빅지니어스: 천재들의 기상천외한 두뇌 대결

김은영 지음

마음의숲 2022년 12월 12일 출간 종이책 : 2022년 10월 26일 출간

작품소개

책소개

아인슈타인, 뉴턴, 에디슨처럼 누구나 이름만 들어도 다 아는 천재에게 사람들은 찬사를 보낸다. 이 천재들은 라이벌과 치열하게 경쟁하며 현대문명에 눈부신 발전을 가져왔다. 그런데 동경하기만 했던 이들이 시기와 질투 속에 경쟁자와 싸우기도 하며 때로는 틀리기도 하고 때로는 시비가 붙기도 했다는 사실을 아는가? 이 책은 천재들의 화려한 업적 뒤에 우리가 잘 몰랐던 그들의 인생 드라마가 펼쳐진다. 천재들의 파란만장한 인생을 살피다 보면 과학, 수학의 기초는 물론 AI, 양자역학과 같은 심화 개념까지 쉽고 재미있게 따라갈 수 있다.

목차

작가의 말 004
추천의 글 008

CHAPTER 1 열정과 패기의 천재
누가 슈뢰딩거의 고양이를 말하는가! 양자물리학 거장들의 대격돌 020
알베르트 아인슈타인 & 닐스 보어

양자역학이 상대성이론과 만나면? 028
폴 디랙 & 리처드 파인먼

미적분, ‘원조 맛집’ 논란의 중심에 서다 035
아이작 뉴턴 & 고트프리트 빌헬름 라이프니츠
암호를 해독하고 세상을 구하다 043
앨런 튜링 & 데이비드 차움

누가 ‘트랜지스터’의 아버지인가? 050
윌리엄 쇼클리 & 월터 브래튼 & 존 바딘

우주 너머 외계 생명체를 찾아서 057
칼 세이건 & 프랭크 드레이크

사람 몸을 통과하는 푸른빛의 시발점 064
빌헬름 뢴트겐 & 어니스트 러더퍼드

‘화학’ 하면 떠오르는 주기율표, 그 창시자는 누구일까? 072
드미트리 멘델레예프 & 헨리 모즐리

백신 개발에 발 벗고 나선 영웅들 079
에드워드 제너 & 조너스 소크

CHAPTER 2 천부적 재능의 천재
누가, 언제 소수의 비밀을 풀 것인가 088
카를 프리드리히 가우스 & 베른하르트 리만

수학 난제 풀기를 즐긴 논문 다작왕들 095
레온하르트 오일러 & 에르되시 팔

358년의 난제, ‘끝판왕’이 나타났다 102
피에르 드 페르마 & 앤드루 와일스

천재가 알아본 20세기 최고의 수학 두뇌는? 108
존 폰 노이만 & 스리니바사 라마누잔

현실과 망상의 경계에서 비극을 맞은 주인공들 116
존 내시 & 쿠르트 괴델

인류 핵전쟁의 서막, 종말을 창조하다 124
로버트 오펜하이머 & 에드워드 텔러

큰 업적을 남기고 그들은 도대체 왜 사라졌을까? 133
에토레 마요라나 & 그리고리 페렐만

재능을 다 쓰지 못한 비운의 과학자들 139
에바리스트 갈루아 & 로절린드 프랭클린

CHAPTER 3 끈기과 노력의 천재
생명의 비밀을 파헤치기 위한 피나는 노력 148
라이너스 폴링 & 제임스 왓슨 & 프랜시스 크릭

생명 연장을 위한 미생물과의 대격돌 155
루이 파스퇴르 & 일리야 메치니코프

진화론의 아버지와 잊힌 ‘흙수저’ 천재 163
찰스 다윈 & 앨프리드 러셀 월리스

미스터리 천체, 블랙홀의 비밀을 찾아라 171
스티븐 호킹 & 로저 펜로즈

아차, 한발 늦은 비운의 천재들 179
조르주 르메트르 & 로버트 브라우트

신분과 차별의 장벽을 넘어 최고로 우뚝 서다 186
마이클 패러데이 & 조지 워싱턴 카버

일생을 바쳐 당뇨병의 비밀을 밝혀내다 200
프레더릭 생어 & 도로시 호지킨

인간의 최고 욕망 ‘노화 시계’를 늦춰라 193
엘리자베스 블랙번 & 캐럴 그라이더

실패를 두려워하지 않았던 딥러닝의 대가들 207
제프리 힌턴 & 요슈아 벤지오

CHAPTER 4 도전과 모험의 천재
별들의 움직임을 따라간 위대한 거인들 216
요하네스 케플러 & 튀코 브라헤

인류에게 두 번째 ‘불’을 선물하다 223
토머스 에디슨 & 니콜라 테슬라

세계 1위 부호들의 우주 전쟁 230
일론 머스크 & 제프 베이조스

디지털컴퓨터의 시초와 최초의 프로그래머 237
찰스 배비지 & 에이다 러브레이스

우주의 역사를 바꾼 로켓 대결 244
세르게이 코롤료프 & 베르너 폰 브라운

프레온가스로부터 지구를 구한 영웅 252
파울 크뤼천 & 셔우드 롤런드 & 마리오 몰리나

인류에게 ‘컴퓨터 언어’를 선사한 일등 공신 259
데니스 리치 & 켄 톰프슨

인류에게 ‘이카로스의 날개’를 달아준 거인들 265
라이트 형제 & 새뮤얼 랭글리

지구 극한의 지역에 도전해 전설이 되다 272
프리드쇼프 난센 & 로알 아문센

참고자료 281

책 속으로

하나 확실한 것은 우리는 거대한 양자물리학의 시작을 두 위대한 천재를 통해 한 발자국씩 내딛게 되었다는 점이다. 물론 위대한 천재라고 정답만을 제시하는 것은 아니다. 아인슈타인은 양자론의 시작을 알리는 광전효과 이론을 제기하고도 양자역학의 확률 결정론은 끝까지 부인했다. 현대 과학에선 결국 보어의 확률 결정론의 손을 들어주었다. 세기의 천재 아인슈타인도 틀릴 수 있다는 사실이 놀라울 따름이다.
이처럼 우리가 알고 있는 천재들도 많은 실수를 거듭한다. 그러니 실패를 두려워하지 말자. 또 정답만 말하길 강요하지도 말자. 지금은 정답이라고 여기는 것이 훗날 오답이 될 수도 있으니까.
-〈누가 슈뢰딩거의 고양이를 말하는가! 양자물리학 거장들의 대격돌〉 중에서(25p)

파인먼이 제시한 양자컴퓨터가 온전히 완성되면 어떤 일이 일어날까? 앞으로 수년 안에 그가 원했던 사양의 양자컴퓨터가 나온다면 우리가 알고 싶어한 세상의 의문이 풀릴지도 모른다. 다만 의문점을 밝혀낸다고 하여 반드시 좋은 세상이 오는 것만은 아니므로 주의해야 할 것이다. 기술과 과학이 눈부시게 발전하는 만큼 이면에 드리워질 위험성의 그림자도 함께 안고 가야 하기 때문이다.
-〈미적분, ‘원조 맛집’ 논란의 중심에 서다〉 중에서(33p)

위대한 과학의 발전 뒤에는 예상치 못한 결과가 발생하기도 한다. 알프레드 노벨이 다이너마이트를 살상용으로 개발했던 것이 아니었듯이, 인류의 생명을 구하기 위해 연구한 뢴트겐의 엑스선에서 이어진 러더퍼드의 원자핵 연구도 결국 원자폭탄 개발까지 흘러가고 만다. 원자핵이 분열할 수 있다고 밝혀진 후, 10년도 안 돼 만들어진 원자폭탄은 인류에게 씻을 수 없는 참상을 남겼다.
우리는 종종 과학이 항상 인류에게 이롭게만 작동하는 것은 아니라는 불편한 진실과 마주한다. 하지만 어떤 결과가 따를지는 인간이 어떤 방식으로 과학의 이기를 사용하느냐에 달려 있다. 원자폭탄을 만들어 수많은 생명을 앗아갔던 로버트 오펜하이머가 훗날 인공위성과 로켓을 만들어 인류의 우주개발에 커다란 공헌을 하기도 했으니 말이다.
아무튼 뢴트겐과 그를 이은 러더퍼드의 끈질긴 연구 덕분에 우리 몸속 깊이 숨은 병의 정체를 드러낼 수 있게 됐으니, 위험을 무릅쓰고 연구에 몰두한 이들의 집념과 열정에 찬사를 보낸다.
-〈사람 몸을 통과하는 푸른빛의 시발점〉 중에서(69p)

이제 핵무기의 파괴력을 모르는 이는 없다. 핵폭탄은 한순간에 인류가 이룬 모든 것을 파괴할 것이다. 평화를 위해 만든 핵무기가 앞으로 인류의 종말을 주도할 심판의 도구가 될지 평화의 도구가 될지는 우리 모두가 지켜보며 평화를 위해 노력해야 한다. 과학은 편리를 제공하지만 잘못 사용하면 죽음의 도구가 되기도 한다. 역사를 통해 배움을 실천한다는 것은 그래서 중요하다.
-〈인류 핵전쟁의 서막, 종말을 창조하다〉 중에서(130-131p)

어찌 됐든 수많은 실패를 거듭하면서 마침내 백열전구를 만들어 도시의 밤을 밝힌 에디슨과 그에 맞서 우리가 언제 어디서나 값싸게 빛을 사용할 수 있도록 해준 테슬라 덕분에 인류는 깜깜한 밤에도 낮과 같이 활동할 수 있는 자유를 얻었다. 이들이 전기라는 매개체로 계속 싸우며 기술의 발전을 이뤘기에 우리는 프로메테우스가 인류를 위해 훔쳐 온 불에 이어 ‘전기’라는 편리한 빛의 마법을 누리게 된 것이다.
-〈인류에게 두 번째 ‘불’을 선물하다〉 중에서(228p)

난센은 준비성이 철저한 사람이었다. 그는 언제나 철두철미하게 대책을 마련해두고 탐험에 임했다. 그만큼 극지방 탐험은 언제 어떤 일이 벌어질지 모르는 위험이 도사리고 있기 때문이었다. 아문센 또한 평상시에 늘 만반의 준비를 할 것을 당부했다. 아문센은 “승리는 준비된 자에게 찾아오며 사람들은 이를 행운이라 부른다. 패배는 미리 준비하지 않은 자에게 찾아오며 사람들은 이것을 불운이라 부른다”라는 명언을 남겼다.
-〈지구 극한의 지역에 도전해 전설이 되다〉 중에서(278p)

출판사 서평

★7인의 저명한 과학 박사가 추천하는 책!★
★“과학자를 통해 과학을 만나자” 이명현 천문학자 추천!★
★“넷플릭스 드라마 시리즈보다 훨씬 흥미롭다”
원광연 KAIST 명예교수 추천도서★

▶ 세기의 천재 아인슈타인도 틀릴 때가 있다?
천재의 대명사로 자리 잡은 아인슈타인. 그런 아인슈타인도 틀린 적이 있었다. 그것도 한 번도 아니고 두 번씩이나 말이다. 한 번은 양자역학에서 아인슈타인과 닐스 보어가 첨예하게 맞섰다. 보어는 양자가 관측을 통해 확률로 결정된다고 주장했는데, 아인슈타인은 “신은 주사위 놀이를 하지 않는다”라며 이를 정면으로 부정했다. 결과는? 학계는 보어의 확률 결정론에 손을 들어줬다.
우주의 탄생을 두고도 아인슈타인이 틀렸다. 아인슈타인은 우주가 팽창하지도 수축하지도 않는다고 생각했다. 그런데 조르주 르메트르가 우주는 원시 원자들의 폭발로 시작해 팽창하고 있다는 빅뱅 이론을 발표했다. 당시 학계의 권위자인 아인슈타인과 정반대 주장이라서 과학계와 종교계에 큰 반향을 일으켰다. 이후 에드윈 허블이 멀리 떨어진 은하일수록 더 빠르게 멀어진다는 사실을 알아내고 우주의 팽창을 뒷받침하는 다른 증거도 속속들이 밝혀지면서 빅뱅 이론이 인정받게 되었다. 아인슈타인의 정적 우주론이 틀린 것이다.

세기의 천재 아인슈타인도 틀린 적이 있었다니 놀라울 따름이다. 저자는 이 이야기를 소개하며 우리를 이렇게 독려한다.
“우리가 알고 있는 천재들도 많은 실수를 거듭한다. 그러니 실패를 두려워하지 말자. 또 정답만 말하길 강요하지도 말자. 지금은 정답이라고 여기는 것이 훗날 오답이 될 수도 있으니까.” (26p)

▶ 뉴턴과 라이프니츠, 누가 미적분의 원조일까?
오늘날 많은 수험생을 괴롭히는 미적분은 누가 만들었을까? 17세기 유럽에서 ‘미적분 원조 논란’이 일었던 적이 있다. 뉴턴은 흑사병이 유행하던 시절 집에서 홀로 연구하던 중 미적분의 개념을 만들었다. 하지만 당시 뉴턴은 이를 대수롭지 않게 생각한 나머지 따로 정리해서 발표하진 않았다. 그로부터 약 십여 년 후, 라이프니츠가 미적분을 정리하여 책으로 냈다.
이를 두고 영국인 수학자 존 월리스가 “독일인 라이프니츠가 뉴턴의 업적을 가로채고 있다”라고 주장하면서 논란에 불이 붙었다. 제자들의 자존심 대결이 되면서 싸움은 걷잡을 수 없이 커졌다. 무려 100년이 넘도록 논쟁이 계속되었다.

뉴턴은 1676년, 자신이 발견한 미적분학에 대한 힌트를 암호로 써서 라이프니츠에게 편지를 보냈다. 그의 힌트를 해독하면 이미 뉴턴이 먼저 미적분학을 이해하고 있는 것으로 해석된다. 그러나 라이프니츠는 이 편지를 언급하지 않았고 1684년, 미적분학에 관한 책을 냈다. 그러면서 다음과 같이 말했다. “나는 뉴턴 경이 미적분학을 이미 알고 있다고 생각한다. 하지만 누구나 한번에 모든 결과를 발견하지 못한다. 한 사람이 한 가지에 기여하고 다른 사람이 여기에 덧붙이며 기여하는 것이다.”이에 뉴턴은 “두 번째 발명자는 중요하지 않다”라며 라이프니츠의 주장을 일축했다. (42p)

이 원조 논란의 승자는 누구일까? 오늘날에는 다행히도 뉴턴과 라이프니츠 모두 창시자로 인정받으며 논쟁은 평화롭게 종결되었다. 미적분의 원조를 두고 역사적으로 오랜 시간에 걸친 신경전이 있었다니 흥미로운 사실이 아닐 수 없다.

▶ 에디슨은 ‘전류 전쟁’에서 테슬라에게 패배했다
1천 종이 넘는 특허를 내며 인류 문명의 발전을 이끌었던 천재 발명가 에디슨. 테슬라는 그런 에디슨의 발명품 중 직류 모터에 의구심을 품고 그에 맞서 교류전류 전송방식을 개발하여 특허를 따낸다. 1893년 미국 시카고에서 열린 세계박람회에서 테슬라의 교류전송방식의 형광등이 채택되며 전류 전쟁의 승리는 테슬라에게 돌아갔다.
테슬라의 교류전기 시스템에 끝까지 반발했던 에디슨의 비열한 면모가 있다. 테슬라는 많은 법률 송사에 휘말려 불우한 말년을 보냈는데, 에디슨의 고소도 이에 한몫했던 것이다. 오랜 시간 에디슨의 명성에 가려 테슬라의 비화가 묻혀있던 것이 안타깝던 와중, 최근 들어 테슬라의 이름이 일론 머스크가 세운 ‘테슬라 모터스’의 흥행과 함께 다시 알려지고 있다. 이와 함께 테슬라의 업적이 재조명되어 다행이라고 할 수 있다.

어찌 됐든 수많은 실패를 거듭하면서 마침내 백열전구를 만들어 도시의 밤을 밝힌 에디슨과 그에 맞서 우리가 언제 어디서나 값싸게 빛을 사용할 수 있도록 해준 테슬라 덕분에 인류는 깜깜한 밤에도 낮과 같이 활동할 수 있는 자유를 얻었다. 이들이 전기라는 매개체로 계속 싸우며 기술의 발전을 이뤘기에 우리는 프로메테우스가 인류를 위해 훔쳐 온 불에 이어 ‘전기’라는 편리한 빛의 마법을 누리게 된 것이다. (228p)

에디슨과 테슬라가 불꽃 튀는 전류 전쟁을 벌이는 동안 전기 기술이 빠르게 발전했다. 덕분에 우리는 각종 전자 제품과 뗄 수 없는 일상을 보내며 그 어느 때보다 편리한 세상에서 살고 있다. 이렇듯 유명한 과학자들과, 그들보다 이름이 덜 알려졌어도 못지않은 천재성으로 경쟁했던 인재들의 흥미진진한 대결을 구경하다 보면 과학 발전의 역사가 차곡차곡 쌓여 자연스럽게 오늘날의 모습에 이른다. 천재들의 싸움을 재미있게 읽다가 인물의 정보뿐만 아니라 과학 이론과 역사 상식도 한 번에 알게 되는 책이다.

작가정보

저자(글) 김은영

양자역학에 관심이 많은 과학 칼럼니스트. 언젠가는 과거로 시간 여행을 할 수 있기를 꿈꾼다. 최근에는 글을 쓰고 쉬운 이해를 위해 일러스트도 그리고 있다. 학부에서는 경제학을, 대학원에서는 광고홍보학을 전공했다. LG, SK 등 대기업에서 IT 기획자로 일하다 기자를 거쳐 현재는 과학 칼럼니스트로 활동 중이다. 회사를 나온 후 소싯적 글재주를 살려 경인방송(OBS) iFM(90.7MHz) 《성시완의 사이언스 라디오》 메인 작가로 활동했으며, 《과학기술정보통신부》, 《삼성디스플레이》, 《한국발명진흥회》 웹진, 《한국표준과학연구원》, 《ETRI》 사보, 《사이언스타임즈》, 《KISTI 과학향기》 등 다양한 매체에 과학 기사와 칼럼을 썼다. 인스타그램과 브런치(brunch.co.kr)에서 ‘에르반의 고양이’라는 필명으로 활동 중이다.