[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. 충남교육청평생교육원, '전 직원 청렴다짐대회' 개최
  2. 천안직산도서관, 6월 북플렉스 '우리는 꼭 읽어주는 거야' 운영
  3. 천안시청소년복합커뮤니티센터, 대한민국청소년박람회서 성평등가족부장관상 수상
  4. 천안법원, 아산서 천안까지 음주운전 혐의 50대 남성 징역형
  5. 천안시청 김태기 선수, 철인3종 아시안게임 국가대표 최종 선발
  1. [박현경골프아카데미]레슨 프로들이 말하는 캐디를 내편으로 만드는 방법
  2. [중도일보-세종선관위 공동기획 '지방선거 포커스⑧'] 개표소 설비상황 점검
  3. "내가 총장후보 적임자" KAIST 새 총장 선임절차 '속도'
  4. 김정규 타이어뱅크 회장 파기환송심서 징역 3년 선고
  5. [프리즘] 견마지로(犬馬之勞)의 현대적 해석과 성과급 문제

헤드라인 뉴스


이제는 `23대 총선` 앞으로… 6·3 지선 충청권력 구도 개편

이제는 '23대 총선' 앞으로… 6·3 지선 충청권력 구도 개편

제9회 전국동시지방선거가 3일 막을 내리면서 충청 정가의 관심은 23대 국회의원 선거로 옮겨가고 있다. 다음 총선은 시기상조라는 관측도 있으나, 이번 지방선거 성적표를 받아든 여야 각 정당과 출마를 준비하는 인사들은 나름의 분석과 셈법 계산에 들어갔다. 금강벨트의 지방권력과 헤게모니를 쥐기 위한 23대 총선 경쟁이 어떻게 전개될지 주목된다. 이번 6·3 지방선거가 끝나면서 지역 정치권 시선은 23대 총선을 향하는 중이다. 물론 이번 지선에서 여야가 전략지인 금강벨트를 놓고 격렬하게 맞붙은 만큼 당분간 소강상태가 이어질 것이란 관측도..

[숏폼영상] 허태정, 4년 만에 대전시장 복귀… 시민 선택 받았다
[숏폼영상] 허태정, 4년 만에 대전시장 복귀… 시민 선택 받았다

제9회 전국동시지방선거 대전시장 선거에서 더불어민주당 허태정 후보의 당선이 확실시됐습니다.이날 허태정 선거캠프에는 지지자와 당 관계자, 선거운동원, 취재진 등이 대거 모여 개표 상황을 지켜봤습니다. 캠프 내부에는 개표 결과를 기다리는 긴장감이 감돌았지만, 시간이 흐를수록 허 후보의 우세가 이어지면서 참석자들의 기대감도 점차 높아졌습니다.당선이 확실하다는 소식이 전해지자 캠프는 순식간에 환호성으로 가득 찼습니다. 지지자들은 자리에서 일어나 박수를 치며 서로를 끌어안았고, 곳곳에서 "허태정"을 연호하는 목소리가 터져 나왔습니다.캠프에..

[한화에어로 참사] 세 번의 폭발 사고, 젊은 노동자 희생도 반복됐다
[한화에어로 참사] 세 번의 폭발 사고, 젊은 노동자 희생도 반복됐다

한화에어로스페이스 대전사업장에서 2018년과 2019년에 이어 올해까지 세 차례 폭발 사고가 반복된 가운데, 희생자 상당수가 20대 노동자였던 것으로 확인됐다. 방산 제조 현장의 사망사고가 되풀이되는 동안 그 피해는 생산 현장에 투입된 젊은 노동자들에게 집중됐다. 3일 과거 한화에어로스페이스 사망사고 판결문 등을 종합한 결과, 2018년과 2019년, 2026년 세 차례 폭발 사고로 숨진 근로자 13명 가운데 8명이 20대였다. 전체 사망자의 60%가 넘는다. 여기에 올해 사고에서 전신 화상을 입은 중상자 1명도 20대인 것으로 파..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 지방선거 끝…선거벽보 철거 지방선거 끝…선거벽보 철거

  • 분주한 개표소 분주한 개표소

  • 허태정 대전시장 후보 당선 ‘확실’ 허태정 대전시장 후보 당선 ‘확실’

  • 출구조사에 ‘엇갈리는 희비’ 출구조사에 ‘엇갈리는 희비’