나노로 바꾸는 세상
경기도대표도서관 이영희 단장 2014.10.17.

이영희 단장님: 여러분들 반갑습니다. 저는 이름이 여자이름이라서 강의할 때마다 항상 학생들이 헷갈려 해요. 제가 특히 가끔 강의를 처음가면 여자 선생님인 줄 알고 기대했다가, 내가 딱 들어가면 얼굴에 수염도 나고 덩치도 크고 산적 같아서, 들어가면 와~해요. 쉬는 시간에 여러분들도 실망했어요?
저는 이제 나노 분야, 나노 물리라고 하는 것을 연구하는 사람인데, 제가 좀 연구자같이 생겼어요?
학생들: 네
이영희 단장님: 진짜로?
학생들: 네!
이영희 단장님: 근데 이제 내가 시내에서 이렇게 택시를 타면 기사님들이 저한테 얘기를 잘 안 하는 데. 첫 번째, 이게 중국사람인가 아닌가 헷갈려가지고 얘기를 잘 못하고 그 다음에 이제 기사님들이 관심 있는 게 ‘어 이 사람이 뭐 하는 사람일까?’ 근데 아무도 저를 과학자라고 생각을 안 해요. 대개 뭐 예술가, 그렇게. 하지만 저는 사실은 예술하고 거리가 먼 사람이고 운동을 엄청 좋아해요. 여러분 운동하는 거 있어요? 내가 무슨 운동하는 거 같아요? 저는 고등학교 때 유도선수였어요.
우리 학교 대표로 나갔었어요. 그래서 전국대회도 나가고 시합도 하고, 사실은 유도를 하고 싶었는데, 지금도 운동 중에 제일 좋아하는 게 유도에요. 제가 유도를 하고 싶었는데 고등학교 때부터 공부를 했어요. 그래서 이제 과학자가 됐는데.
어쨌든 여러분들 오늘 여러분들이 이 자리에 어려운 시간 내서 왔으니까 최소한 본인이 한가지 정도는 얻고 올라갔으면 좋겠어요.
내가 여기서 나노라는 걸 설명하려고 여러분들에게 해드리겠지만, 사실은 그런 전문지식보다는 여러분들이 오늘 이 시간을 통해서 그 뒤에 다른 본인들이 가지고 있는 어떤 앞으로 사회에 대한 지표가 될 그런 메시지 하나를 좀 가지고 갔으면 좋겠어요. 알았어요?
자 여기 지금 제목이 막 왔다 갔다 하는데, ‘나노가 만드는 세상’. 여러분들 말 이해가 되요? 안되죠? 뭐가 안돼요? 나노? 나노가 뭐에요? 니나노? 입자? 또? 아주 작다? 그렇죠, 아주 작은데 얼마나 작은지를 모르죠?
학생들: 십억 분에 일
이영희 단장님: 아~ 어디서 커닝했어요? 자 잘 들려요? 자 그건 이제 차근차근 설명할거고, 제가 소속기관이 여러분들 보면 알지만, 첫 번째 기초과학연구원 ‘나노구조물리연구단’ 연구단장 이렇게 되어있어요. 말이 잘 이해가 안 가죠? 일단 첫 번째 생소한 말이 기초과학연구원이라는 거에요. 그렇죠? 어디에 있어요? 뭐 하는 거에요?
학생들: 기초과학을 연구하는 곳이요.
이영희 단장님: 오 오케이, 기초과학을 연구하는 곳. 어디에 있어요?
학생들: 서울.
이영희단장님: 하하, 오케이. 그럼 이건 조금 이따 설명하고. 그 다음 성균관대학교, 여러분들 성균관 대학교에 대해서 알아요?
학생들: 네~ 드라마에서 봤어요.
이영희단장님: 아 성균관? 드라마 해서 알아요? 또 아는 건 뭐에요?
학생들: 조선시대에 있었던 곳인데..
이영희 단장님: 그건 모든 대학에서 다 알잖아. 또? 여러분들 내가 하나씩 설명을 해드릴게요. 저는 원래 전공은 물리학이에요. 여러분 물리학 재미있어요? 물리학 재미있어요, 재미없어요? 재미없어? 그런데 지금 과학강읜데 재미없으면 안되지. 자 물리학과에도 소속이 되어있고 에너지과학과에도 소속이 되어있어요. 또 성균관 대학교 교수이기도 하고.
자 그럼 성균관대학교에 대해서 아는 거? 성균관 대학교 영어로 SKKU라고 해요. 외국사람들은 ‘성균관’ 발음하라고 하면 해요, 못해요? 응? 이상하게 발음하지. 영어로 써 놓고 잘 못 알아들으니까. 외국사람들은 주로 SKKU라고 하죠.
어 여기 뭐 여러 가지 많이 나와있죠? 여러분들 다 보여요? ‘모두가 선호하는 대학, 평판이 우수한 대학, 성균관대학’. 또 여기 뭐라고 나와있어요? ‘대학서열을 파괴하는 성균관대학’, 이게 무슨 말에요? 대학서열을 파괴한다는 게 무슨 말이에요? 대학에 뭐 일류대학이 있고 이류대학이 있고 뭐 그런 거죠?
여러분들이 아는 대학은? SKY, 서울대, 고대연대, 하버드, 카이스트, 옥스퍼드, 한양대, 중앙대…… 많이 아네. 자 그런데 이제 불행히도, 우리가 이제 여러분들이 대학에 들어갈 때, 대학에 서열 이라는 게 있고, 가능하면 높은데 있는 데 가려고 하죠? 그렇죠?
그런데 이제 성대는 대학서열을 파괴한다고 해요. 그러니까 이제 기존에 있는 그런 순서를 파괴한다 그런 건데. 어쨌든, 그 실제로 지금 성대는 굉장히 발전하는 학교고, 여러분들 삼성에서 지원하는 거 알아요? 성대는 삼성이 일년에 천억 정도를 지원해서. 그래서 96년부터 지원을 시작했는데도 불구하고, 지금 그 지원 때문에 성대가 굉장히 좋아졌어요. 그리고 성대는 취업이 잘되고 취업률도 나쁘지 않고, 이제 삼성에도 많이 들어가고 하니까. 그리고 학부모들 대상으로 설문 조사하면 성대를 자기가 보내고 싶은 대학이라고 많이들 하고. 어쨌든 그래서 성대가, 성대가 옛날에는 별로 안 좋았어요. 그런데 지금은 성대가 많이 좋아졌고, 그래서 아마 여러분들은 잘 아실지 모르겠지만 2013, 2014년 연속 중앙일보에서 평가하는 대학평가에서 종합대학으로 성대가 2등했어요. 여러분들이 알고 있는 카이스트나 포항공대는 종합대학이 아니고 단과대학이에요. 공대중심의.
종합대학이라고 하는 것은 뭐 공대뿐만이 아니라 인문사회과학대학, 그런 것을 모두 합친 대학인데, 거기에 이제 서울대, 연대, 고대, 한양대 뭐 다 있어요. 성대도 있고. 근데 이제 그런 대학 중에서 성대가 2년동안 계속 2등했어요. 여러분들은 잘 모르겠지만 대학평가에서.
그 전에 부 총리했던 한완상 박사가 예언을 했었어요. 10년전에 성대만이 유일하게 대학서열을 깰 수 있을 거라고. 그래서 그 뿐만 아니라, 이제 전세계적으로도 외국에서는 소위 ‘The Times’ 라고 하는 곳에서 이제 대학평가를 하는데, 성대는 200위 이내에 있고, 현재 200위 이내에 있는 대학이 서울대, 성대, 카이스트, 포항공대 밖에 없습니다. 여기에 연대 고대는 들어가지도 못해요. 근데 이제 이렇게 순위가 외국대학에 비해 이렇게 낮은 이유는 영어권이 아니기 때문에 상대적으로 불리합니다. 그런데 적어도 이런 데이터를 보면 성대가 굉장히 좋은 학교다. 여러분들 성대 올 거에요? 네? 근데 성대 오는 게 그렇게 쉽지 않아요. 자기 반에서 1, 2 등 하지 않으면 성대 오기 어렵습니다. 어쨌든 성균관 대학교가 이런 대학이라고 강의를 했었어요.
그런데 성대는 사실은 조선 태조가 처음 만들었어요. 성균관이라고 지금 성대에는 그 서울 캠퍼스에 가보면 그때 당시에 만들었던 유생들이 들어가있던 성균관 그 대학이 있어요. 그게 그대로 보존이 되어있어요. 그게 우리나라 보물로 지정되어 있고. 그때 만들어져 가지고 지금까지 온 거에요 역사는 육백 년이 넘어요.
자 그 다음은 IBS, 자 기초과학연구원이라고 하는 게, 영어로는 institute for basic science, 기초과학연구원. 이것은 3년전에 한국에서 처음 만들어진 기관이에요. 그러니까 여러분 우리나라가 지금 전세계적으로 굉장히 부자에요. 여러분들이 알지 모르겠지만. 그게 이제 뭐 삼성이나 그런 회사가 최첨단 그 반도체 이런걸 통해서 돈을 많이 벌고, 그렇게 해서 지금까지 우리가 이렇게 발전돼 왔지만, 정부입장에서 보면 이제는 우리가 좀더 다른, 중국이나 이런 나라에서 치고 오기 때문에 기존에 있는 비전만(정확하지 않음.) 가지고는 우리가 잘 살수 없다 이거에요. 그러기 위해서는 뭔가 기존의 기술 위에 또 다른 파괴력이 있는 기술이 필요하다. 그러려면 우리가 실력이 막강해야 하는데 그런 실력이 우리는 없다. 그렇게 판단을 한 거에요. 그래서 기초과학이라는 것을 우리가 육성하지 않으면 그런 기술을 만들어낼 수가 없다. 그렇게 판단을 해서 그런 법을, 기초과학육성법을, 만들고 거기에 따라서 연구소를 만들었어요. 그래서 3년전에 연구소가 시작이 됐고, 대전에 지금 본원이 있고. 특징은 요 안에 연구단들이 지금 21개가 있는데, 그 21개의 연구단들은 각 대학에 다 분포되어있어요. 뭐 서울대, 지금 분포되어 있는 대학이, 서울대 성대 카이스트 포항공대 등 21개가 되어있고 앞으로도 계속 투자는 늘릴 거에요. 저희 사업단, 저희 나노구조물리연구단도 그 중에 하나의 사업단이에요. 이해했어요? 하하 잠이오나? 뭐 한꺼번에 다 알 수는 없죠.
그래서 이 기초과학연구원에서 뭘 하나. 여러분들 한번 읽어보세요. 가지 않은 길. 프로스트라는 시인이 쓴 건데, ‘오랜 시간이 지난 후에 나는 다른 이들이 많이 가지 않은 길을 택했다고, 그리고 그것이 모든 차이를 만들어냈다고 이야기할 것이다.’ 느낌이 와요? ‘프로스트의 [가지 않은 길]처럼 IBS는 기초과학의 발전을 위해 아무도 가지 않은 길을 선택하고 도전합니다. 이 도전이 훗날 큰 차이를 만들어낼 것이라고 굳게 믿고 있습니다.’ 여러분들도 잘 하면 이런 IBS 연구단에 참여할 수 있다는 거죠. 자 그래서 ‘IBS 기초과학의 길잡이가 되다’. 아까 말한 것처럼 우리나라는 기초과학이 약하고 그것 때문에 우리 산업체가 허약해질 수 있으니까, 기초과학을 강화시켜서 결국 거기까지 연결을 하겠다는 거고, 역시 이런 길들이 그렇게 쉽지는 않죠. 그래서 이제 이런 연구를 통해서 IBS에서는 우리나라 미래를 열겠다, 이런 바람을 가지고 있고요. 근데 그런 길들이 남들이 가지 않은 새로운 길이라는 거에요. 그래서 쉽지 않지만 누군가 하지 않으면 새로운 길을 만들어낼 수가 없지요. 그래서 여러분들이 이제 미래의 주역이 될 수 있을 시대에.
자 오늘 여기까지 얘기를 하고. 그래서 여러분들 광고지에서 봤겠지만, 저는 이제 ‘나노구조물리연구단’ 이라고 하는 곳을 책임지고 있고. 여기서는, 말이 좀 복잡하죠 여러분들이 이해하기에는? ‘저차원복합구조에서 발견되는 미지의 물리학을 찾아서’. 저차원, 여러분들 ‘차원’ 하면 뭐가 생각나요?
학생들: 4차원
이영희 단장님: 4차원, 4차원이 뭐 뭐에요? 뭐를 4차원이라고 해요?
진짜? 그렇게 이해하고 있어요? 4차원.
1차원, 우리 크게는 뭐 0차원, 1차원, 2차원, 3차원, 4차원 그렇게 얘기하잖아요. 내가 이렇게 이 공간에서 앞뒤로만 요렇게 움직일 수 있는 세상에서 살고 있다면 나는 이게 무슨 차원이라고 그래요? 1차원. 그 다음에 이런 평면에서 내 맘대로 왔다 갔다면? 2차원. 그 다음에 둥근 공에서 살고 있는 우리는? 3차원. X, Y그 다음에 z축까지 있는 게 3차원. 그럼 4차원은? X, Y, Z 외에 또 뭐가 있어요? 시간 축이 있어요, 시간 축. 우리가 지금 현재에 살고 있지만, 우리의 미래가 있고 과거가 있고. 거기까지 생각하면 4차원이라는 거에요. 그런데 우리가 차원을 점점 더 줄여서 2차원, 1차원 혹은 0차원. 0차원이라는 것은 하나의 점이에요. 거기까지 내려가면 그리고 그 사이즈를 점점 작게 가져가면, 우리가 지금 이런 세상에서 보지 못했던 또 다른 세상들이 있다는 거에요. 그렇게 작게 가면, 거기에서 그런 운동들을 지배하는 주체는 뭐에요?
나노? 하하, 전자지 전자.
어쨌든, 자 그래서, 그렇게 작게 내려가면 우리가 잘 이해하지 못하는 그런 세상들이 있고, 그런 것들을 찾아내는 그런 것이 우리의 목표에요. ‘나노구조연구단’ 이라고 하는 게. 그래서 여러분들에게 자세한 얘기는 안 할거고. 자 우선 본론 얘기를 들어가면, 지금 뭐하고 있어요? 이 사람이 화가에요 화가. 화가가 지금 뭘 그리고 있어요? 알을 보고 새를 그리고 있어요. 그런데 이게 말이 되요? 말이 안되지? 이 사람이 지금 보는 것은 알인데, 이 사람은 지금 머릿속에 뭐가 돼있어요? 이 알이 깨어나면 뭐가 될까 하고 상상을 하고 있는 거에요. 그래요, 안 그래요? 이 사람은 화가기는 하지만, 화가인 것을 떠나서 굉장히 큰 과학적인 소질이 있는 사람이에요. 사실 여러분들이 과학자라면 이것을 마음속으로 상상만 하지 않고, 이 속에 뭐가 있는지 어떻게 알아요? 여러분들 같으면? 여러분들이 과학자면?
학생들: 엑스레이
이영희단장님: 오 엑스레이? 엑스레이로 해서 속에 구조를 한번 찍어보는 것, 또?
학생들: 깨봐요.
이영희단장님: 깨봐? 여러분들 단순히 하라 그러면, 뭐 흔들어도 보고 만져도 보고 색깔도 보고 그래서 어떤 알 크기나 이런걸 보고, ‘아 이게 뭐일 거다’ 하고 판단을 할 수도 있고. 지금 말한 것처럼 여러분들이 과학자라면, 속에 들어가서 구조를, 뭐 엑스레이를 통해서 본다던가 광학 현미경을 통해서 본다던가, 그렇게 해서 우리가 상상하는 것 위에, 좀 더 어떤 사실을 근거로 우리가 판단을 할 수가 있는 거죠. 그런데 사실을 근거로 판단하는 것이 우리 과학이지만, 과학에서 상상을 무시하고는 과학이 안돼. 진짜 우리 하위권의 과학밖에 안돼. 그래서 과학에서 가장 중요한 건 아직도 여러분들의 상상력이에요. 근데 인류가 지금까지 발전해 온건 바로 인간이 갖고 있는 상상력 때문에 발전해 온 거에요. 그런데 여러분들이 공부를 하면서 이게 몇 십 명씩 수업시간에 교실에 앉혀놓고 공부를 하고 선생님들이 강의하고 그러니까, 질문하는 것을 잊어버렸어요. 그런데 여러분들이 질문하는 것을 잊어버리면 안돼.
자 그 다음에, 여러분 이런 그림 봤어요? 야해? 오 사춘기네. 자 이게 지금 뭐에요? 어떤 그림이에요?
학생들: 사람 몸에 손을 대고 있어요
이영희단장님: 사람 몸에 손을 대고 있어요? 아이 굉장히 무식하네, 이 그림을 보고 상상되는 게 없어요? 안 봤어요 한번도? 이게 누구냐 면 예수에요 예수. 예수님. 이 사람은 누구냐 면 예수님의 12제자중에 한 사람인 도마에요, 도마. 영어로는 Thomas.
도마는 어떤 사람이에요? 굉장히 똑똑한 사람인데, 나중에 예수님을 부인하고 팔아먹은 사람이죠? 도마는 과학자였어요. 그래서 의심이 많았어요. 보지 않고는 믿을 수 없는 사람이에요. 그래서 도마가, 예수님이 부활을 해가지고 제자들한테 나타나서 ‘내가 예수다.’ 하니까 제자들이 안 믿었어요. 그래서 도마는 그러면 당신을 어떻게 믿을 수 있냐 증명해라. 뭐라고 했나, 여러분 한번 읽어보세요.
학생들: Unless I see the nail marks in his hands and put my hands into his side, I will not believe.
이영희단장님: 그렇죠? Unless I see, 뭘? 못 자국. 예수님은 십자가에 못박혀서 죽었잖아, 그래서 손등에 있는 못 자국을 보지 않고는. 그 다음에, 손에 있는 못 자국을 보지 않고, 그리고 단순히 보는 것만 해도 이 사람은 충분치 않았어요. 가짜일 수 있으니까 손을 직접 넣어서 만져보지 않는 한 내가 믿을 수 없다. 그래서 예수님이 이렇게 만지라고 해 보는 거지 여기 못 자국 있잖아요, 여기.
도마는, 당연하죠 과학자니까. 자기가 직접 이렇게 보고 손으로 만져보고 뭔가를 해서 느낌이 와야 믿을 수 있는 거에요. 그 다음, 그러니까 예수가 뭐라고 했어요? 한번 읽어볼까요?
학생들: Blessed are those who have not seen and yet believed.
이영희단장님: 안보고도 믿는 자에게 복이 있으라. 그렇게 얘기 했지만, 어쨌든 이 만화가 상징하는 것은 우리 과학자들에게 큰 의미가 있어요. 우리는 의심해야 돼. 예를 들어서, 뉴턴이 사과 떨어지는 거 보고 만류인류의 법칙을 발견했다고? 그런 엉터리가 어디 있어요. 거짓말이에요 거짓말. 절대로 그렇게 과학이라는 것은, 그렇게 이루어지지 않아요. 뉴턴이 만류인력을 찾아낸 것은 순전히 그전에 다른 과학자가 천체를 보고 관측해놓은 수많은 데이터들이 있어요. 그 데이터를 면밀히 분석해 본 결과 그런 법칙이 있던 거예요. 그거를 실험적으로 다 데이터를 분석을 해가지고, 그래서 이론을 세우고 거기에 맞춘 거에요. 거기서 나온 게 만류인력의 법칙인 거에요. 그래서 절대로 사과 떨어지는 거 보고 ‘이게 만류인력이구나’. 어떻게 이래요. 여러분들이 그래서 모든 것을 ‘a는 b’ 라고 말했을 때 ‘b가 아니다’ 라고 가정을 해보고 그거를 내가 반론하기 위해서 어떤 논리를 내세워야 할까 이런 준비를 항상 해야 해요. 훈련을 항상 해야 해요. 여러분 항상 No라고 할 수 있어요. 선생님이 a는 b다 라고 했을 때, ‘no’ 라고 내가 말하려면, 나는 굉장히 준비를 많이 해야겠죠. 그렇잖아, 내 논리가 있어야 되니까. 그렇지만 그런 논리훈련을 하면 여러분들도 좋은 과학자가 될 수 있는 거에요. 그래서 절대로 믿지 마세요. 누가 ‘a는 b’라고 얘기 했을 때, 아 일단 한번 의심해 보고, 그래서 그것을 자기가 잘 다시 생각해보고 그런 훈련이 돼야 돼요. 여러분들 과학적인 태도가 어떤 태도인지 알겠어요? 또 한가지, 여러분 그림을 한 가지 봤는데 또 한가지 이야기가 있어요. 소돔과 고모라(Sodom and Gommorrah) 이야기 여러분들 알죠? 뭐 꼭 소돔(과) 고모라 이야기 아니라도, 롯 이라는 사람이 소돔과 고모라를 하나님의 명령을 받고 도망 나올 때 한가지 조건이 있었어요. ‘뒤 돌아 보지 말라.’ 그죠? 그때 롯의 아내는 나오다가 뒤에 뭔 일이 벌어질까 궁금하단 말이에요, 그죠? 그렇잖아. 우리는 이 도시가 망할 거라고 해서 나왔는데, 이 남편 말 믿고 나왔는데, 확인하지 않고는 믿을 수가 없잖아요. 그래서 돌아봤죠. 그래서 소금기둥이 됐죠. 여러분들이 다 소금기둥이 되어야 해요. 왜? 사람의 과학에 첫 번째 시작은 바로 호기심이에요. 그래서 여러분들이 그 호기심을 이루면 좋은 과학자가 될 수가 있어요. 모르는 것을 보고, 항상 질문할 수 있어야 해요. 질문하는걸 부끄러워하지 말아야 해요. 비록 내가 그렇게 그 호기심 때문에 죽는다 하더라도, 그런 태도를 갖고 있어야 해요.
자 조금 전에 내가 나노라는 것을 여러분한테 물어봤을 때 아무도 대답을 못했어요. 나노는 크기를 말해요. 근데 재미있게도 이 서양의 크기를 보면, 이걸 미터 단위로 생각했을 때, 10의 마이너스 1승 미터면 얼마에요? 10센티죠? 1미터가 100센티니까 그죠? 10센티 뭐 곤충 정도 되는 거네. 그 다음에 10의 마이너스 3승이면 밀리미터 되는 거죠? 그렇죠? 밀리미터 뭐 머리카락보다 조금 더 작죠. 그 다음에, 10의 마이너스 4승에서 10의 마이너스 6승으로 오면 우리가 마이크로(micro)라고 하는 거죠. 마이크로 그렇죠? 10의 마이너스 6승, 마이크로. 그 다음에 더 내려오면 10의 마이너스 9승이 있어요. 10의 마이너스 9승을 나노미터라고 해요. 우리가 보통 나노라고 하는 게, 나노미터 크기를 가진 물질을 얘기해요. 나노 물질이라고 하는 게 나노미터 크기를 가진 물질. 그런데 이제 이게 그 정도 가면 여러분들이 이렇게 나노 미터 크기를 가진 물질이 뭐가 있을까? 사실은 뭐 그리 쉽게 머릿속에 상상이 안되죠. 그렇지만 이제 연구하는 사람들에게는 굉장히 숱한 그런 물체들이 많이 있어요. 그래서 사실은 이게, 근데 이제 10의 마이너스 여기 이정도, 10의 마이너스 10승 정도로 가면 한 개의 원자 혹은 분자 정도의 크기밖에 안돼요. 그럼 인제 거기서 더 내려가면 뭐가 돼요? 거기서 10의 마이너스 15승까지 내려가면 원자 핵이 되요 핵. 핵 속에 이제 여러 가지 복잡한 일들이 일어나죠. 근데 그거는 자연상에서 일어나는, 자연에서 일어나는 그런 현상하고는 거리가 먼 현상들이에요. 그래서 우리가 보통 나노라고 하는 것은 바로 여기에 있는 거고. 재미있는 것은 서양사람들이 이렇게 크기를 정의를 해놨지만 동양에도 이와 비슷한 몇 개의 정의가 옛날부터 있었어요 아주 오래 전부터.
자 여러분 이거 보세요. 자 여러분 눈으로 보죠? 한자라서. 그렇지만 아마 여러분 아는 게 여기 사(沙), ‘사’ 면 뭐에요? 모래. 여기 미세하다 할 때 ‘미(微)’. 이게 마이크로(micro)를 얘기해요. 그 다음에 모(毛), ‘모’라고 하는 거, 머리카락 그죠? 이게 머리카락이 10의 마이너스 3승이잖아. 그러니까 우리는 자연에 있는 물질을 근거로 이름을 지었어요. 상당히 철학적이죠. 그리고 그 느낌이 다르죠, 그죠? 그리고 그게 이제 모래는 10의 마이너스 6승. 그 다음에 또 10의 마이너스 9승이 있는데. 여기 보세요, 먼지 ‘dust’. 먼지크기가 10의 마이너스 9승이라고 판단을 한 거에요. 말이 되요? 사실은 먼지 크기는 굉장히 다양해요. 먼지크기는 큰놈도 있고, 마이크로 짜리도 있고, 나노 짜리도 있어요. 우리 주위에 지금 우리 눈에 보이진 않지만, 나노 크기의 먼지가 수도 없이 돌아다니고, 우리 몸 속을 항상 왔다갔다해요. 그것이 비록 해로울 지라도. 우리가 버티는 거지. 우리 몸이 버티는 거에요. 지금 보면 여기 보면 10의 마이너스 12승 뭐 막 이런 것이 있고, 그 다음에 이제 더 내려가면 ‘찰나’, ‘허공’ 이런 것이 있고 ‘청정’ 이런 식으로 단어들이 다 크기를 정의하는 말이에요. 여러분들 신기하죠? 여러분들 그런 거 몰랐죠? 여러분들 내가 나눠준 책을 보면 이런 이야기들이 다 나와있어요.
자 그래서 그럼 나노라는 것이 뭐냐. 원자 하나의 크기가 보통 0.1 혹은 0.3 나노 정도 크기밖에 안돼요. 그래서 1나노보다 더 작은 게 원자고. 그런 것들을 한 세 개쯤 모아놓으면 1나노가 되는 거죠, 그죠? 그래서 나노가 상당히 작기는 작아요, 그죠? 자 그래서 우리가 1억분에 1미터 잘 상상이 안 가죠? 머리카락 그 두께의 5만분의 1정도가 1나노인데. 감이 잡혀요?
자 크기가 그렇게 작아지면 실제로 뭔 일이 벌어지나. 여러분들이 이렇게 큰 운동장에서 달리기하면 마음대로 뛸 수 있죠? 그렇죠? 근데 내가 여기서 저기까지 마음대로 뛰는데 그렇게 공간이 넓지가 않고, 내 보폭에 해당하는 만큼에 크기로 줄을 그으면 내가 그 다음에 보폭 짚는 게 쉽지 않죠? 그러니까 내가 달리기 모드로 뛰면 안 되는 거에요, 뭔가 새로운 모드로 뛰어야 하는 거에요, 여기에 맞게. 그렇지 않으면 여기에 부딪치니까 그죠? 그렇게 이제 이런 좁은 공간에서 운동은 제한을 받을 수밖에 없어요. 그래서 그것 때문에 우리가 이제까지 그냥 광학현미경으로만 관측해서는 볼 수 없었던 새로운 세계가 열려요. 그렇기 때문에 그런 것들을 관측을 해보면 신기한 게 많죠. 에너지가 뭐 이렇게 뭐 연속적으로 존재하지도 않고 특정한 에너지만 가질 수 있는 일들이 존재하고? 그런 거 때문에 물질에서 나오는 빛도 달라지고? 그런 여러 가지 재미있는 여러 가지 것들이 많이 있어요. 그래서 이제 그런 현상들을 탐구하는 게 물리에요, 물리. 양자물리, 나노물리.
자 화학적으로 보면은 또 어떤 일들이 벌어지냐(하)면. 지금 이게 동그란 구에요, 구. 나노 물질이라고 생각을 하세요. 그럼 이제 동그란 큰 구 일 경우에는, 사실은 대부분의 물질이 다 내부에 있기 때문에 겉에 있는 그 다른 물질들하고 반응하는 개수는 굉장히 없을 건데. 크기가 자꾸 내려가면 뭔 일이 벌어지냐(하)면, 이 공에 겉 표면적으로 4π𝑟^2이라고 여러분들 배웠어요? 배우고 있어요? 오 과학에 관심 있는 학생들이라 다르네? 공의 표면적은 4π𝑟^2이죠 그렇죠? 그 다음에 공의 부피는? 4π𝑟^3 그죠? 그렇게 해서 표면적 대 부피 비율을 따져보면, 이게 반경으로만 따지고 보면, 𝑟이에요 𝑟분에 1. 그러니까 𝑟이 적어지면 거꾸로 이게 앞에 (거)가 커진다 그거에요. 그러니까 직경이 줄어들면, 하고(그리고) 반지름이 줄어들면, 표면이 불어나야 돼요 상대적으로. 모든 물질들은 표면에서 이 물질들하고 반응하는데 점점 표면이 많아지면 이 물질이 휠씬 반응성이 큰 물질이 되는 거에요. 그러니까 나노 물질로 가면 정상적인 물질이 갑자기 반응성이 커져요.
여러분들 금, 금을 좋아하는 이유가 여러 가지가 있어요. 예뻐서? 예뻐서 좋아하나? 금이 예쁜가? 희소성. 또 한 가지 오래 보관해도 변하지 않는다 왜? 공기 중에 있는 산소하고 반응하는 산화가 안돼요. 근데 그런 물질조차도 나노크기로 만들면 완전히 달라져요. 별로 반응 안 하는 그런 금도 나노물질로 이렇게 작게 만들면 외부에 있는 물질들하고 굉장히 반응을 잘해요. 얼마나 잘하냐, 예를 들어서 우리가 수소분자 하면은, H2 배웠어요? 안 배웠어? 물질 중에서 가장 작은 분자가 수소분자에요. 그러니까 가장 가벼운 수소분자 두 개가 딱 만나면, 수소분자 하나는 되게 불안해요. 두 개가 딱 만나면 분자가 되는데, 결합을 엄청 세게 해요. 그거 깨지기가 힘들어요. 근데 이렇게 입자를 작게 만들어서, 이거를 수소 분자를 여기다가 갖다 부어주면 수소분자가 깨져요, 저절로. 왜? 그것들이 이것들하고 반응을 해가지고. 그래서 그런 현상, 반응들을 우리가 촉매반응이라고 하는데, 이런 촉매반응이 굉장히 중요해요. 그래서 여러분들 어디에 써먹나 하면, 이러한 원리를.
이게 뭐에요? 연료전지. 연료전지에 대해서 아는 게 뭐가 있어요? 건전지? 건전지가 연료전지에요? 연료전지. 안 들어봤어요? 완전히 무식한데? 괜찮아 무식해도. 그런데 연료전지는 말 그대로 연료를 써서 전기를 만드는 거에요, 연료전지니까. 연료를 뭐로 쓰냐 하면, 수소 그리고 메탄올. 메탄올은 알코올. 이것들을 이쪽에서 보내고 이쪽에서는 반대쪽에서는 산소를 집어넣어줘요. 그렇게 되면 나오는 건 물만 나와요. 그래서 연료전지는 공해 없는 전지라고 그래요. 대신에 중요한 게 뭐냐 하면, 수소가 들어가서 전극에서 반응을 해야 하는데, 아까 말한 것처럼 수소는 굉장히 강하게 결합을 하고 있죠. 그래서 보통 떼어 내기가 힘들어요, 떼어야 전기를 만드는데. 그런데 요 전극에다가 내가 나노 금 입자를 딱 붙여놓으면 어떻게 되요? 얘네들이 이렇게 분해가 되가지고 전기가 쉽게 만들어져요. 근데 이렇게 하면은 금 엄청 비싸잖아요. 금보다 더 좋은 게 백금인데, 지금 현존하는 촉매 중에 가장 좋은 게 백금이에요. 이 백금은 희귀금속이기도 하고 비싸기도 하고 지구상에 저장되어있는 매장량이 엄청 작아요. 그래서 우리나라 ‘현대’ 같은 데에서 이 연료전지를 이용한 전기자동차 만들려고 하는데, 전기자동차 20000대를 만들면 이 지구상에 있는 모든 백금은 다 들어가요. 그러니까 그렇게 해가지고는 안 되는 거죠. 새로운 촉매가 필요한 거에요. 그래서 그런 연구들을 나노 하는 사람들이 굉장히 집중해서 하고 있어요. 할 일은 되게 많아요, 여러분들이.
그 다음에, 또 여러분들 그 나노 중에 중요한 물질 중에 하나가 탄소 나노튜브(nanotube)에요. 여러분들 들어봤어요? 들어봤어요? 탄소 나노튜브(nanotube) 들어봤어요? 뭐에요?
튜븐데, 나노 튜븐데, 직경이 ‘나노’이고 물질이 탄소에요. 탄소로 구성되어 있는 나노튜브(nanotube). 그러니까 튜브에요, 튜브. 근데 이제 그런 것들은 재미있게도 반도체의 성질은 또 가지고 있어요. 그래서 탄소 나노튜브(nanotube)를 이렇게 이용해서 우리가 여기하고 여기 사이를 전기를 이렇게 통하게 하면, 여기 밑에서 전압을 걸어가지고 여기 간극을 이렇게 지나가게 하면 우리가 transistor(트랜지스터)라는 것을 만들 수가 있어요. 그러니까 반도체 메모리의 가장 기본이 되는 말이에요. 이제 그것을 이걸로 만들 수가 있어요. 근데 굉장히 작기 때문에 사람들이 아 이런걸 이용하면 우리가 메모리 집적도가 엄청 높아져요. 지금은 여러분이 삼성에서 만들고 있는 메모리 집적도가 뭐 4GB, 16GB 이런 거 아니에요? 그렇죠? 이제 그런걸 만드는 건 당장 하난데, 이런 걸로 만들면 terabyte(TB)도 가능한 거에요, 그런 상상을 할 수가 있죠. 물론 이제 그렇게까지 가기에는 굉장히 많은 단계가 필요하지만 그런 가능성은 이렇게 있는 거죠. 그래서 심지어는 그런걸 이용해서 그러면 이제 전자가 여기 있다가 이렇게 지나가고 그거를 못 가게 제어를 하고 그런 것들을 하는 게 단전자 소자인데, 전자를 하나씩 하나씩 제어할 수 있다는 거에요. 이런 원리들이 앞으로 우리나라에서 반도체 메모리 연구할 때, 지금의 기술의 한계를 극복하는 기술로 작용을 할 거에요. 근데 그런 것들이 이제 아직도 개발이 안되어있고, 아마도 여러분 몫일 수도 있어요. 여러분들이 이제 개발을 해야 하는 몫인 거죠, 우리가 개발을 못하면.
자 근데 이제 이렇게 나노 입자들을 만드는 것은 굉장히 어려워요. 만드는 방법에는 우리가 2가지가 있어요. 크게 뭐가 있냐, bottom-up 방법. 밑에서 위로, 그러니까 아까 나노 수, 뭐 한쪽 방향으로 세 개 정도가 원자가 붙어서 1나노가 되니까, 내가 100나노 짜리를 나노 입자를 만든다고 하면 한 30개는, 아닌가? 뭐 어쨌든, 이게 부피적으로 뭐 수천 개의 원자를 싹 개방을 시키면 나노입자가 되요. 근데 그렇게 하는 것은 작은 하나의 성질 상태가 아니고, 점점 이렇게 크기를 증가시켜 가는 거니까. 그런걸 우리가 bottom-up이라고 해요. 그래서 이렇게 조그마한 것들이 뭉쳐져서 이렇게 하나의 입자가 만들어져요. 그래서 이런 입자들을 우리가 어떻게 잘 개발하느냐 하는 것을 가지고 우리가 연구를 해요. 이제 이런 방법이 있는데, 이것은 사실은 생각은 멋있는데 이것을, 모든 입자 크기를 다 똑같이 이렇게 만드는 것이 쉽지가 않아요. 그래서 돈이 안돼, 돈을 만들 수가 없어.
쉽게 만드는 거, 여러분 믹서기에 넣어서 이렇게 갈면 되죠? 무식하게, 그렇잖아? 그렇게 해서 작게 만들어도 되잖아? 근데 이렇게 넣어서 만드는 방법을, 사실은 개략적으로 그렇지만, 실제로 현재 반도체 소자를 만드는 기술이 바로 이 방법이에요. 왜? 큰 wafer를 갖다가 철판을 다 만들고 …… 그렇게 해서 조그만 전자, 소자들을 만들어 내는 거에요. 그게 한 개의 2인치 혹은 3인치 4인치 이런 기판 안에 수억 개의 소자가 있어요. 상상이 가요? 여러분들이 쓰고 있는 핸드폰에 들어가 있는 칩이 다 그렇게 만들어지는 거야. 자 그래서 이게 현재 돈 벌고 있는 방법인데, 근데 문제는 그거죠, 얼마나 작게 만들 수 있을까. 이게 삼성의 최대 고민거리에요. 지금 현재의 기술을 가지고 얼마나 작게 만들 수 있을까. 또 얼마까지 만들어야 할까. 왜 자꾸 줄어들면 점점 작아지고, 점점 작아지면 아까 말했듯이 우리가 상상하지 못한 그런 세계가 또 있다고, 그런 것들을 이해하지 못하면 또 써먹을 수가 없어요. 그래서 얼마까지 작게 만드느냐 도 상당히 아직도 question이에요.
그 다음 조립하는 방법은 뭐 여러분들 레고(Lego)처럼 끼워서 조립할 수도 있겠죠. 그런데 물론 그렇게 하기 위해서, 요즘 이제 여기 IBM에서 원자들 하나씩 이렇게 다 옮겨다가 그림을 그린 거에요. 이렇게 조립하는 방법도 있지만, 크게 이제는 이런 방법들, SPM하고 하는 방법들, 이런 팁에다가 하나씩 이렇게 붙여가지고 옆에다가 이렇게 옮기는 거에요. 이런 것들은 실험실에서는 잘돼요. 그런데 이걸 돈으로 만들 때에는 대량생산을 해야 하는데, 그렇게 못하죠. 그렇지만 개념적으로는 다 실험실에서 증명하고 있어요. 자 자세히는 안 하겠지만.
그리고 이렇게 집게 같은 거, 나노 집게로 이렇게 입자를 딱 잡아가지고 내가 원하는 곳에 이렇게 딱딱 붙여 놓을 수가 있죠. 이런 것들도 가능해요. 실험실에서는 되지. 그래서 실제로 그런 것들을 만들어서 데모하고, 우리 과학자들은 그렇지만.
그 다음에 이제 우리가 이것들을 잘 배열하는 방법을, 예를 들어서 이렇게 설명할 수도 있어요. 여러분들 그 통나무 같은 거 물에다가 닫아놓고 두면, 이렇게 지 마음대로 막 돌아다니죠? 근데 그걸 한쪽 방향으로 쭉 흘러가게 하면 자기들끼리 서로 부딪치면서 이런 모양이 되죠? 실제로 과학자들이 이런 가장 기본적인 아이디어들을 통해서 물질들을 배열하고 그런 것들을 연구하고 해요. 아이디어는 되게 그냥, 여러분들이 생각할 수 있는 거에요. 그렇지만 이런 것들을 나노 세계에 구현하는 것이 쉽지가 않아요.
자 이제 지금 너무 시간이 많이 간 거 같은데, 실제로 이런 것들은 하도 물질이 작아지면 또 문제가 뭐냐(하)면, 거기 물질이 작기 때문에 거기서 나오는 신호도 되게 작아요. 신호가 작으면 그 신호를 우리가 검측하는 것도 쉽지가 않아요.
여러분들 이게 뭐에요? 이게 나노튜브(nanotube)에요. 그래서 이 직경이 보통 나노 사이즈고 이게 길이가, 길이는 지금 실험실에서 길이로 미터까지 만들어요. 모두 연결하면 굉장하죠. 실로 꿸 수도 있고, 우리가 눈에 보이는 것처럼 실로 꿰 멜 수도 있어요. 나노튜브(nanotube)를 이용해서 실험실에서 다 만들 수가 있어요. 그래서 이제 그런 것들을 이용해서 굉장히 많은 것들을 하는데.
이게 나노튜브(nanotube) 종류가 이렇게 원이 하나 짜리도 있고, 두 개짜리도 있고, 여러 개짜리도 있어요. 이런 이런 것 실험실에서 다 조정해서 만들어요. 처음에 여러분들 어떻게 만드는지 몰랐죠? 그렇지만 지금은 다 조정해서 만들어요. 그리고 옆에서 보면, 이런 원자들이 이렇게 육각형 배열을 하고, 이건 전자 현미경으로 보면 쭉 이렇게 wall, 벽이 이렇게 있어요. 이 나노튜브(nanotube)라는 게 그냥 우리가 상상 속으로만 있는 게 아니라, 여러분들 실제로 우리가 전자 현미경으로 다 관측할 수 있어요. 원자 하나까지도 다 관측할 수 있어요. 그런데 실제로 실험실에서 만들어가지고 보면, 이런 숯 덩어리에요. 시커먼 숯 덩어리. 그래서 전자현미경으로 보면 이렇게 거미줄처럼. 그래서 이런 것들이 굉장히 우수한 특성을 가지고 있어요.
이런 것을 이용해서 우리가 많은 것들을 하고 있고, 이거를 가지고 우리가 처음 연구했을 때 뭘 했냐(하)면 TV를 만들었어요. 여러분, 요즘은 그렇지 않은데 옛날에 보면은 브라운관 튜브가 있었어요. 덩치가 크고 무겁고 그렇죠? 기억나요? 그거는 뒤에 이제 전자총이라는 게 있는데, 우리가 나노튜브(nanotube)를 만들어서 이렇게 판에다가 나노튜브(nanotube)로 전자총을 다 이렇게 씌워서 만들었어요, 쉽게. 그러면, 요 전자 총 대신에 이런 패널을 뒤에다 딱 붙이면, 이게 벽걸이 형 TV가 되는 거에요. 이런 연구를 저 같은 경우에는, 삼성에서 거의 한 15년 동안 같이 연구를 해가지고 실제로 2002년 월드컵 할 때 이걸 만들어가지고 다 봤어요. TV를 만들어가지고, 이 TV 가지고 2002년 월드컵 시청하고 그랬어요. 근데 지금은 이제 액정 TV가 워낙 잘 발달 돼가지고 시장을 확보하는데 실패했어요. 아무리 잘 만들어도 시장이 원하지 않으면 안 되는 거에요. 그게 이제 여러분들한테는 어려운 부분 중에 하나에요.
그 다음에 이제 나노튜브(nanotube)로 이렇게 투명전구를 만들 수 있어요. 여러분들 전화기 보면, 전화기 이렇게 투명하죠? 거기에 다 전극이, 투명전극이 있어요, 터치패드로. 그래서 그런 것들을 지금은 다른 것들로 만드는데, 나노튜브(nanotube)갖고 이런 거 다 만들었었어요, 나노를 가지고. 사실 굉장히 많은걸 할 수 있는데 우리가 아직 다 하는 건 좀 힘들죠.
여기 지금 나노 하는 사람들이, 이 자동차 여기 이렇게 있는데, 이 자동차의 거의 모든 부분을 전부 나노로 만드는 부품으로 대체할 수가 있어요. 여기 보면 내가 뭐 예를 들어서, 여기 전면 유리에다가, 지금은 전면유리가 얼면 여러분 나가서 손으로 다 이렇게 해야죠. 근데 여기다가 투명 히터를 싹 붙이면, 열선을 붙이면, 투명한, 그것도. 안에 들어가서 그냥 스위치만 딱 켜면 다 주르륵 녹아 내리죠. 그렇게 만들 수도 있고. 그리고 이 바디 자체도 지금보다 더 가볍게, 더 강하게, 우리가 나노튜브(nanotube) 하고 고분자 하고 복합체로 해서 만들 수 있죠. 그런 연구들을 실제로 하고 있어요.
그 다음에 나노튜브(nanotube)를 이용해가지고. 윤활제 그 바퀴에 들어가는 윤활제를 할 수도 있고. 또 shock absorber(충격흡수기)라고 해가지고, 여기 이거 있죠. 이런 것들도 더 튼튼하게 만들 수 있어요. 그러니까 나노가 가지고 있는 장점이 굉장히 많아요. 여기 뭐 이게 CNT를 이용해서 발광체도 만들 수 있고. 그 다음에 브레이크(brake)도 만들 수 있고. 그 다음에 자동차 휠(wheel)도 지금보다 더 가볍게 나노튜브(nanotube)를 넣어가지고, 알루미늄을 더 강화시켜서 더 가볍게 만들 수 있고. 그 다음에 차 프레임(frame)도 만들 수 있고, 심지어 자동차에 쓰이는 페인트 이런 것도 나노 기술을 이용해가지고 만들어 낼 수가 있어요. 그래서 이런 일들은 끝도 없는 일들이 너무 많아서 아마도 여러분들이 과학자가, 나중에 커서 과학자가 돼서 여러분들이 해야 할 거에요.
자 근데 이렇게 하다 보면, 사실은 나노라는 걸 연구하기 위해서 아무리 물리학자지만 물리 이외에도 내가 알아야 할게 되게 많아요. 화학도 알아야 되고, 생물도 알아야 되고, 그 다음에 뭐 컴퓨터 프로그램도 알아야 되고, 다 알아야 해요. 그래서 공부해야 할게 되게 많아요 그래서 물론 많이 공부해야 되요. 공부를 해야 되지만, 해야 되는 건 하는 거잖아. 그래서 겁먹어서는 안되고.
그럼 이제부터, 시간이 많이 지났으니까 빨리 끝낼게요. 어떻게 하면 우리가 창의적인 생각을…… 여러분들 창의적이라는 말 많이 들어봤죠? 그런데 뭐가 창의적이에요?
남들이 하지 않은 생각? 그렇지, 남들이 하지 않은 생각. 내가 예를 하나 들게요. 사실은 우리나라 과학이 발전해서 우리도 이제 노벨상을 탈 때도 됐지만, 항상 노벨상은 아직도 우리는 못 타고 있지? 자 그런데 노벨상은 뭐 물리학, 화학, 생물, 의학, 경제학, 평화상 뭐 많이 있지요? 그런데 그 모든 노벨상 수상자들을 다 통틀어 놓고 사람들이 공통분모 하나를 찾았어요, 공통점. 그러니까 분야에 관계없이 그 사람들을 통틀어서 하나의 공통점이 있었어요. 글쎄요, 노벨상을 받은 사람들의 아이큐가 여러분들 생각보다 그렇게 많지 않아요. 100보다 조금 더 높아요, 평균 아이큐가. 그러니까 그런 건 중요하지 않다는 거에요, 그런 일반적인 관념이 중요하지 않다는 거에요.
이거에요. 노벨상 수상한 사람들의 모든 분야에 관계없이 공통점 하나가 그 수상자가 최소한 세 개 이상은 문화를 경험했다, 자기가 사는 동안. 세 개 이상 문화를 경험했다는 것은 여러 가지가 있을 수가 있어요. 예를 들어서, 뭐 내가 미국 가서 박사학위를 따고, 그럼 하나를 경험했고. 그 다음에 어느 나라에 가서 또 연구 경력을 쌓았다, 그럼 또 하나의 경험이 되는 거고. 또 뭐 그런 거하고 관계없이 내가 어느 나라에 가서 살은 적이 있다, 그것도 하나의 경험이 되는 거고. 뭐 이런 거에요. 그래서 적어도 다양한 문화를 경험해 봤다는 거에요. 이 사람들이 그러면 여러분들 입장에서 그게 왜 중요해요? 다양한 문화를 경험했다고 하는 게? 사실은 여러분들 우리가 이렇게 살고 있지만, 저기 아프리카에서 사는 사람들 보면 여러분들하고 똑같은 생각, 가치관을 가지고 살고 있을 거 같아요? 전혀 아니에요. 굉장히 다른 생각을 가지고 다른 가치관을 가지고 살아요.
그런데 “왜 그러면 그 사람들이 그런 가치관을 갖게 되었을까?” 이렇게 내 생각을 바꿔보고 이해하는 게 굉장히 중요해요. 그런 훈련이 필요한 거에요. 그런 게 다 머리 회전이라는 거에요. 그래서 내 생각엔 창의적이라고 하는 말 자체는 뭐냐(하)면 다른 생각으로 사는 거다. 그래서 그러기 위해서는 어떻게 해야 한다고? 다양한 문화를 경험해야 한다는 거야. 자 그러면 다양한 문화를 어떻게 경험 할거야? 경험을 많이 쌓아야 하는데, 여러분 경험을 많이 쌓아야 한다는 게 키워드야. 나는 여러분들에게 공부하라고 하고 싶지 않아요. 내가 여러분만 할 때는 별로 그렇게 공부 열심히 안 했어요. 나는 시골에서 살면서 노는데 주력했고 어떻게 하면 재미있게 놀 수 있을까 그런 거 많이 했죠.
어쨌든 경험을 많이 쌓는 거에요. 이 경험을 많이 쌓는 것이 가장 좋은 것 중에 하나인 거에요. 그래서 여러분들, 여러분들의 부모님들이 여러분들을 학교에 보내죠? 주말이면 가만히 있지 말고 어디 가자고 자꾸 그래요. 방학 때 되면 부모님 놀러 가자고 회의를 해요. 여러분들 돈 벌면 되잖아. 우리 아들놈은 지 아르바이트 해가지고 나하고 여행 가자고 그러던데. 놀러 가세요. 자 그래서 여러분들 여행을 많이 하는 게 좋아요. 여행은 꼭 외국을 가는 여행이 아니어도 사실 제가 여기 파주는 오늘 처음 와봤어요. 내가 전세계를 굉장히 많이 돌아다녔지만 파주는 처음 와봤어요. 그런데 우리나라도 곳곳에 우리나라처럼 아름다운 나라가 없어요. 여러분들 한가지 그건 분명히 알아야 해요. 우리나라처럼 좋은 나라가 없어요. 그래서 대한민국은 어디를 가도 곳곳이 아름답고 특징이 있어요. 그래서 여러분들이 가서, 우리나라 아주 촌에 사는 사람들하고 또 우리하고 가치관이 달라요. 그래서 여러분들 그런 것들을 부모님하고 같이, 그런 데는 경비가 많이 드는 게 아니잖아. 꼭 차를 타고 가지 않아도 되고, 기차를 타고 가도 되고.
그래서 사실은 경험을 얻는 또 다른 중요한 방법이 책 읽는 거에요. 책은 우리한테 간접적인 경험을 줘요. 책을 쓴 저자는 책의 종류에 따라서 자신의 경험을 책 속에 다 담는데, 그걸 우리가 책을 읽음으로 해서 습득할 수 있는 거에요. 그래서 여러분 책 읽는 걸 게을리 하면 절대로 좋은 과학자가 될 수가 없어요. 여러분 난 100퍼센트 자신할 수 있어요. 내가 어렸을 때부터 지금까지 계속 놀긴 했지만 책을 굉장히 많이 읽었어요. 아 책은 근데 난 지금도 만화책을 읽지만, 지금도 내 방에 가장 많은 게 만화책이에요. 뭐 슬램덩크에서부터 뭐 굉장히 많지. 그러니까 지금도 우리학생들이 내가 만화 읽는 거 좋아하는걸 다 알아서, 졸업생들이 생일선물로 만화를 보내줘요. 그래서 만화가 엄청 많아요. 근데 나는 어렸을 때는, 초등학교 때는 책을 굉장히 많이 읽을 기회가 있었고 거의 모든 책을 그 나이 때 다 읽었어요. 중학교 때는 중학교 그 서점에 가서 중국 무협소설, 엄청 많이 읽었어요. 그때는 서점에서 중국 무협소설 빌려 읽었는데, 서점에 있는 거의 모든 책을 다 읽었어요. 밤새도록 그 다음날 수업시간에 막 졸고.
그러다가 고등학교 때는 우리 국어선생님이 엄청 시에 대해서 강의를 잘하셔가지고, 시에 빠져가지고 거의 모든 시들을 다 읽었어요. 서점에 가서도 읽고. 친구들한테도 빌리고. 그래서 시 외우는 것도 굉장히 잘했어요. 고등학교 때는, 고등학교 졸업하고 내가 대학을 들어가기 전에는 내가 직장생활을 했을 때도, 여러분들하고 조금 달라. 내가 직장 생활하면서, 내가 월급 타고 제일 처음 간 곳이 서점이에요. 그 당시에는 철학서를 굉장히 많이 읽었어요. 그래서 내가 볼 때, 그런 것들이 지금 내가 과학자로서 쓰는데 굉장히 큰 도움이 많이 됐어요. 지금도 나는 내가 학교 때 배운 영어 단어 같은 것들을 잊어버리지 않기 위해서 지금도 영어 소설을 읽어요. 내 머리맡에는, 잠자리에는, 항상 영어소설이 있고 내가 여행갈 때면, 내 가방 속에는 항상 영어소설이 있어요. 그래서 영어를 잘 쓰려고 노력을 많이 해요, 지금도. 그래서 여러분들이 책을 읽지 않으면 절대 좋은 과학자가 될 수 없어요. 왜냐하면 여러분들이 연구를 하고 논문을 쓰는데 책을 읽는 게 훈련이 안되어 있는 사람들은 논문을 잘 못써요. 그래서 여러분들 책을 읽는 것도 중요하고 여러분 일기 쓰는 것도 중요하고.
자 그 다음 더 중요한 건 놀기에요 놀기. 근데 불행히도 여러분들 놀고 싶어도 놀지 못하지? 친구들이 다 학원 가니까? 근데 그럼 더 좋아요. 자기 맘대로 자기가 찾아서 놀 수 있잖아. 게임 하지 말고. 게임은 죄악이에요 죄악. 여러분 게임 하는 사람들은 절대로 좋은 과학자가 될 수 없어요. 시간 있으면 나가서 놀아요. 운동하고 자기 몸을 건강하게 하는 것도 굉장히 중요해요. 여러분들 내가 지금 나이가 많아도, 내 나이쯤 되는 교수들은 다 집에서 놀고 있어요, 근데 난 아직도 열심히 일하고 있어요. 그래서 자기 몸을 건강하게 유지하는 것도 굉장히 중요한 거에요.
여러분들 솔직히 자기가 잘하는 게 뭐가 있어요? 없지? 그러니까 자기가 잘하는걸 만들어 내는 것이 중요한 거에요. 나는 어렸을 때 시골에서 자라서 장기, 바둑, 뭐 포커, 화투 이런 거 엄청 잘해요. 나는 놀라고 권하고 싶어요. 여러분들 잘 놀아야 해. 너무 책상에 앉아있으면, 영어로 말하면 nerd가 되요 nerd. 그런 사람이 되면 안돼요. 그래서 그 여러분들 이런 것들을 실천했으면 좋겠어요.
그리고 또 한가지, 여러분들 어렸을 때 말을 배울 때는 ‘왜?’ 라는 질문을 달고 살았어요. 여러분들 지금 쪼끄마한 꼬맹이들 보면 항상 왜라고 물어요. 그런 질문 많이 하잖아. 그런데 한동안 여러분들 그런 질문들을 다 잊어버렸어요. 여러분들 지금 질문 안 하죠? 해요? 오 대단하다 그래서 자기가 질문을 포기하면 좋은 과학자가 될 수 없어요.
내 방에는 대학원생들이 되게 많아요. 우리 연구소에 연구원들이 한 100명 있지만 내가 늘 강조하는 것은, 나에게 늘 질문하는 거야. 질문을 하지 않으면 머리가 자라지 않아요. 자기가 생각을 해야 질문을 할 수가 있어요. 그것이 굉장히 어리석은 질문이지만 해야 해요. ‘아 내가 이 질문을 하면 다른 애들 다 안대. 아 쪽 팔린다.’ 이렇게 생각할 수 있지만, 그렇게 생각해도 질문을 해야 해요. 그럼 그 사람도 나중에 안 쪽 팔리는 거지. 그때 질문 안 하면 그 사람은 계속 쪽 팔린 거거든요. 그렇지 않아? 질문해서 그 당시에 알면 쪽 팔리지 않잖아. 근데 그걸 계속 놔두면 계속 쪽 팔리잖아. 그래서 여러분들 질문하는 걸 절대로 두려워하지 말아요. 유명한 사람일수록 질문을 더 꼬치꼬치 해야 해. 그런 사람일수록 질문 받는걸 굉장히 좋아해요. 그러니까 여러분들이, 절대로, 질문하세요. 어떤 자연현상을 보고 저게 왜 저렇게 되는지 하는 질문을 끊임없이 해야 해요. 하늘이 왜 파랗지? 예를 들어서 왜 저녁에는 노을이 지면 빨갈까? 평소에는 저렇게 파란 하늘인데? 무슨 일이 벌어졌냐 이거지. 여러분들이 그런 질문을 계속 해야 되요. 여러분들 심지어 나무 잎사귀가 왜 파랗나 이거지. 왜 노래지지 가을에는? 그러니까 그렇게 사고를, 자기 스스로 논리를 만들어내고 그런 훈련을 하는 것. 여러분 굉장히 중요해요.
자, 내가 지금 여기 와서 강의하는 여러 가지 우리나라의 현실적인 문제가 있어요. 우리 지금 현재 어떻게 살고 있나. 여러분들이 느낌이 안 올지 모르겠지만 여러분들은 지금 우리나라 역사상 가장 잘 사는 시기에 속해 있어요. 우리나라 역사가 지금만큼 잘 사는 적이 없어요. 여러분들 복 받은 사람들이지? 그런 면에서. 근데 문제가 뭐냐 면, 우리가 이렇게 잘사는 데에도 불구하고 우리는 항상 불안해. 왜냐면 우리한테는 자원이 없어요. 기본적으로 우리는 이런 자원이 없어요. 우리나라 산업구조를 보면 뭐에요. 돈 벌려면 수출에 의존을 해야 되고, 그 다음에 주로 물건을 만들어서 파는 거에요. 외국에서 재료를 갖다가 물건을 만들어서 거기에서 나오는 이윤, 발생되는 이윤. 우리가 사는 방법이에요. 그래서 그게 뭐에요. 반도체, 철강, 조선, 자동차. 우리나라에서 뭐 아무것도 없잖아? 다 수입해서 조립해서 팔아먹는 거에요. 그게 우리가 가지고 있는 현실에요.
그런데 우리가 갖고 있는 최대의 강점은 뭔지 알아요? 우리나라 사람은 우수해요. 우리나라 사람들은 나는 외국에 많이 다니고 연구했지만, 정말 우리나라 사람들은 머리 좋아요. 그래서 내가 한국사람이라는 게 굉장히 자랑스러워요. 실제로 우리나라 사람들은 거의 모든 분야에 외국에 지금 한국사람들이 나가서 많이 살고 있지만, 그 나라에 속한 어느 누구보다도 그 사람들이 똑똑해요. 모든 곳에서 다 잘하고 있다고요.
우리나라 사람들의 또 한가지 장점은 근면하고 성실해요. 이게 이해가 안 가지만 여러분들 크면 이해가 갈 거에요, 왜 내가 이런 말을 하는지. 어쨌든 우리는 이런 장점을 가지고 있어요.
근데 이제 과학을 좋아하는데 부모님들이 여러분들 과학자 된다고 하면 좋아해요? 오 좋은 부모님들이네. 근데 과학 한다고 하면 싫어하시는 부모님들도 많아요. 그거 뭐 하러 하냐고. 그 첫 번째 이유가 과학자들은 별로 가난하다? 그런 인상이 좀 있어요? 그래서 안 시키려고 해요. 우리나라는 뭐, 정치가 중에 과학자인 사람 있어요? 뭐 한 사람도 없잖아요. 그런데 중국가면 중국에 정치가들은 전부 다 과학자들이에요. 중국에 지금 뭐 시진핑 이런 사람들 보면 전부 이공계 사람들이에요.
그렇지만 그렇지 않아요. 과학자들이 사회에서 대우받지 못한다? 여러분들 이거 전부 잘못된 생각에요. 왜냐하면 대학에서 인문계 졸업한 사람하고 이공계 졸업한 사람하고 둘 월급을 비교하면 이공계열 졸업한 사람들이 훨씬 더 많이 높아요.
그 다음 과학자가 가난하다? 뭐 내가 여러분들 내가 월급 얼마 받는지 알아요? 여러분들이 생각하는 것보다 훨씬 많이 받아요. 우리나라에서 상위 0.0001프로 정도 돼요. 내가 지금 쓰고 있는 연구비가 일년에 한 100억이에요. 물론 내 월급하고는 좀 다르겠지만. 그렇지만 어쨌든 여러분이 생각하는 것 보다 훨씬 많이 받아요. 여러분들 부모님들보다 내가 훨씬 더 받아요. 그러니까 과학자가 되는 건 가난한 게 아니에요. 왜냐하면 잘하는 사람들은 엄청 인정을 많이 받아요. 미국에서 좋은 교수들은 그 옛날 20년전에 월급을 수백만 불을 받아요. 그러니까 요즘은 그런 게 더 심해서 더 많이 받아요. 그래서 여러분들이 잘하면 월급 많이 받는다는 얘기에요.
그 다음 뭐 의사가 되는 것이 편하다? 요즘은 다 의사 되려고 그러죠? 근데 정작 중요한 거는 의사가 되면은 돈을 많이 받기 때문에, 사회적으로 편하기 때문에, 의사가 되려고 하는 건데. 정작 중요한 거는 본인들이 느끼는 행복감이에요. 여러분이 하는 일에 대해서 행복을 느껴야 해요. 나는 내가 하는 과학에 대해서 행복감을 느껴요. 내가 열심히 일해서 일한만큼 결과가 나오고, 그것이 내가 사는 사회에 어느 부분이던지 기여가 되고, 이런 것들이 제일. 그리고 나는 의사처럼 이렇게 병원에만 있지 않고 전세계를 돌아다닐 수 있어요. 내가 일년 중에 3분에 1은 외국에 나가 있어요. 우리 아들이 내가 교수된 거 되게 싫어하는데, 왜냐하면 내가 별로 봉급을 못 받는다고, 우리아들이 여러분만할 때, 되게 싫어했어요. 그때는 이제 젊었으니까 월급도 그렇게 많이 받지 않고 그러니까, 아빠 뭐 열심히 하지만 집에 가져오는 건 뭐 별로 없다 이거지. 근데 우리아들이 그 당시만 해도 제일 부러워하는 게 뭐였냐 면 내가 외국에 가는 거였어요. 여행을 마음대로 가니까 그게 좋다고. 실제로 과학자들을 전세계 과학자들하고 교류하면서 해외 나갈 기회가 굉장히 많아요. 나보다 더 유명한 사람들은 일년에 한 절반은 외국에 나갈 거에요. 그러니까 병원에 가만히 앉아서 환자만 쳐다보는 것 보다 과학자 되는 게 훨씬 더 낫다 이거지. 우리아들도 이점은 인정을 하고, 우리 아들도 굉장히 공부를 잘했는데 의사 안 됐어요. 지금 그래서 과학공부하고 있어요 외국 대학원에서.
그 당시에는 자기도 할 일이 없으면 교수하겠다고 했는데, 지금은 별수없이 이제 자기가 교수 되려고 하고 있지요.
자 여러분들 마지막으로 이거 하나만 보여드릴게요. 우리 실험실에 대학원생들이 굉장히 많아요. 이제 그 학생들은 졸업하고 교수가 되기도 하고, 뭐 연구소에 연구원이 되기도 하고 회사연구원이 되기도 하는데. 내가 실험실의 아이들한테 교육하면서 생활지침을 벽에 붙여놓고 늘 강조하는 게 이거에요. 여러분들 한번 읽어보세요.
자기의 연구주제가 이 사회에 어떤 기여를 할 수 있는가 이것을 늘 생각하라고 그래요.
그 다음에 the best or the first 최고로 하던지 최초로 하라는 거에요.
그 다음에 여러분들이 잘 이해할지 모르겠지만, Publish or Perish 우리 과학자들한테 생명은 논문 쓰는 거에요. 논문 쓰지 않으면 죽은 거나 마찬가지에요.
그 다음에 영어를 밥 먹듯이 꾸준히 하라. 이게 어느 정도냐. 여러분들이 영어 정말 잘해요? 영어 잘 못하죠? 영어를 잘하는 방법을 가르쳐드릴까요? 영어는 절대로 하루아침에 극복되는 게 아니에요. 여러분들이 아이가 말을 배우는 과정과 같아요. 영어는 천천히 계속 밥 먹듯이. 안중근 의사가 하루라도 책을 보지 않으면 입에 가시가 돋는다고 그랬죠? 여러분들은 하루라도 영어 단어를 외우지 않으면 가시가 돋아야 돼요. 그 대신 늘 자기 몸에서 떼 놓지 않아야 해요. 항상 영어책을 들고 있어야 해요. 내가 공부 안하고 많이 놀았지만 내가 잘한 것 중에 하나가 뭐냐 하면, 나는 중학교 들어가서부터 지금까지 내 몸에서 영어를 떼 본적이 없어요. 영어를 틈틈이 많이 했어요. 수업과 수업 빈 사이에 영어책을 보는 방법, 그리고 내가 출퇴근 하면서 보는 방법, 이 방법이 다 다르죠. 내가 외운 대부분의 단어는 다 내가 여러분 중학교 때, 여러분만할 때 외운 거에요. 내가 아는 새로운 배운 단어들보다 그 당시에 내가 중학교 때 외웠던 단어들이 더 많아요.
그거는 내가 그런 환경에 있었기 때문인데, 어쨌든 나는 그렇게 노력을 했기 때문이에요. 그래서 영어를 잘하기 위해서는 절대 영어를 몸에서 떼어 놓으면 안돼요. 조금씩 조금씩. 많이 하지 말고.
어쨌든 이런 여러 가지 실험실의 생활 규칙이 있어요. 그러니까 좋은 과학자가 되기 위해서는, 여러분들이 커서 대학원생이 되면 훈련을 더 많이 해야 하지만, 지금은 여러분들이 자기 상상력을 키우는 일을 더 많이 해야 돼요. 그게 창의적인 거에요. 그러기 위해서는 여러분들 어떻게 하라고? 많이 놀라고. 책 많이 읽으라고. 이해가세요?
여러분들 이제 주말 되고, 방학 되면, 집에 가만히 있지 말고 부모님 졸라가지고 한국에 여기저기 구석구석 다 돌아다녀보고 그런 일들을 좀 하세요. 알았어요?
자 오늘 강의 여기서 마치겠습니다.
사회자: 오늘 나노로 바꾸는 세상 강연을 해주신 이영희 단장님께 정말 감사 드립니다. 우리 학생들이 나노에 대해서 간단한 개념과 우리 사회에서 어떤 분야에서 쓰이고 있는지, 어떤 모습으로 우리 삶에 영향을 미치는지 조금은 알게 된 시간이었던 것 같습니다.
자 여러분, 교수님이 여러분께 해주신 여러 가지 조언들 중에, 창의성을 키우는 가장 좋은 방법. 마지막에 강조했던 것, 뭔지 기억 하세요? 벌써 잊어버렸어요? 질문하기가 있었습니다. 여러분 지금 오늘처럼 이영희 단장님을 만나게 될 기회가 다시 없을 수도 있어요. 아까 말씀하셨던 것처럼, 창피하다고 질문하지 않지 말고, 질문하는 것을 두려워하지 말고, 지금 궁금했던 점이 있으시면 질문해주셨으면 좋겠습니다. 자 궁금했던 거 있는 친구 있어요? 손들어 주세요. 다시없는 기회니까.
질문자1: 나노 로봇이 대중화 될 수 있어요?
이영희단장님: 우리가 나노로 만드는 세상 중에 하나가, 이제 나노 로봇을 만들어서, 예를 들면 우리 몸 속에 집어 넣고 혈관 막혔으면 가서 뚫고, 암 걸린 부분이 있으면 암을 치료할 수 있는 것을 거기 가서 이렇게 만들어 내고 이런 것들을 하는데, 그거는 아직 못 만들었어요. 아직 못 만들지만 우리가 최종적으로 꿈꾸는 세상 중에 하나에요. 그게 아마 여러분이 해야 하는 일 일지도 몰라요. 또 질문?
질문자2: 개인적으로 제일 좋아하는 만화는?
이영희단장님: 개인적으로 제일 좋아하는 만화는, ‘불의 검’ 이라고 있어요. 여러분들은 잘 모르네. 내용은 나중에 말해줄게.
질문자3: 교수님 강의 너무 재미있게 잘 들었고요. 저는 나노 기술로 우주선을 만들어서 갈 수 있는 그런 시대가 올지 궁금해요.
이영희단장님: 지금 제가 아까 자동차를 들어서 예를 했지만, 앞으로 아마 나노기술이 자동차의 거의 대부분의 부품에 다 들어가는 거고요. 당연히 우주선에도 이제 들어가겠지요. 그럼 예를 들어서 우리가 탄소 나노튜브(nanotube) 라는 것을 이용해서, 지금 가지고 있는 금속을 더 단단히 만들어 내는 기술을 개발을 하고 있어요. 그러면서도 또 가벼운. 예를 들어서 지금 알루미늄에다가 탄소 나노튜브(nanotube)를 섞어서, 탄소 나노튜브(nanotube)가 굉장히 강도가 강하니까, 강하게 만들 수 있어요. 그러니까 가벼운 금속을 가지고 더 강하게 만들어서 우주선에 탑재할 수 있도록. 앞으로 우리가 쓰는 전자기기, 들고 다니는 전자기기들도 다 그런 식으로 대체될 수 있어요.
사회자: 자 마지막 질문 하실 분?
이영희단장님: 질문하는데 익숙하지가 않아.
질문자4: 나노 핸드폰이 있잖아요. 좀 더 나은걸 만들 수 있나요?
이영희단장님: 우리나라에서는 아직 상용화가 안되어 있는데, 아까 내가 여러분들 보여준 것 중에 하나가 그 투명전구 있잖아요? 지금 쓰고 있는 투명전구 재료는 사실 여러 번 켜지게 하면 고장이나요. 그게 무기물질이라. 그런데 나노튜브(nanotube)를 이용해서 만들면, 그게 고장이 안나요. 근데 중국에서 이미 탄소 나노튜브(nanotube)를 이용해서 투명전구를 만들고 있어요. 그래서, 아 내가 그 핸드폰을 안가져 왔는데, 내 친구가 지금 그런 연구를 하고 있는데, 나한테 그 핸드폰을 줬어요. 그래서 지금 한 달에 수백만 대씩 만들고 있어요. 그 핸드폰을. 그러니까 그런 것은 이제 하나의 예에 불과하고 굉장히 많은 부분에 나노기술이 들어가게 될 거에요. 앞으로 핸드폰에 모든 게 다 들어가요. 여러분들 health test하는 그런 것들, 건강 진단하는 그런 세트가 다 들어가고. 핸드폰 통해서 가정에 있는 무슨 뭐 전자기기들을 원격으로 다 조정하고. 이런 것들이 다 핸드폰을 통해서 구현 될 거에요.
사회자: 네, 이로써 질의응답 시간까지 마치도록 하겠습니다. 여러분 오늘 도서관 속 과학강의 “나노로 바꾸는 세상” 강연을 해주신 우리 이영희 단장님께 큰 박수를 보내드리도록 하겠습니다.