[정창식]과학의 진실:직관과 데이터 사이에서

  • 오피니언
  • 사외칼럼

[정창식]과학의 진실:직관과 데이터 사이에서

[사이언스 칼럼]정창식 한국기초과학지원연구원 오창센터장

  • 승인 2011-12-05 14:43
  • 신문게재 2011-12-06 21면
  • 정창식 한국기초과학지원연구원 오창센터장정창식 한국기초과학지원연구원 오창센터장
▲ 정창식 한국기초과학지원연구원 오창센터장
▲ 정창식 한국기초과학지원연구원 오창센터장
법관은 판결로써 말하고, 장인은 작품으로 말하듯이 과학자는 논문으로 말한다. 과학자라는 직업이 가지는 큰 매력은 일의 성취가 논문이라는 기록으로 남는 것인데, 그 기록은 먼 훗날의 연구에 있어서도 중요한 참고자료가 된다. 따라서 과학자들은 자신이 실험한 데이터를 해석하고 다른 연구와의 연관성 내지 차별성을 서술할 때 이례적으로 가혹한 검증을 요구받으며 또 그것을 당연하게 받아들여야 한다.

그런데 과학자들이 부딪히는 문제점 중의 하나는 실험의 결과가 예측했던 바와 일치하지 않는 경우가 많다는 것이다. 사실 실험결과의 참값은 인간이 알 수 없다. 아무리 첨단 도구를 사용한다고 해도 모든 종류의 실험에는 불가피하게 오차가 수반된다. 그래서 어떤 저명한 학자는 실험결과를 얻는 것 자체보다 그 결과의 진정한 오차를 평가하는 것이 더 어렵다고 말하기도 했다.

실험결과의 오차를 정확하게 모른다면 데이터의 분포가 오차 때문인지 아니면 자연법칙에 지배된 것인지 판단할 수 없다. 그 전형적인 예로 지구행성과학 분야의 유명한 논쟁거리인 니오디미움(Nd) 동위원소 142의 이상치(anomaly) 흔적을 들 수 있다. Nd-142의 모핵종은 사마리움(Sm) 동위원소 146인데 지구 생성 당시에는 존재했었지만, 상대적으로 짧은 반감기(약 1억년)때문에 자연방사성 붕괴에 의해 현재에는 거의 남아있지 않다.

1990년대에 논쟁이 시작될 당시 이 연구의 가장 큰 문제점은 'Nd-142의 이상치'에 대한 이론적인 계산값이 질량분석기의 분석 오차 크기와 큰 차이가 없는 수준이라는 데 있었다. 이러한 문제는 첨단분석장비의 개발에 따라 점차적으로 해결되고 있지만 실험결과의 오차가 꼭 장비로부터만 유래되는 것은 아니다. 예를 들어 우리가 실험을 하는 동안 잰 무게의 기록은 사실 참값일 수 없는 것이 정전기나 습도 변화, 저울의 자체적인 떨림 때문에 어느 정도의 오차는 필수적으로 수반되며, 사람의 손이나 용기를 통해 미세한 시료 오염 또한 완벽하게 방지할 수는 없는 것이다. 이러한 본질적인 오차를 과학적으로 극복하기 위한 도구가 바로 통계이기도 하다.

데이터 분포가 분명히 오차 때문은 아닌데 실험 전에 예상했던 결과로부터 벗어날 때 과학자들은 그를 무시하고 싶은 충동에 사로잡히기도 한다. 그런데 사실 그 때 실험자는 과학적 성공의 첫걸음에 서 있을 수도 있으며, 이는 평범한 예측의 끝에 위대한 성취가 있는 경우는 거의 없는 것과 같은 셈이다. 그렇다고 해도 직관의 눈이 밝지 못해 큰 법칙의 사소한 예외에 집착할 경우 시간과 경비만 낭비하고 큰 성취를 이루지는 못한다.

뉴턴이나 멘델과 같이 위대한 과학자도 일종의 데이터 조작을 통해 자신의 이론을 정당화시켰다는 이야기를 들은 적이 있지만, 대가의 옥석가리기와 의도적인 데이터 조작은 전혀 다른 것이다. 필자는 이미 몇 십 년 전에 발표된 대가들의 논문에서 현재 우리가 얻고 있는 실험결과를 예측하거나 암시하는 경우를 흔히 본다. 그것은 그들이 당시 비록 구현 도구, 즉 실험 장비의 미비로 한정된 수의 데이터만 보여주었거나 아예 결과를 보여주지 못했지만 건전한 가정에 기반을 둔 직관의 힘을 가졌기에 가능했던 일일 것이다.

필자가 전공하고 있는 동위원소 지구화학 분야만 하더라도 현재에는 1조분의 1 (ppt) 범위의 극미량 동위원소에 대한 분석이 첨단분석장비에 의해 이루어지고 있다. 만약 전 세계 인구가 모두 검은 옷을 입고 있는데 단 한명만이 흰 옷을 입고 있는 경우를 가려낼 수 있는 수준보다 100배 이상 더 정밀한 분석 능력을 가지고 있는 셈이다. 이러한 첨단장비를 이용하는 것이 불가능했던 과거에 이미 결과를 잘 예측했던 논문을 볼 때면 새삼 인간의 이성에 경의를 표하지 않을 수 없다.

이런 직관의 힘은 상상을 초월하는 분량의 학습이 쌓여 얻어지는 것이 분명한 것으로 엄청나게 노력하지 않는 대가를 본 적도 들은 적도 없기 때문이다. 또 그들은 검증에 대해 교묘하게 회피하거나 두려워하기는 커녕 오히려 그것을 즐긴다. 제도적인 면을 본다면, 건전한 비판을 위해 학회지에는 항상 비평과 회신(comments and reply), 또는 토론광장(forum) 난을 싣고 있으며 심사과정에서 걸러지지 못했던 많은 내용들이 그를 통해 토의되고 있다.

언젠가부터 우리 과학계에서는 심심치 않게 데이터 조작이나 표절이라는 단어가 들려오고 있다. 분명한 것은 과학적인 진실은 건전한 직관과 엄정한 데이터에 의해 드러나지, 결코 어설픈 추측이나 조작에 의해 밝혀지지는 않는다는 점이다. 이를 아는 대부분의 과학자들은 오늘도 계측기의 스펙트럼이나 영상을 있는 그대로 바라보면서 자신만의 이론을 가다듬고 있을 것이다.

중도일보(www.joongdo.co.kr), 무단전재 및 수집, 재배포 금지

기자의 다른기사 보기

랭킹뉴스

  1. 가성비 대중교통 카드 '이응+K패스', 2026년 필수품
  2. 대전 충남 통합지자체 명칭 충청특별市 힘 받는다
  3. 대전사랑카드 5일부터 운영 시작
  4. 대전·충남 통합 논의에 교육계 쌍심지 "졸속통합 중단하라"
  5. 한국조폐공사, 진짜 돈 담긴 ‘도깨비방망이 돈키링’ 출시
  1. 붕괴위험 유등교 조기차단 대전경찰 정진문 경감, '공무원상 수상'
  2. 대화동 대전산단, 상상허브 첨단 산업단지로 변모
  3. 유성구 새해 시무식 '다함께 더 좋은 유성' 각오 다져
  4. 대전 대덕구, CES 2026서 산업 혁신 해법 찾는다
  5. 대전 서구, 84억 원 규모 소상공인 경영 안정 자금 지원

헤드라인 뉴스


대전 인구 1572명 늘었다… 인구반등 핵심은 ‘청년 유입’

대전 인구 1572명 늘었다… 인구반등 핵심은 ‘청년 유입’

대전시 인구가 12년 만에 증가세로 돌아섰다. 5일 대전시에 따르면 대전시의 2025년은 인구 증가 원년으로 기록된다. 2013년부터 12년 동안 인구 감소의 흐름이 2025년을 기점으로 상승 곡선으로 바뀌며 인구의 V자 반등이 실현됐다. 대전시 인구는 행정안전부 주민등록 인구통계를 분석한 결과, 2025년 12월 말 기준 144만 729명으로 나타났다. 이는 지난해 말(143만9157명) 대비 1572명이 증가한 수치다. 시는 2014년 7월 153만6349명을 정점으로 세종특별자치시 출범과 함께 인구 유출이 가속화되면서 지속적인..

대전시, 충남과의 통합에 역량 집중... 특례 조항을 사수하라
대전시, 충남과의 통합에 역량 집중... 특례 조항을 사수하라

2026년 충청권 최대 화두이자 과제는 단연 '대전·충남 행정통합'이다. 대전시는 올 한해 6월 지방선거 전 대전·충남 행정통합 완성을 위해 집중하면서, '대전·충남특별시'가 준(準)정부 수준의 기능 수행할 수 있도록 최대한 많은 특례 조항을 얻어 내는데 역량을 쏟아낼 방침이다. 이장우 대전시장은 5일 시청 브리핑실에서 민선 8기 시정 성과와 향후 주요 업무계획을 발표하면서 "대전·충남 행정통합을 '전광석화'로 추진해 7월까지 대전·충남특별시를 출범시키겠다"고 밝혔다. 현재 대전충남 행정통합은 '급물살'을 타고 있다. 지난해 연말..

이 대통령 `세종 집무`, 2029년 8월로 앞당기나
이 대통령 '세종 집무', 2029년 8월로 앞당기나

대통령 세종 집무실이 2029년 이전 안으로 앞당겨질 가능성이 커지고 있다. 윤석열 전 정부 초기만 하더라도 2027년 하반기 완공을 예고했으나 시간이 갈수록 점점 미뤄져 2030년 하반기를 내다봤던 게 사실이다. 이재명 대통령이 지난해 12월 12일 정부세종컨벤션센터에서 행복청 업무계획 보고회 당시 '시기 단축'을 언급했음에도 난제로 다가왔다. 당시 이 대통령은 "제가 대통령 선거하면서, 용산에 있다가 청와대로 잠깐 갔다가 퇴임은 세종에서 할 것 같다고 여러차례 얘기했다"라며 "2030년에 대통령 집무실을 지으면, 잠깐만 얼굴만..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • ‘새해엔 금연 탈출’ ‘새해엔 금연 탈출’

  • 훈장님께 배우는 사자소학 훈장님께 배우는 사자소학

  • 차량 추돌 후 방치된 그늘막 쉼터 차량 추돌 후 방치된 그늘막 쉼터

  • 새해 첫 주말부터 ‘신나게’ 새해 첫 주말부터 ‘신나게’