통합하고 통찰하는 통통한 과학책 2

V. 원자 : 세상의 모든 것은 원자로 되어 있다 13
1. 원소에서 빛이 나오다 17
햇빛이 들지 않는 파리•라듐의 색깔이 아름다웠으면•방사능은 무엇일까?
2. 원소들 사이에 질서가 있다 27
물질 분열시키기•데이비의 전기 분해와 돌턴의 원자 모형
아보가드로의 분자•분광학, 원자의 빛•주기율의 수수께끼가 풀리다
3. 원자를 쪼개다 53
당신이 원자를 본 적이 있어?•알파 입자의 산란 현상은 악마 같다
방사능은 원소 변환이다•헨리 모즐리의 원자 번호
이상하고 요상한 양자의 세계
4. 원자에서 핵에너지를 꺼내다 78
인공적으로 핵분열시키기•우왕좌왕 핵폭탄 만들기•세상의 파괴자가 되다

VI. 빅뱅 : 우주의 기원을 탐구한다는 것의 의미 91
1. 별을 보다 95
세페이드 변광성과 사진 기술•여성 계산원, 헨리에타 레빗
빛, 우주에서 온 메신저•태양의 구성 성분은 무엇일까?
2. 은하를 보다 112
안드로메다는 성운일까, 은하일까?•아인슈타인과 르메트르의 논쟁
우주는 팽창한다
3. 빅뱅을 보다 127
우주가 5분 만에 만들어졌어•가모브와 호일의 논쟁•우주 배경 복사의 관측
4. 우주의 소리를 보다 144
코비 위성이 찾아낸 빅뱅의 얼굴•허블 망원경과 더블유맵
우주의 이야기는 우리의 이야기•시작이 있으면 끝이 있다

VII. 유전자 : 생물의 특성은 어떻게 전해지는 것일까? 161
1. 유전은 운명이다 165
우생학의 그림자•수수께끼 중의 수수께끼•수도사 멘델의 정원
2. 초파리가 유전학을 세우다 178
돌연변이와 염색체의 등장•파리방(Fly Room)으로 오세요
초파리 유전자 지도를 그리다•진화론과 유전학이 만나다
3. DNA 구조를 보다 194
세균의 형질 전환•누가 추측이나 할 수 있었겠어?
한 명의 여성 과학자와 세 명의 과학자•복제, 정보, 변이
4. 인간 유전체를 알다 210
유전자에서 단백질로•필요한 단백질만 만든다•재조합 DNA 기술
이제 인류가 연구할 대상은 인간이다

VIII. 지능 : 왜 인간일까? 231
1. 마음은 뇌의 활동이다 235
놀라운 가설•위대한 뇌과학자, 카할•신경 세포가 말하다
2. 기억, 감정, 공감 248
기억 저장의 분자적 메커니즘•감정은 가치 판단 능력이다
거울 신경 세포와 공감 능력
3. 인공지능의 역사 263
튜링 기계의 탄생•기계는 생각할 수 있을까?•기계가 자율 학습을 한다고?
4. 인공지능 시대에 우리가 해야 할 일 279
‘지능을 가졌다’는 것은 무슨 뜻일까?•사회적 지능과 메타인지
인공지능의 역습에 어떻게 대처할 것인가
더 읽어 볼 책 & 참고 문헌 291

유독 마리 퀴리만 베크렐의 우라늄 방사선에 관심을 가졌어. 그녀는 방사선을 방출하는 다른 원소가 있는지 찾아보기로 결심했어. 퀴리 부부는 그때까지 알려진 70가지 원소를 대상으로 체계적인 조사에 착수했지. 그 결과 토륨에서 우라늄과 같은 방사선이 나오는 것을 발견했어. 우라늄과 토륨은 몇 년 혹은 몇 달 동안 똑같은 양의 에너지를 외부로 내놓았던 거야. 더위나 추위, 자기장, 진공관, 태양 광선, 화학 시약 등에 전혀 영향을 받지 않았는데도 말이지. 퀴리 부부는 이 현상을 방사능(radioactivity)이라고 처음으로 명명했어. 방사능 원소의 중요성을 알아본 거야.

그런데 일반 상대성 이론을 우주 전체에 적용했더니 이상한 결과가 나오는 거야. 우주가 대단히 불안정했어. 중력 때문에 우주의 모든 물체가 서로 잡아당겨서 파국을 맞이했어. 여러 개의 볼링공이 있는 고무판을 상상해 보자. 각각의 볼링공은 깊은 웅덩이를 만들겠지. 두 개가 서로의 웅덩이로 굴러갈 것이고, 더 깊은 웅덩이가 만들어질 거야. 마침내 그 웅덩이가 다른 공들까지 끌어들이겠지. 결국 거대한 하나의 웅덩이로 빠져 버리는 종말이 그려질 거야. 이렇게 우주는 스스로를 파괴시키는 운명이었어. 아인슈타인은 이 우주의 운명을 도저히 받아들일 수가 없었지. 그는 우주가 고요하고 영원하고, 변함없다고 생각했거든. 아인슈타인은 고심 끝에 자신의 중력 법칙에 우주 상수를 포함시켰어. 우주학자나 천문학자들은 아인슈타인의 우주 상수에 만족했어. 많은 과학자들은 우주가 변하지 않는다고 믿었거든. 그런데 천재의 아이디어인 우주 상수에 반대하는 과학자가 나타났어. 러시아의 천문학자 알렉산드르 프리드만은 수학적 기법을 이용해서 우주가 팽창할 수 있다는 것을 보여 주었어.

감정이 있어야 무엇이 좋은지 나쁜지를 가치 판단할 수 있어. 그래서 감정을 가치 판단 능력이라고 해. 특히 다른 사람과 소통하는 데 감정이 중요해.
다윈은 인간이 어떻게 감정을 갖게 되었는지를 탐구하고 『인간과 동물의 감정 표현』이라는 책을 썼어. 진화의 과정에서 공동체 생활을 하던 인간은 다른 사람의 마음을 느끼고 이해할 필요가 있었어. 우리가 느끼는 기쁨, 슬픔, 혐오, 분노, 행복 등의 감정에는 사회적 관계가 들어가 있어.
우리가 진정으로 무언가를 깨우친다면 감정의 변화를 동반해. 단순히 아는 것을 넘어서 마음이 움직일 때 진짜 배우는 거야. 학습이나 인간관계, 모든 면에서 감정은 중요한 역할을 해. 그런데 기계는 감정, 즉 가치 판단의 능력이 없어. 만약 기계가 감정을 갖는다면 주체적으로 의사 결정을 하겠지. 뇌과학자들은 감정을 연구하면서 인간을 인간답게 만들어 준 감정을 이해하게 되었단다.