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EBS 융합형 과학
과학과 기술이 결합하면서 이루어낸 현대 과학 문명에 관한 이야기!
우리가 꿈꾸던 것들을 현실로, 바라던 것들을 일상으로 만드는 비밀은 바로 과학이다. 20세기 이전의 과학은 소수의 세계에 갇혀 있었지만, 지금은 모든 사람이 과학의 혜택을 누리는 과학 만능시대이며, 현대 인류로부터 절대적 신뢰를 얻고 있다. 반면 급속하게 과학기술이 발전하고 그것을 이용하면서 많은 문제가 야기되기도 한다. 과학과 기술의 결합으로 이루어낸 다섯 개의 핵심 열쇠를 통해 창의적이고 호기심 많은 현대 인류의 위대한 과학적 발견을 살펴보며, 과학 문명의 명과 암을 통찰한다.
1. 0과 1, 디지털
디지털 문명의 비밀을 풀어주는 열쇠!
현대인들은 이제 손안의 컴퓨터, 스마트 폰으로 디지털 생활을 일상적으로 영위하는 등 각종 스마트 기기를 개발하고 사용하면서 좀 더 편리한 삶을 살기 위해 끊임없이 노력하고 있다. 현대 인류가 누리고 있는 첨단기술의 출발, 그것은 너무도 간단해 보이는 0과 1의 조합에 있다. 인류는 삶이 점점 더 복잡해지면서 생존 정보 외에도 더욱더 다양한 정보들을 알게 되었고, 그것을 기록하고 전달하고 소통하게 되었다. 더 멀리 더 빠르게 정확한 신호를 보내기 위한 인류의 노력은 0과 1이라는 디지털 체계를 만들어냈다. 그리고 디지털은 전기와 만나면서 그 시너지가 극대화되기 시작했다. 0과 1, 너무도 단순해 보이는 2진법이지만 이것을 이용하면 상품정보에서부터 단어, 그림, 소리, 음악, 영화까지도 표현할 수 있다. 이미 우리에게 익숙해진 디지털은 인류의 삶의 방식을 크게 바꿔 가고 있다. 디지털의 기원과 함께 디지털 문명은 어떻게 발전되어 왔는지 살펴보고, 디지털이 현대 문명을 사로잡은 위력을 갖게 된 계기를 돌이켜본다. 또한, 디지털 신호를 통해 우리가 얼마나 편안한 삶을 누리고 있는지, 미래에 우리가 디지털의 발전을 통해 얼마나 더 나은 삶을 누리게 될지 알아본다.
2. 신소재
모든 첨단 소재의 비밀을 풀어주는 열쇠!
과거 석기시대부터 청동기시대, 철기시대를 거쳐 오늘날에 이르기까지 소재는 새로운 문명의 문을 열고 국가의 흥망성쇠를 좌우하는 열쇠가 되었다. 플라스틱, 나일론, 폴리카보네이트, 그래핀 등 오늘날 신소재의 등장 또한 한 시대의 풍경을 획기적으로 바꾸어 놓고 있다. 우리의 삶을 편리하게 변화시켜 주는 신소재들, 하지만 이것들은 많은 위험성을 안고 있다. 우리의 일상생활용품 중 자연물을 제외한 거의 모든 제품에 사용되고 있는 플라스틱은 썩지 않아 생태계에 악영향을 끼치고 있다. 인간의 편리함 뿐 아니라 환경까지 지킬 수 있는 신소재는 없는 것일까? 인류는 지금 플라스틱시대를 넘어 원자 단위의 세상을 열어가고 있다. 나노를 필두로 한 신소재기술은 작은 크기 덕택에 장밋빛 전망을 할 수도 있지만, 역설적이게도 그 작은 크기 때문에 인간이 위험해질 수 있다. 나노 같은 미세물질은 우리 몸의 여과장치를 그대로 통과하여 악영향을 끼칠 가능성이 높고, 워낙 작게 만들 수 있기 때문에 개인의 신상 정보가 광범위하게 수집되는 위협이 될지도 모른다. 과거 신소재의 탄생과 함께 변화된 인류의 삶을 돌이켜보며, 다양한 신소재의 특징은 무엇인지 살펴보고, 앞으로 개발될 신소재들이 만들 세상은 어떤 모습인지 알아본다.
3. 종자
식량 문제를 푸는 열쇠!
인류를 먹여 살리고 지구에 존재하는 모든 생명체에게 영양소를 공급해주는 고마운 존재, 종자는 식물의 씨앗을 의미한다. 인간은 수많은 식물 종자 중 식량으로 사용할 수 있는 것을 골라 재배했고, 재배를 통해 인간은 많은 것을 누리며 살아왔다. 그러나 산업이 급속도로 발전한 19세기, 세계 인구가 매우 증가하기 시작하자 당시 영국 경제학자였던 토마스 맬서스는 인구 과잉으로 말미암아 식량 재앙을 경고했었다. 이에 인류는 과학의 힘을 빌려 육종과 화학비료로 식량 생산을 획기적으로 늘림으로써 식량 위기에서 벗어날 수 있었다. 농업과학의 놀라운 발전은 인류에게 혁명이라 부를 수 있는 식량 증산을 가져왔고, 풍요로운 현대 사회의 밑거름이 되었다. 하지만 21세기, 인류는 지구 온난화 등으로 새로운 위기에 처했고, 이제 세계의 과학자들은 유전자 변형기술에 희망을 걸고 있다. 종자가 곧 국력이 되는 세상, 현대 과학기술이 종자와 인간에게 미친 영향을 돌이켜보며, 대량 생산이 가능해지고 식량 개발에 관한 과학기술은 발전하는데 식량 가격이 폭등하는 원인은 무엇인지, 인간의 편의에 따라 단일종만 생산하는 종자산업의 문제점은 무엇인지, 야생종의 유전적 특성은 무엇인지 알아본다.
4. 돌연변이
질병과 진화의 열쇠!
말라리아에 걸리지 않는 아프리카 원주민, 에이즈에 걸리지 않는 유럽 백인, 암과 당뇨에 걸리지 않는 왜소증 환자…. 보통 사람과 다른 능력을 가진 이들에게는 어떤 비밀이 숨어있는 것일까? 기형이나 비정상의 원인은 돌연변이다. 하지만 돌연변이를 만드는 것은 우리가 생각하는 것만큼 기괴한 변이가 아니라 DNA를 구성하는 염기 중 하나 또는 일부가 바뀌어도 발생하는 것이다. 다양한 머리카락색과 눈동자색, 그리고 서로 다른 피부색까지 현재 인류가 지닌 외형적 차이는 과거 언젠가 유전적 변이 즉, 돌연변이가 있었다는 하나의 증거이다. 우리가 즐겨 먹는 음식이나 인간에게 길든 가축들도 돌연변이의 산물이다. 인류의 변화에 큰 영향을 준 유전자 돌연변이는 질병의 원인이 되기도 하지만 때로는 질병을 차단하는 열쇠가 되기도 한다. 돌연변이에 능한 바이러스 탓에 많은 인간은 질병으로 사망했다. 반면 돌연변이 유전자 덕분에 질병에 걸리지 않는 사람들이 생겨났고, 과학자들은 이들을 통해 질병을 막아내는 방법을 찾고 있다. 돌연변이를 통해 특정한 질병에 걸리지 않는 사람들의 비밀을 살펴보고, 진화의 토대가 되는 돌연변이의 비밀에 대해 알아본다.
5. 태양
에너지 문제를 푸는 열쇠!
우리는 주변의 다양한 에너지원에서 에너지를 얻고 있다고 생각하지만 거슬러 올라가 보면 결국에는 태양이 있다. 인류는 태양에서 오는 에너지를 끊임없이 새로운 방식으로 활용하면서 문명을 발전시켰다. 불을 사용하게 되면서 땔감을 태우며 에너지를 얻었고, 도구의 사용과 자연의 힘을 이용해 에너지를 더 효율적으로 사용할 수 있었다. 이후 땅속에 저장된 또 다른 태양에너지인 석탄을 사용함으로써 인류 문명은 급속도로 발전하게 되었다. 사람들은 더 좋은 에너지원을 찾아 나섰고, 그 노력은 석유와 전기로 이어졌다. 언제 어디서건 바로 쓸 수 있는 전기의 시대, 더 많은 전기를 만들기 위해서는 발전기를 돌릴 수 있는 화석연료가 필요했고 인류는 화석연료 사용에 중독돼갔다. 재앙을 예고하는 무분별한 화석연료의 사용, 탈출구는 없을까? 이에 답을 찾은듯했던 원자력시대를 지나 숱한 에너지 위기를 겪은 뒤 사람들은 다시 태양이 보내주는 에너지에 눈을 돌리기 시작했다. 끊임없이 무상으로 공급되는 연료인 태양은 현재의 에너지원이자 에너지의 미래이다. 인류가 오직 태양에서 에너지를 얻어 생활한 이후 석탄, 석유, 전기에너지를 사용하게 된 과정과 에너지원의 발전과정을 살펴보고, 태양에너지를 통해서 청정에너지를 얻을 방법에 대해 알아본다. |
