맨발의 엔지니어들

프롤로그_ 보이지 않는 다리

1장 섞기와 짝짓기 규칙을 파괴하다
대포 설계를 둘러싼 18세기 별들의 전쟁 | 구조, 제약조건, 트레이드오프 | 인간은 발견자이기 전에 도구 제작자 | 공학자가 된 힌두교도 | 장식을 없애고 민첩성을 높이다

2장 최적화하기 완벽한 모델은 없다
스톡홀름 시 교통체증을 해소한 IBM 엔지니어들 | 수용 가능한 해법에 접근한다 | 숫자로 전국을 통제하는 우편번호 | 더 나은 정보를 제공하는 구글 지도 | 경제와 인간 생리를 접목하다 | 가격 차별화가 행동을 유도한다

3장 효율과 신뢰성 높이기 관점을 전환하다
셀프 서비스 시대가 탄생했다 | 현금자동입출금기와 비행기의 공통점 | 도요타생산방식의 핵심 아이디어 전달자 | 그들이 벨트와 멜빵을 모두 매는 이유

4장 표준화하기 새로운 지식 체계를 낳다
안전벨트와 자동차 충돌 안전성 실험 | 페니실린 대량생산에 성공한 마거릿 허친슨 | 언어처럼 제품에도 문법이 필요하다 | 각색하고 개선하고 응용하기

5장 제약조건 적용하기 해법을 찾아 나서다
지역마다 다른 시간 체계 | 공학자가 된 승려와의 만남 | 24시간 체계의 도입 | 갠지스 강을 오염시키는 장례 문화 | 기술만으론 원하는 결과를 얻을 수 없다 | 제약조건이 진화 방향을 결정한다 | 공중보건과 인간 행동의 상관관계 | 대를 잇는 공학적 사고

6장 교차하기와 개작하기 상식을 자극하다
백주 대낮에 쇼핑몰에서 납치당한 소녀 | GPS 기술과 911 시스템의 결합 | 합의의 예술 vs 트레이드오프의 예술 | 공감하기와 체계화하기

7장 시제품화하기 보이지 않는 것을 추구하다
아날로그 세계에서 일어난 디지털의 반란 | 일시성과 내구성의 경계 | 준비되지 않은 디지털 혁명 | 2012년 런던올림픽 개막식 구조물 설계 | 시제품에 의존하는 이유 | 스티브 새슨과 마틴 쿠퍼의 만남

8장 타인에게 배우기 아이디어가 사람들을 가른다
일회용 기저귀와 플라스틱 케첩 용기 | 최종 사용자와 함께 설계하기 | 고객의 습관 이해하기 | 분석의 덫 뛰어넘기 | 8세기 발리인들의 해충 방지 전략 | 문화는 기술 성공의 핵심 변수

에필로그_ 히치콕 영화 속에 담긴 공학 기술
옮긴이의 말_ 과학도에서 공학도로 변신한 내게 최적화란?

서로 다른 상황에서 발상이 이루어졌고 각기 다른 중압감에 따라 독립적으로 설계되었지만, 데이비스 콜린스의 스캐너 기술과 조지 라우러의 세계상품코드는 궁극적으로 바코드라는 시스템으로 융합될 수 있었다. 이 기막힌 조합 덕에 유통의 신기원이 열렸고 현대적인 공급망관리 시스템이 자리 잡았다. 바코드를 사용하면서 이전에는 상상하기 어려웠던 새롭고 놀라운 응용이 가능해졌고, 지금은 그로 인한 혜택들을 당연시할 정도에 이르렀다. 캘리포니아의 아보카도에서 에콰도르의 바나나에 이르기까지 상하기 쉬운 식품들은 죄다 ‘절대 상할 리 없는’ 바코드 인식표가 부착되어 있다. 콜린스와 라우러 같은 엔지니어가 체계적인 방식으로 문제를 기회로 바꾸었기에 가능한 일이다. 그들의 발명 과정은 신중하고 엄정했으며, 자유롭게 해법을 구상했지만 언제나 현실에 발붙이고 있었다. 그들에게 오류, 고장 그리고 그것을 고치면서 배우는 과정은 최초 아이디어만큼 중요했다.

제약조건은 그리보발과 늘 함께하는 친구 같았다. 전쟁의 승리라는 기념비적 성과를 거둬야 했던 그에게는 절대적으로 효과적인 해법이 필요했다. 갈릴레오와 뉴턴 같은 자연철학자들에게 탄도학 연구는 전적으로 자신들의 지적 능력 안에서 수학으로 하는 체력 단련과 같았다고 켄 올더는 비유한다. “그들에게 수학은 기술의 수단이었다. 즉 수학은 특정 변수의 변화가 다른 관련 변수에 얼마나 영향을 미치는지를 계량화하는 방식이었다”라고 올더는 설명한다. “수학은 종종 엔지니어가 인과관계에 대한 진정한 설명을 회피할 수 있도록 해주었다.”
지식을 구체적인 용도에 적용할 필요가 많지 않은 사람들과 달리, 그리보발은 자신의 포탄 발사체를 개선하는 동안 바람과 공기의 저항이라는 현실적 어려움을 극복해야 했다. 그는 대포의 모듈들을 분해하고 재조립하는 파라미터 변이라는 방법을 이용하여 제조 시스템의 강점과 약점을 평가하고 대포의 성능 개선 효과를 가늠했다. 그가 만든 화포는 예측한 대로 정밀하게 발사되어야 했다. 대포란 모름지기 그래야 했으니까 말이다. 결국 그리보발은 자신을 둘러싼 상황에 따라 설계 방향을 결정해야 했다. 대포의 기동성을 개선하는 것이 더 많은 병력을 동원하여 대포를 발사하도록 하는 것보다 더 중요할까? 대포의 명중률을 떨어뜨리지 않으면서도 대포의 무게를 추가로 줄일 수 없을까? 그리보발은 대포에 부착된 불필요한 장식을 제거했다. 민첩성이 겉치장보다 더 중요했기 때문이다. 그가 신중하게 결정한 트레이드오프, 즉 장식을 없애고 민첩성을 높인 것은 파라미터 변이와 꾸준한 실험을 통해 더 나은 대포를 제조하고 수송하는 능력을 극적으로 개선했다.

톰 피터스는 삶의 다양한 경로에서 발견한 여러 아이디어들을 발전시키고 결합하여 실용적인 해법으로 변환하는 일련의 질서정연한 과정을 일컬어 ‘매트리스적 사고(matrix thinking)’라고 불렀다. 매트리스적 사고는 가상의 매트릭스에서 행, 열 그리고 대각선을 가로질러 아이디어들을 이리저리 이동시키는 사고의 유형을 말한다. 토머스 에디슨은 매트리스적 사고를 활용하는 방법에 있어 타의추종을 불허했다. 비록 매트리스적 사고라는 용어는 알지 못했겠지만, 끊임없이 새로운 기회를 추구하는 그에게 매트리스적 사고는 강력한 영향을 미쳤다. 에디슨의 발명 과정을 연구한 기술사학자 버나드 칼슨은 에디슨의 스케치를 분석하는 작업이 악몽 같았다고 털어놓았다. 예를 들어 전화기를 개발하면서도 에디슨은 어떤 그림에도 주석을 달아놓지 않았다.
혼돈 속에서 의미를 발견하기 위해 칼슨은 고생물학자들이 사용하는 접근방식을 채택했다. 에디슨의 스케치를 화석처럼 취급했던 것이다. 그는 연결 지점과의 유사성을 찾기 위해 에디슨의 특허와 제품 포트폴리오를 모두 살폈다. 에디슨만의 독특한 사고법을 묘사할 일반적인 정신 모델에 도달하기를 간절히 희망하면서 말이다. 에디슨은 한 번에 한 가지 제품이 아니라 동시에 다섯 가지 제품에 접근했던 것이 분명하다고 칼슨은 생각했다. 단적인 예로, 에디슨은 자기장 내에서 전도체를 활성화시키기 위해 음파를 사용하여 전류의 흐름을 자극하고자 했다. 그 작업 과정에서 에디슨은 아이디어와 도구를 교차하여 사용하는 탁월한 능력을 보여주었다. 변이를 가하여 선택되는 여러 진화적인 과정들 간에 협력이 일어나도록 한 것이다. 이것은 그리보발이 사용한 파라미터 변이와 유사한 개념이다. “이런 교차는 식물 육종가들 사이에서 쓰이는 접붙이기와 무척 유사했다. 에디슨의 경우, 연구를 지속하던 중에 그런 접붙이기가 전화기의 성능을 크게 개선시킨 원동력이 되었다”라고 칼슨은 지적한다.