요즘은 대부분의 여가시간을 롤 시청 + 약간의 게임 정도로 채우고 있지만, 한때는 교양과학서를 많이 읽었습니다. 흔한 문과생1로서 과학에 큰 흥미가 없었지만, 대학생 시절 교양과목으로 들었던 "우주의 이해"(너무 오래전 일이라 과목명은 정확히 기억나지 않습니다)라는 과목을 들으면서, 과학에 큰 흥미를 갖게 되어 교양과학서를 한권씩 읽게 되었습니다. 코로나 시대, 집콕이 강제되는 상황에서, 어차피 집콕하던 분들에게 시간을 내어 교양과학서 한번 읽어보시길 권합니다. 저는 과학책을 대충 네 부류로 생각합니다.

1. 사이비과학책

널리 알려진 "물은 답을 알고 있다"와 같은 사이비과학책이 있습니다. 잘못된 과학적 지식을 담고 있는 책으로, 사회적 해악이 크고, 잘못된 과학지식을 전파하는 나쁜 놈들입니다. 사실 "물은 답을 알고 있다"는 극단적인 사례이고, 정상과학과 사이비과학을 섞어놓은 혼종이 더 많습니다. 정상과학의 정수로 불리는 상대성이론이나 양자역학은 우리가 경험하는 일상과는 동떨어진 내용을 담고 있습니다. 따라서 이들 이론을 소개하는 척하다가, 과학적 결론에 대한 과잉 해석과 신비화를 통해 무의미한 불가지론을 설파하거나, 우주와 삶에 신비한 종교적 속성을 불어넣는 책들이 있습니다. 불가지론이나 종교가 나쁘다는게 아니라, 과학을 과잉해석하고 신비화한다는 것이 잘못되었다는 것이죠. 확실한 것은 상대성 이론이든, 양자역학이든 수학적으로 계산가능한 모형을 만들고, 이를 실험결과 비교해 이론의 타당성을 검증하고 있습니다. 양자역학도 "확률적"으로 예측을 하고 검증을 하고 있다는 점에서 고전역학과 기본구조는 동일합니다.


2. 서론만 그럴듯 한 책

과학이론은 어렵습니다. 하지만 현대사회에 큰 영향을 주고 있기도 하죠. 그래서 많은 사람들이 알고 싶어하고, 그런 사람들의 호기심을 충족시키기 위해 다양한 종류의 교양과학서가 나오는 것이겠죠. 교양과학서의 서론은 비슷하게 시작하는 경우가 많습니다. "친구들과 대화해 보면 과학을 너무 어려워 한다. 그러나 현대인으로서 과학을 이해하는 것은 매우 중요하다. 그래서 나는 이 책에서 일반인이 쉽게 이해할 수 있도록 최대한 수식없이 과학이론을 설명해보겠다." 대충 이런 식입니다. 그런데 어떤 책은 이 과제를 충실히 해결한 반면, 많은 책들은 서론만 그럴듯하게 써놓을 뿐 과제해결에 실패합니다. 서론만 그럴듯 한 책은 놀랍게도 책의 흐름이 비슷합니다. 초반에 아인슈타인과 같은 천재를 몇 명 골라 그들의 일생과 재미있는 에피소드를 살포시 써 놓습니다. 그건 좋습니다. 그런데 본론이 되어야 할 중반부에 갑자기 난이도가 확 오릅니다. 비유를 통해 해설하는 척하다가, 갑자기 대학전공서 뒷부분에나 나올 것 같은 과학이론의 결론으로 점프합니다. 왜 이런 일이 발생하는지 대충 짐작이 됩니다. 그 책을 쓴 저자들은 "수학"이라는 과정을 통해 과학이론의 결론에 도달했지만, 수학을 쓰지 않기로 약속했기 때문에 우리에게 보여지는 것은 중간과정을 뛰어넘은 결론밖에 없고, 일반인은 당연히 이해할 수 없습니다.


3. 에피소드 위주의 책

혹시 대중적인 과학저술가 사이먼 싱이 쓴 "페르마의 마지막 정리"라는 책을 읽어보셨나요? 수학사의 난제로 꼽히는 페르마의 정리를 증명한 앤드류 와일즈에 관한 책입니다. 그런데 이 책을 읽어도 증명법의 내용에 대해서는 알 수 없습니다. 사실 앤드류 와일즈의 증명법은 고등수학적 방법을 사용한 것이므로 일반인이 이해하기가 어렵습니다. 그래서 저자는 처음부터 증명법을 소개하기 보다는 앤드류 와일즈의 일생과, 페르마의 마지막 정리에 얽힌 역사적 에피소드, 그리고 일반인이 이해할 수 있는 간단한 수학적 지식을 소개하는 전략을 취한 것 같습니다. 저는 이런 책은 싫어하지 않습니다. 제목 자체는 좀 과하기는 하지만(누구나 이 책 제목을 보면, 당연히 페르마 정리에 관한 증명법을 소개한다고 생각하지 않겠습니까?) 간단한 과학의 역사도 알 수 있고, 재미도 있고, 중간중간 관련되는 "쉬운" 과학지식도 소개하고 있으니까요.


4. 정통 교양과학서

네. 마지막으로 정통 교양과학서가 있습니다. 정통 교양과학서의 핵심은 "일반인이 이해할 수 있는 범위"에서 "중간과정을 건너 뛰지 않고" 과학이론을 해설하고 있다는 점입니다. 중간과정을 건너 뛰지 않다보니 책을 이해하는데 시간도 많이 걸리고, 인내심을 요하기도 합니다. 그리고 이해하기 위해서 잠시 책을 덮고 생각할 시간도 필요하고요. 정통 교양과학서의 대표작은 브라이언 그린의 과학책 시리즈 입니다. "엘러건트 유니버스", "우주의 구주", "멀티 유니버스" 등이 유명하지요. 브라이언 그린의 책 중에는 개인적으로 "우주의 구조"가 제일 좋았습니다. 상대성이론과 양자역학에 대해 정말 "중간과정 없이", "일반인이 이해할 수 있도록" 설명해 줍니다. 그리고 미치오 카쿠나 사이먼 싱, 매트 리들리, 빌 브라이슨(?)도 유명한 대중 과학저술가네요.

이 글을 쓴 목적은 책 한권을 추천하고 싶어서였습니다. 제가 추천하는 정통 교양과학서는 "(호프스태터가 서문을 쓰고 개정한) 괴델의 증명"입니다. "괴델의 증명"에 대해 들어보신 분도 많이 있으시겠죠. 이 수학적 증명은 인공지능 시대에 많이 인용되는 수학이론입니다. 그런데 좀 이상하게 인용되고 있습니다. 강인공지능이 불가능하고, 인간에게는 수학적 알고리즘을 벗어난 이해능력이 있다는 식으로 인용됩니다. 그런데 괴델의 증명은 철저히 수학적 방법만을 사용해 증명된 수식입니다. 수학적 방법만을 사용해 증명된 수학이론이, 수학적 알고리즘의 한계를 말해준다는 것이 참 역설적이죠. 이 역설을 알고싶다면 괴델의 증명을 수학적으로 어떻게 증명하는지 아는 것이 최선입니다.

저 책은 100페이지 남짓이고, 문과 고등학교 정도의 수학지식이 있으면 그 증명을 이해할 수 있도록 서술되어 있습니다. 물론 책을 이해하기 위한 시간은 많이 걸리긴 합니다. 하지만 이 책이 서술을 찬찬히 따라가는 것은 정말 재미있는 지적 모험이 될 것입니다. 실생활에서 아무짝에도 쓸모없고, 사람들하고 대화주제로도 쓸 수 없는 "괴델의 증명"을 이해하기 위해 시간을 낭비해 볼 것을 권유드립니다.