊은 땅 | 함몰지에서 수영하기 | 소행성 충돌 프로젝트 | 유로파 탐사 | 하늘의 눈 | 화성으로의 유인 탐사 임무 | 수성 채굴 | 달 기지 | 지옥으로의 탐사 임무 | 새로운 황금광 시대

·감사의 말
·도판 및 사진 저작권
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