[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. 與野 행정수도특별법 합의처리로 "세종시 완성" 의지 증명해야
  2. 대전시, 시내버스 이용 에티켓 홍보 확대
  3. 대전서 연이틀 배터리 충전 화재… 전기 이동수단 이용 증가에 '안전주의보'
  4. [문화 톡]노금선 전 MBC 아나운서의 화려한 귀환
  5. 성광진·임전수·이병도·김성근 충청권 민주진보교육감 "초광역 협력 약속"
  1. [내방] 백동흠 대전경찰청장 등
  2. 맹수석 대전교육감 예비후보 단일화 재논의 제안에 후보들 반응 '싸늘'
  3. 안전지도 해도 사고 나면 무조건 교사 책임?…사라지는 학교 현장체험학습
  4. 'IBS 과학문화센터' 일상 속 과학을 만나는 공간으로 자리매김
  5. 대전보훈병원, 충남대 의과대학과 지역의료인재 양성 '함께 노력'

헤드라인 뉴스


"무색해진 여야 약속" 세종 행정수도법, 지방선거 전 통과 불발

"무색해진 여야 약속" 세종 행정수도법, 지방선거 전 통과 불발

세종 행정수도특별법(이하 행정수도법)이 우여곡절 끝에 국회의 첫 논의 테이블에 올랐지만 위헌 소지와 국민적 공감대를 이유로 제동이 걸렸다. 사실상 지방선거 전 제정이 불발되면서 '조속한 처리'를 강조했던 여야 지도부의 약속이 무색해졌다는 비판이 나온다. 22일 국회에 따르면 이날 열린 국토교통위원회 법안심사소위원회는 행정수도 완성을 골자로 발의된 특별법 5건(황운하·강준현·김종민·김태년·엄태영·복기왕 등 대표 발의)에 대해 논의를 시작했지만 심사를 보류했다. 앞서 행정수도법은 지난달 30일과 이달 14일 소위에도 상정됐지만 65개..

대전 지방선거 광역 및 기초단체장 대진표 완성 전운
대전 지방선거 광역 및 기초단체장 대진표 완성 전운

6·3 지방선거를 40여 일 앞두고 대전 광역 및 기초 단체장 여야 대진표가 완성되면서 전운이 감돌고 있다. 현직 단체장들이 등판 예열을 마치고 본격 링에 오르는 가운데 곳곳에서 '리턴매치'가 성사되며 선거 열기가 빠르게 달아오르고 있다. 2018년 이후 8년 만에 대전에서 3선 구청장이 배출될는지도 촉각이다. 22일 지역 정치권에 따르면, 더불어민주당은 전날 동구청장 후보로 황인호 전 동구청장을, 서구청장 후보로 전문학 전 시의원을 확정했다. 이로써 대전시장과 5개 구청장을 포함한 지역 단체장 선거 구도가 모두 완성됐다. 대전시장..

중동전쟁 여파 나프타 68% 급등… 생산자물가 7개월 연속 상승
중동전쟁 여파 나프타 68% 급등… 생산자물가 7개월 연속 상승

중동전쟁 여파로 나프타 가격이 68% 급등하는 등 생산자물가가 7개월 연속 상승한 것으로 나타났다. 통상 생산자물가가 오르면 시차를 두고 소비자물가에 반영되는 만큼, 향후 물가 상방 압력이 확대될 것으로 전망된다. 22일 한국은행이 발표한 '2026년 3월 생산자물가지수(잠정)'에 따르면, 지난달 생산자물가지수는 125.24(2020=100)로 전월 대비 1.6% 상승했다. 생산자물가는 2025년 9월 이후 7개월 연속 오름세를 보이고 있다. 생산자물가지수가 이처럼 장기간 상승한 것은 환율과 유가가 급등했던 2022년 1~7월 이후..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • ‘에너지 절약 동참해주세요’ ‘에너지 절약 동참해주세요’

  • 자연 속 힐링 요가 자연 속 힐링 요가

  • 실전 같은 소방훈련 실전 같은 소방훈련

  • 도심 속 눈길 사로잡는 영산홍 도심 속 눈길 사로잡는 영산홍