Jonathan Drori 의 "우리가 알고 있다고 생각하는 것들"

저는 오늘, 왜 우리는 우리가 생각하는 것 만큼 이해하지 못하는지를 설명해 보도록 하겠습니다. 먼저 네 가지 질문으로 시작해 보겠습니다. 이건 계절에 적합한 문화적 이벤트가 아닙니다. 아, 이건 선생들 사이에 통하는 농담입니다. 하지만, 사실 이 네 가지 질문은 과학에 대해 잘 알고 있다는 사람조차 대답하기 어려워합니다. 이를테면 과학 TV 프로그램의 제작자들과, 과학 교육자로 구성된 관객-- 그러니까 과학 선생님이죠-- 그리고 만 7세 꼬마들에게 물어봤습니다. 그리고 놀랍게도 이 7살 꼬마들이 상대적으로 다른 그룹에 비해서 상대적으로 조금 나은 점수를 보였습니다.

첫번째 질문입니다 : 종이에 직접 적으시거나, 머리로 기억을 하고 싶으시다면 그렇게 하십시오. 집에 계신 방청객들께서도 그렇게 해 보시는 것이 좋을 것입니다. 작은 씨앗은 거의 무게가 없는데, 나무는 아주 무겁습니다. 그렇죠? 이 점은 모두들 동의하리라 믿습니다. 그렇다면 나무는 어디에서 이런 의자를 만들 정도의 무게를 갖게 되는 걸까요? 그 물질들은 어디서 오는 걸까요? (똑똑)

두 번째 질문입니다 : 전지와, 전선 하나와, 꼬마전구 하나로 전구에 불이 들어오게 할 수 있을까요? 만약 그렇게 할 수 없다면, 굳이 그릴 필요는 없지만, 반드시 해야 하는 상황이 오면 그 회로도를 그릴 수 있을까요, 아니면 그냥 절대 불가능하다고 말하겠습니까?

세 번째 질문입니다 : 왜 여름이 겨울보다 더울까요? 다들 여름이 겨울보다 덥다는데는 동의하시라 생각합니다. 하지만 왜 그럴까요? 마지막으로, 그러니까, 만약 그릴 수 있다면, 태양계의 그림을 그려 보세요. 행성들이 움직이는 궤적을 말입니다. 하실 수 있겠습니까? 그저 모양만 그려 놓으면 됩니다.

됐습니다. 아이들은 생각하는 것을 교사로부터보다는 교사들이 일반적으로 생각하는 것과 달리, 실제로는 주위 세상의 상식과 경험으로부터 배웁니다. 아이들과 그 또래 사이에서 일어나는 모든 일들, 보호자, 그리고 부모님들 사이에서 일어나는 모든 일의 경험이죠. 이 분야의 유명한 전문가라고 하면, 당연히 Wolsey 추기경입니다. 다른 사람의 머릿속에 뭘 집어넣는지에 대해서는 아주 조심하라고 했죠. 나중에 와서 옮기는 건 거의 불가능하니까요, 그렇죠? (웃음) 사실, 그가 어떻게 죽었는지는 확실하지가 않네요. 참수당했던가요, 교수형당했던가요? (웃음) 아까의 질문들로 돌아와서, 물론 다들 답을 적으셨죠? 논의가 필요하다면 그렇게 하세요. 보통이라면, 제가 여기서 몇몇 사람을 지목해서 창피주겠지만, 여기에선 그렇게 하지 않겠습니다.

작은 씨앗이 큰 나무가 될 때 까지 이 모든 물질들은 기본적으로, 99퍼센트가 공기로부터 옵니다. 이제, 이 중에 여러분 중 85퍼센트가, TED 이니까 비율이 좀 낮을 수도 있겠지만, 땅에서 그 물질들이 온다고 답하셨을겁니다. 그리고 어떤 분들은, 특히 두 분 정도가 끝나고 나서 제게 진짜 땅에서 오는 것이 아니냐고 따지러 오실 겁니다. 만약 그게 사실이라면, 시골로 가면 논밭에 흙을 공급하는 트럭들이 돌아다니겠군요. 놀라운 사업거리입니다. 하지만, 실제로, 그렇진 않잖습니까. 이것[나무]의 대부분은 공기로부터 옵니다. 나는 영국에서 모든 생물 시험을 통과했고, 그 시험들의 성적도 굉장히 좋았지만, 여전히 졸업할 때는 나무를 이루고 있는 건 땅에서 나온다고 생각했죠.

두 번째 문제 : 전지와, 전선 하나로 전구를 밝힐 수 있을까요? 할 수 있습니다. 잠시 후 어떻게 하는지 보여드리죠. 불운하게도, 이 방의 음성 장비 문제로 지금 보여드릴 영상에서 소리를 들려 드릴 수 없는 것을 참으로 안타깝게 생각합니다. 그럼 제가 Monty Python (역주: 70년대의 유명 개그 프로그램) 식으로 이 영상에서 어떤 일이 있는지 알려드리겠습니다. 비디오에서는, 연구자들이 졸업식날에 MIT를 방문합니다. MIT를 선정한 것은 사실, 그 곳이 여기에서 굉장히 멀리 떨어져 있기 때문에 별 신경을 쓰지 않을 것이기 때문입니다. 하지만 이런 식의 실험이 영국과 미국 서부지역등, 똑같은 질문을 던졌을 때 이학 졸업생들 조차 정확한 답을 내지 못했습니다. 또한, 아주 많은 사람들은 이렇게 얘기 했습니다. "공기 중에서 그 물질들이 온다는 것은 처음 듣습니다." 이공계 졸업생들이 말입니다. 그러나 우리는 "우리는 세계 최고 수준의 과학 대학입니다." 라고 말합니다. 영국인들은 오만하니까요. (웃음) 우리가 공학부 졸업생들에게 두 번째 문제를 주었을 때, 그들은 이것이 불가능하다고 했습니다. 전지와 전선 하나, 그리고 전구를 준 후에 "할 수 있습니까?" 라고 물었을 때, 하지 못했습니다. 그렇죠? 런던에 있는 임페리얼 칼리지에서도 조금도 다르지 않았습니다. 그러니까 지금 반미주의 같은 건 아니란 말이죠.

이것들이 문제가 되는 것은, 우리가 사람을 가르치는데 많은 돈을 지불하고 있다는데 있습니다. 그렇다면 제대로 배워야지요. 또한, 사회적인 이유를 들어서라도 광합성이 일어날 때 무슨 일이 있는지 사람들이 알아야 합니다. 예를 들어, 탄소 반응식의 한쪽에는 우리가 얼마나 배출하느냐가 있고, 탄소 반응식의 다른 쪽에는, 제가 Kew식물원의 위원으로써 제가 아주 잘 알고 있듯이, 식물이 얼마나 많이 흡수하는가가 있죠. 이산화탄소를. 그게 바로 식물이 먹고살기 위해 하는 일이잖아요? 그리고, 여기 핀란드 분이 계신가요? 핀란드식 농담입니다. 우리는, 실제로나 비유적으로나 이런 것들을 이해하지 못한다면 얇은 얼음 위에서 스케이트를 타는 것입니다. 이제 전지와 전구 문제의 해답입니다. 너무 쉽죠? 아, 물론, 다 알고 계셨겠죠. 하지만 전지와 전구를 가지고 놀아 본 경험이 없다면, 그저 회로도만 본 정도라면 이런 것을 할 수 없습니다. 이것도 문제 중의 하나입니다.

그럼, 왜 여름은 겨울보다 더울까요? 우리는 어릴때, 뜨거운 것에 가까이 가면 화상을 입을 수도 있다고 배웁니다. 굉장히 유용한 지식으로, 아주 일찍 배우는 거죠. 그러한 지식의 연장선상에서, 우리는 아주 단순하게, 여름에는 겨울보다 태양에 더 가깝기 때문에 덥다고 답 할 수 있습니다. 다들 이해 하실 수 있을 것이라고 장담합니다. 아, 고개를 젓는 분들이 계신데, 아주 적은 분들만 단호하게 고개를 저으시는군요. 다른 사람들은, 이런 식입니다. 자, 여름에는 태양에서 오는 광선이 더 넓게 퍼지기 때문에 더 덥다고 할 수도 있죠. 지구가 기울기 때문에 말입니다. 그 기울기가 태양에 가까이 가게 해준다고요? 아뇨, 아닙니다. 태양은 9천3백만 마일 (역주: 약 1억5천만 km) 떨어져 있습니다. 그리고 지구의 입사각이 요렇게 바뀌죠? 별 차이 안 난다는 겁니다. 사실, 북반구에서는 여름에 태양으로부터 더 멀리 떨어져 있기 때문에, 사실, 그렇지만 별 차이 안 나지요.

자, 이제, 태양계 모형을 그린 낙서 말입니다. 만약, 여러분 중 많은 분이 그렇게 생각하고 있듯이, 여름에 더운 건 태양과 더 가깝기 때문에 발생하는 것이라고 생각하면, 타원형으로 그릴 것입니다. 그렇죠? 그러면 모든 것이 설명이 되니까요. 그렇죠? 단 한가지, 끄덕이는 분들이 있는데 - 이제 여러분의 타원 궤도에서, "밤에는 어떻게 되는거지?" 라고 생각 해 보셨나요? 여기와 호주를 비교 해 보면, 호주는 지금 여름이고 여기는 겨울이죠. 그렇다면 -- 밤에는 지구가 뭐 그러니까 태양 쪽으로 스슥 돌진하고, 도로 스슥 돌아오는 건가요? 아니, 정말 이상한 일이 아닐 수 없습니다. 두 개의 서로 다른 모델이 우리의 상상속에 있습니다. 옳고 틀린 것에 대해. 우리들 역시 사람이기에, 모든 분야에서 그런 모델을 만들죠.

이것은 태양계에 대한 코페르니쿠스의 그림입니다. 여러분 종이에는 이런 그림이 그려져 있어야 합니다. 그렇죠? 그리고 이 것은 NASA 의 그림입니다. 놀랍도록 비슷합니다. 이런 우연의 일치가. 여러분은, 사람들이 머릿속에 이런 타원 궤도에 대한 잘못된 생각을, 그렇죠, 갖고 있었다면 어떻게 하겠습니까? 그 잘못된 생각이 어린 시절의 경험으로 인해 생긴 것이라면? 실제로는 그렇지 않다는 것을 보여 주기 위해서 태양계의 어떤 그림을 보여 주시겠습니까? 이런 것을 보여주시겠죠. 그렇죠? 마치 위에서 내려다 본 것 같은 그림입니다. 하지만, 글쎄요, 제가 학생용 교과서에서 찾은 그림입니다. 이런 것을 보여주실꺼죠? 이 그림들은 교과서에, 웹사이트 -- 특히 교육용 웹사이트에 -- 그리고 대부분의 접하기 쉬운 것들에 실려 있습니다. 그 이유는 그냥 여러 개의 동심원만 있는 건 되게 따분하기 때문이죠. 반면에 이런 각도에서 보면, 와, 훨씬 흥미롭죠, 아닌가요? 그렇죠? 그리고 이런 각도로 그림을 보면, 그 (타원에 대한) 잘못된 생각을 갖고 있다면, 저 3차원상의 것에 대한 2차원상의 그림은 타원이라고 생각하게 됩니다. 그러니까 -- 쓰레기같죠, 진짜, 흔히 말하듯이? 그러니까, 우리 상상의 모델에 관해서는, 우리가 갖고 있는 모델을 보강할 증거를 찾게 됩니다. 물론 인종, 정치, 그리고 그 외의 모든 것에 대해서 그렇게 하죠. 과학에서도 마찬가지입니다. 보면--보세요-- 과학자들도 끊임없이 그걸 하죠--우리의 모델을 강화해 줄 증거들을 찾고 있는 것입니다. 또한 많은 사람들이 그러한 증거를 제공할 수 있고, 제공해 주기를 원합니다.

그러니, 지금 미국에 있는 김에, 유럽인이나 한 번 까 보죠. 이 예시들은, 제가 보기에는 과학에서는 좋지 못한 관례인데요, 일종의 교육 센터입니다. 프랑스의 La Villette와 런던 과학 박물관의 Welcome Wing에서 찍은 사진들이죠. 여기 이것들이 어떻게 지어져 있는지를 보시면, 많은 부분이 유리로 지어졌고, 막 푸른색을 띄며, 그러니까 전문적으로 보입니다. 그런 방식으로, Woody Allen 이 영화 Annie Hall의 한 장면에서 시트 밑에서 얘기 한 것과 같이, "세상에, 정말 전문적이야" 라고 말하며, 본인 스스로는 열정이 하나도 없죠, 직접 해 보는 것이 아니잖아요, 그렇죠. 아, 네, 농담 맞습니다. (역: hands on 에 대해). 반면 좋은 해석이란, 근처의 예를 들겠습니다, 바로 샌프란시스코 Exploratorium이죠. 이러한 것들, 실험적인 프로그램이나 그런 기타 등등의 것들이 어린이들이 매일 접하는 대상들로, 이해 할 수 있도록 만들어져 있어요. 매우 쉽게 다룰 수 있고, 여기에 참여하고 실험할 수 있어요. 또한 저는 MIT 와 런던 임페리얼 칼리지의 졸업생들이 배터리와, 전선을 가지고, 그걸 갖고, 전구 밝히는 걸 해냈다면, 그것의 원리에 대해서 실제로 뭔가를 배웠을 것이고, 회로도만 생각하면서 그것은 불가능하다고 생각하지는 않았을 테죠. 그러므로 좋은 교육의 해석은 좀 더 대충대충 만들어진, 실질적인 세상에 대한 것이죠. 그렇죠? 그런 것들 -- 그저 멋있기만 한 유리 조형물이나 가공된 티타늄의 벽이 없는 그런 거죠. 오케이? Exploratorium 은 그것을 매우, 매우 잘 해냈습니다. 아마추어하지만, 좋은 의미로써의 아마추어를 말하는 거에요, 그러니까 사랑과 열정이라는 어원을 가진 그 아마추어 그대로죠.

그러니까, 어린이는 빈 그릇이 아닙니다. 네? Monty Python 이 좋아하는 방식으로, 이런 그림을 보여 드리는 건 좀 초보자같지만, 어린 아이들이 정말 빈 그릇은 아니라는 것을 보여드리기 위한 것입니다. 아이들은 자신의 생각과 이론을 갖고 있고, 그것들을 다루지 않는 이상, 아이들을 움직일 수 없습니다. 저 또한 여러분이 갖고 있는 이 세상과 우주가 어떻게 움직이는지에 대한 생각을 움직이지는 못했겠지요. 이러한 점은 새로운 기술의 판매에 있어서도 동일하게 작용합니다. 예를 들자면 -- 영국에서 기존의 아날로그 TV 에서 디지털 TV 방식의 전환을 하려고 합니다. 어려운 점이 있다면, 사람들이 뭔가의 작동 원리에 대해 선입관을 갖고 있을 때 그것을 움직이기가 어렵다는 것입니다. 우리는 백지상태가 아닙니다. 우리에게는 어린시절부터 어른이 될 때까지 생긴 정신세계가 있어요. 잘못된 가르침은 이로움보다 해로움이 더 많습니다. 이 나라에서, 그리고 영국에서, 자기학은 학교에 가고 나서보다 학교 가기 전의 아이들이 더 잘 이해합니다. 네? 중력도 그래요. 벌써 두 개의 개념이죠. 그러니까, 정말 부끄러운 일이죠, 선생으로써, 그런데 학교 가기 전과 후를 비교해보면, 꽤 걱정되는 일입니다. 후에 시험 결과가 더 나빠졌습니다, 교육 이후에 말이죠. 적어도 영국에서는, 사람들이 공모해서, 사람들이 통과할 수 있도록 시험을 만듭니다, 그렇죠? 특히 정부가 그것을 잘 합니다. 그런 뒤에 자축이나 하지요. 그렇죠? 우리는 공모를 하는 것이고, 사실, 누군가가 시험을 만들 때, 제가 생물 과목 시험을 볼 때 말입니다, 제가 그것을 정말 이해했는지를 알아볼 수 있도록 시험을 만들었다면, 대충 녹말과 요오드를 섞었더니 파란 색으로 변하는 것 이상의 사실을 말입니다-- 식물이 크기 위한 물질들을 대기로부터 가져오는 것을 이해하도록 했다면, 그렇다면 아마 저는 과학을 좀 더 잘 했을 것입니다. 가장 중요한 것은 사람들이 자신의 "모델"을 명확히 하게 하는 것입니다.

여러분의 숙제는 -- 비행기의 날개는 어떻게 부양력을 만들까요? 쉬운 질문이죠, 여러분의 머릿속에는 이미 답이 떠올랐을텐데요, 그렇다면 이어지는 질문은 어떻게 비행기가 거꾸로 뒤집어서 날 수 있는지 설명할 수 있으십니까, 라는 질문이죠. 아하! 그렇죠? 두 번째 질문은, 왜 바다는 푸른 색일까요? 입니다. 여러분의 머릿속에 어떤 답이 떠오르실겁니다. 그렇다면 왜 바다는 구름이 낀 날에도 푸른 색일까요? 아하, 보십시오. (웃음) 저는 이 나라에서 꼭 이 말을 해 보고 싶었습니다. (웃음) 마지막으로, 저는 여러분과, 여러분의 아이들이, 곧 모든 분들이, 다양한 물건들을 갖고 장난을 쳐 보시길 권합니다. 그렇게 장난을 치는 것이 곧 여러분의 또 다른 배움이 될 것입니다. 대안은 아니지만, 배움의 중요한 일부이죠. 감사합니다. 이제, 아, 네, 박수 치셔도 좋습니다. (박수)