과학적 사고로 여는 새로운 세계

천원성 지음 | 박영란 옮김

미디어숲 2025년 12월 10일 출간 국내도서 : 2025년 12월 10일 출간

작품소개

책소개

뜨겁게 달궈진 대포 속에 든 쌀알이 강한 압력에 밀려 나오는 순간, 산산이 부서지지 않고 오히려 본래의 형태를 유지한 채 몇 배로 부풀어 오른 뻥튀기로 변신한다. 악명 높은 아마존강의 피라냐는 사실 겁이 많아 무리를 지어 다니며 서로를 보호한다. 우리의 오해와 달리 오히려 사람을 무서워하는 것이다. 『과학적 사고로 여는 새로운 세계』는 바로 이런 사소한 장면에서 출발한다. 우리가 너무 익숙해서 지나쳐 버린 세계의 작은 틈을 유전학자의 눈으로 다시 들여다보는 책이다.

저자 천원성은 대만 국립양명교통대학교 명예 교수이자 유전학자다. 그는 연구실에서 DNA를 분석하다가도 창문 밖의 나무 잎맥을 관찰하며 그 구조의 질서를 생각하는 사람이다. 우다요우 과학 대중서상을 수상한 작가답게 이번 책에서도 과학자의 눈으로 세상을 바라보되 그 시선을 따뜻하게 확장한다. 실험 결과보다 중요한 것은 ‘왜 그렇게 될까’를 묻는 태도, 다시 말해 질문하는 힘이다. 결국 이 책이 가르쳐 주는 것은 하나다. 생각하고 질문하는 사람만이 세상을 새롭게 본다는 것이다.

책을 펼치면 60개의 흥미로운 글이 마치 연속된 사유의 흐름처럼 이어진다. 유전자의 암호가 문장처럼 읽히고, 세포는 서로 신호를 주고받으며 대화를 나눈다. 탄산수를 마시다가 지구 환경에 미치는 인간의 만행을 떠올리며 말문이 막히고, 주방에서 커피를 내리거나 쌀국수를 볶다가 ‘겔 여과’라는 놀라운 기술을 설명한다. 유전학자의 시선을 따라가다 보면, 교과서에서는 다루지 않는 새로운 과학 지식의 세계가 펼쳐지고, 우리 일상에 숨어 있는 과학 현상과 원리, 그리고 자칫 놓치기 쉬운 중요한 과학적 사고방식과 개념들까지 자연스럽게 이해할 수 있다.

대만에서는 이 책을 두고 “교과서 밖에서 살아 숨 쉬는 과학”이라는 평가가 이어졌다. 또 고등학교 과학 교사는 “이 책은 그야말로 과학의 즐거움을 누비는 즐거운 여정”이라고 평했다. 과학자의 글이 이렇게 따뜻하고 재미있고 흥미진진할 수 있을까? 이 책이 그걸 증명한다.

목차

추천사 1 과학적 사고로 여는 새로운 세계
추천사 2 일상 속에서 만나는 생생한 과학
추천사 3 과학, 곧 삶의 실천
추천사 4 이성과 감성을 겸비한 과학자
추천사 5 교과서 밖으로 떠나는 경이로운 여정
추천사 6 읽는 이에게 풍성한 수확을 안겨 줄 책
추천사 7 과학이 주는 설렘
추천사 8 생활 속 과학, 발견의 순간들

들어가며_만족과 기쁨이 깃든 결실

PART 1 먹고 마시고 즐기는 과학
01 유자, 아낌없이 주는 나무
02 대포에서 발사된 음식
03 감자와 볶음쌀국수가 준 깨달음
04 푸딩과 궁바오지딩(宫保鸡丁)
05 탄산수, 사람에게는 호(好) 산호에게는 불호(不好)
06 핵산이 문제의 원인이다
07 피라냐는 오히려 사람을 두려워한다
08 대나무 헬리콥터는 베르누이 원리를 모른다
09 당구에서 지구까지
10 알맞은 크기
11 말발굽 아래의 통계
12 공중에 매달린 물

PART 2 과학자의 이성과 감성
13 과학의 길에는 반드시 좌절이 따른다
14 비둘기 사육사와 정원의 수도사
15 다윈의 깊은 고통
16 연구와 명예
17 유전자의 역설과 물리학자의 낭만
18 영원히 기억될 크릭
19 모노의 궁극적인 도전
20 시험관과 펜대
21 과학자의 이성과 감성
22 토끼든 거북이든
23 연구실 밖의 햇살, 배구 그리고 커피
24 상호 보완, 완벽한 조화

PART 3 과학적 정신과 연구 태도
25 제대로 말하고, 제대로 하자
26 무엇을 묻고, 어떻게 물을 것인가?
27 생각지도 못한 것과 생각나지 않은 것
28 인과 관계에 대한 착각
29 불필요한 것을 걷어 내고 정수를 남겨야 한다
30 블랙박스 건너뛰기
31 자연은 결코 단절을 만들지 않는다
32 내 친구는 ‘악마의 대변인’이었다33 꼭 필요한 실수
34 수수께끼 풀이와 발견의 기쁨
35 임계량의 사고방식
36 유전자가 없으면 무인도나 다름없다

PART 4 유전자, 암호, 진화
37 맹인(盲人)의 DNA 만지기
38 왼쪽으로 돌리는지, 오른쪽으로 돌리는지, 그것이 중요한가?39 DNA는 산(酸)이라는 것을 기억하자!
40 욕조 속의 DNA41 DNA 수영 경기
42 마술사 중의 마술사
43 우연히 만난 네 가닥의 DNA
44 서로 다른 길, 하나의 암호 시스템
45 단백질이 먼저일까, RNA가 먼저일까?
46 돌연변이, 변화하고 또 변화하다
47 궁하면 변하고, 변하면 통한다: 진화의 이야기
48 살아 있는 화석의 진화

PART 5 생명의 지속과 상호 작용
49 연쇄 반응의 위력
50 바이러스와 숨바꼭질
51 바이러스 퇴치 방법
52 세균의 속삭임
53 전령의 기병대54 유전 분자의 아군과 적군 식별하기
55 알코올에 약한 바이러스
56 동족 경쟁, 그 끝은 어디인가?
57 적의 적
58 꿀벌 족보에 숨겨진 수열의 비밀
59 꿀벌의 스트리트 댄스
60 진화도 진화한다

책 속으로

** 앤더슨은 녹말을 시험관에 밀봉한 후 오븐에서 가열하여 녹말이 노릇하게 변할 때까지 기다렸다. 그런 다음 시험관을 꺼내 철망 속에 넣고 망치로 부쉈다. 그 결과 세 개의 시험관에서는 녹말이 산탄처럼 폭발했지만, 네 번째 시험관에 있는 녹말은 완전히 익어서 다공성 덩어리를 형성했다.
앤더슨은 이를 현미경으로 관찰한 후, 녹말 알갱이가 폭발하면서 팽창한다는 사실을 발견했다. 그는 이 기술을 빵 만드는 데 활용하면 효모나 베이킹 소다 없이도 빵을 부풀릴 수 있을지도 모른다는 기발한 생각을 떠올렸다.

** 식물의 세포 밀도는 일반적으로 낮기 때문에 퓨린의 농도도 상대적으로 낮다. 그러나 식물의 생장점에서는 세포 분열이 활발하게 일어나므로 퓨린의 농도가 더 높다. 그래서인지 새싹이나 어린잎의 퓨린의 농도가 성숙한 부분보다 2~3배 더 높았다. 반면, 과일은 주성분이 탄수화물과 셀룰로오스로 이루어져 있어서 세포 수가 상대적으로 적기 때문에 퓨린의 농도가 높지 않다.

** 다윈은 평생 병을 앓았고 그의 자녀들도 어려서부터 건강이 좋지 않았다. 열 명의 자녀 중 세 명은 열 살이 되기 전에 사망했고, 살아남은 자녀 중 세 명은 결혼은 했지만 자녀를 두지 못했다. 그는 둘째와 셋째 아이가 유아기에 연달아 사망하자 친구에게 편지를 보내 근친혼의 결과일지도 모른다는 우려를 털어놓았다. 또한, 영국 의회에 서한을 보내 혈연 간 결혼의 빈도와 그 자녀들의 건강 상태에 대한 조사를 요청했으나, 의회는 이를 받아들이지 않았다.

** 독일 출신의 발터 하름 교수는 카페인이 세균의 광 회복 메커니즘을 억제하여 자외선으로 인한 손상을 복구할 수 없게 만든다는 논문을 발표했다. 당시 우리는 교수진과 저녁 무렵 자주 모여 배구를 했는데, 그 뒤로는 농담 삼아 ‘배구 전에 커피를 마시면 안 되겠다’며 웃곤 했다. 몇 년이 지나고 나서야 인간에게는 애초에 광 회복 복구 메커니즘이 없다는 사실을 알게 되었고, 우리가 괜한 걱정을 했다는 사실을 깨달았다.

** 어느 고산 지역은 공기가 맑고 주민들이 오랫동안 건강한 식생활을 해 왔는데도 이 지역의 암 발생률이 전국 평균보다 높게 나왔다. 그렇다고 맑은 공기와 건강한 식사가 오히려 암을 유발한다고 해석할 수 있을까? 당연히 아니다. 진짜 이유는 이 지역 사람들의 수명이 길기 때문이다. 나이는 암에 걸릴 확률을 높이는 가장 커다란 위험 요인 중 하나이기 때문이다.

** 조지 버나드 쇼는 이런 말을 했다.
“당신에게 있는 사과 하나와 나에게 있는 사과 하나를 서로 바꿔도 우리에겐 여전히 사과 하나만 있을 뿐이다. 하지만 당신에게 있는 아이디어와 나에게 있는 아이디어를 서로 교환하면 우리는 각각 두 개의 아이디어를 갖게 된다.”
과학자들 사이의 활발한 상호 작용은 현대 과학의 성공에 있어 필수적인 요소다. 위대한 과학자와 위대한 발견은 결코 진공 상태에서 홀로 생겨나지 않는다.

** 억제 돌연변이의 원리를 바탕으로 보면, 유전적 배경이 다른 개체군에서는 동일한 돌연변이라 하더라도 전혀 다른 결과를 초래할 수 있음을 알 수 있다. 실제로 인체 유전체 데이터베이스를 분석해 보면, 치명적인 병원성 돌연변이를 가지고 있음에도 발병하지 않는 사람들이 존재한다. 이는 이들의 유전체에 그 치명적 돌연변이를 상쇄하는 하나 이상의 억제 돌연변이가 존재하기 때문으로 해석할 수 있다.

** 코로나19 백신에 사용된 mRNA는 바이러스 표면의 스파이크 단백질을 구성하는 S 유전자를 기반으로 설계되었다. 이들은 먼저 해당 유전자의 DNA 주형을 화학적으로 합성하고, 시험관에서 RNA 중합 효소를 이용해 전사 및 특수한 화학적 수정을 진행한다. 최종적으로 완성된 mRNA는 나노지질입자로 감싸져 보호된 채 인체에 주입된다. 주입 후, 이 입자는 혈관 속에서 항원을 전문적으로 제시하는 수지상세포에 흡수된다. 입자에서 방출된 mRNA는 코로나19 바이러스 표면의 스파이크 단백질로 번역되며, 이 단백질은 세포 표면에 제시되어 면역 체계를 자극한다.

** 언젠가 친구가 고량주로도 코로나바이러스를 죽일 수 있냐고 물어본 적이 있다. 고량주의 알코올 도수는 보통 38~63%로 다양하다. 고도수 고량주는 응급 상황에서는(다소 사치스럽지만) 일시적인 소독제로 사용할 수도 있다. 다만, 마셔서는 아무런 효과가 없다. 왜냐하면 코로나바이러스는 소화관이 아닌 호흡기를 통해 침입하기 때문이다.

** 『미래의 윤곽』에서 인상 깊게 읽었던 문장이 있다.
“인간이 도구를 발명했다는 오래된 관념은 사실 절반만 맞는 말이다. 더 정확히 말하면, 도구가 인간을 발명한 것이다.”
도구가 어떻게 인간을 발명할 수 있단 말인가? 그는 계속해서 이렇게 말한다.
“도구를 맨 처음 사용한 것은 인간이 아니라 유인원이었다. 그러나 그들이 만든 도구가 결국 그들을 멸종시켰다.”

출판사 서평

유전학자가 바라본 신기하고 놀라운 세상

생명은 끊임없이 말을 걸어온다
이 책은 그 목소리에 귀 기울이는 법을 알려 준다

당신이 지금 먹는 감귤 한 조각 속에는 사실 수천 년 전 히말라야 동남부에서 시작된 세 가지 야생종의 유전자 지도가 숨어 있다는 것을 아는가? 『과학적 사고로 여는 새로운 세계』는 바로 이런 놀라운 질문에서 출발한다. 기원전 239년에 쓰인 중국의 『여씨춘추』에도 언급될 만큼 인류와 긴 역사를 함께한 유자는, 복잡한 교배 과정을 거쳐 오늘날 자몽과 스위트오렌지의 ‘어머니이자 할머니’ 역할을 했다. 저자는 유자의 진화사를 따라가며, 생명이 스스로를 이해하고 세상과 관계 맺는 방식을 탐구한다.

이 책은 실험실 대신 일상의 풍경을 관찰한다. 익숙한 사물과 현상 속에서 과학의 논리가 깨어나고, 우리의 상식은 서서히 흔들린다. 예를 들어, 생물의 ‘크기’라는 단순한 요소에도 생명의 운명이 숨어 있다. 저명한 진화학자 J.B.S. 홀데인의 논문을 인용하며, 저자는 만약 킹콩이 현실에 존재한다면 자신의 체중에 눌려 납작해졌을 것이라는 사실을 수학적으로 증명한다. 작은 곤충은 물 한 모금을 마시다 익사하고, 거대한 코끼리는 결코 점프할 수 없다. 크기의 차이는 단순한 양적 변화가 아니라, 생명체의 구조와 성질을 결정짓는 질적 변화라는 사실을 깨닫게 된다.

이처럼 『과학적 사고로 여는 새로운 세계』는 실험실과 주방, 세포와 인간의 사유 사이를 자유롭게 오간다. 과학자의 시선은 일상에 닿고, 평범한 순간은 새로운 발견으로 변한다. 감귤류의 유전적 족보와 생물체의 크기에 관한 역설을 넘어서, 이 책은 우리가 알고 있던 상식의 경계를 가볍게 넘어선다. 꿀벌의 8자 춤 속에서 언어와 수학의 질서를 해독하고, 세포들이 서로의 존재를 감지하며 협력하는 정족수 감지(quorum sensing)에서는 복잡한 사회의 원리를 읽어낸다. 나아가 DNA 속 숨은 구조인 G-사중 나선체(G-quadruplex, G4)를 통해 생명체가 가진 무한한 변주의 가능성을 탐구한다. 결국 이 모든 이야기는 하나의 질문으로 모인다. “생명은 왜 이렇게 복잡하고도 아름답게 자신을 표현할까?”

생각의 깊이와 질문의 힘을 단련하는
60가지 과학적 통찰

책에는 뻥튀기 기계, 냉장고, 자몽과 유자, 꿀벌의 춤과 같은 평범한 일상 속 사물과 생명들에 대한 60편의 흥미로운 이야기와 알찬 지식이 담겨 있다. 생활 속 과학, 과학자의 연구와 사고방식, DNAㆍ유전ㆍ바이러스ㆍ박테리아ㆍ생물 진화 등 다섯 가지 핵심 주제를 넘나들며 과학뿐만 아니라 예술, 철학의 경계를 허무는 탐구를 펼친다. 과학이 얼마나 놀랍고 매혹적인지 친절하게 풀어낸다. 또한 과학이란 세상을 바라보는 태도이자 ‘관찰하는 법’임을 일깨운다. 세포는 서로의 존재를 감지하며 움직이고, 인간은 서로의 생각을 감지하며 살아간다. 생명의 세계와 인간의 세계는 다르지 않다. 저자는 가장 흥미로운 일상의 예시와 첨단 과학의 원리를 엮어, 그 닮은꼴의 구조를 드러낸다.

이 책은 과학 혁명의 시대를 사는 우리에게 필요한 과학적 사고를 가르친다. 생명과 세상, 그리고 합리적 사고방식을 다시 배우게 한다. 세포가 수십억 년에 걸쳐 진화하는 과정, 자연이 자신을 복제하는 질서, 그리고 인간이 질문을 통해 세상을 이해하는 과정을 함께 따라가다 보면, 어느새 ‘생각하는 힘’의 본질에 가닿는다. 과학은 정답을 찾는 학문이 아니라, 세상을 궁금해하는 마음의 기술이라는 것을 깨닫게 된다. 지식의 즐거움은 물론이고 논리적 사고력을 단숨에 깨운다.

과학을 어렵게 느끼는 사람일수록 이 책은 오히려 더 친근하게 다가온다. 실험실 문턱을 한 번도 넘지 않았더라도 뻥튀기 기계 앞에서 ‘펑!’ 소리를 들은 적 있다면, 피라냐 떼가 헤엄치는 다큐를 본 적 있다면, 당신은 이미 과학을 만나 본 사람이다. 과학은 멀리 있지 않다. 그 사실을 깨닫는 순간, 일상이 조금 더 신비로워지고 세상이 다시 살아 움직이기 시작한다.
과학자의 눈으로 보고, 철학자의 깊이로 묻고, 시인의 언어로 쓰인 책이다. 생명의 암호를 해독하며 세상의 진리를 발견하는 사고법을 통해 당신의 일상에 감춰진 비밀을 조금씩 이해하게 될 것이다.

인물정보

저자(글) 천원성

陳文盛 지음

대만 국립양명교통대학교 명예 교수이자 교육부 종신 국가강좌 교수.타오위안에서 태어나 어린 시절부터 문학과 예술, 그리고 과학을 사랑했다. 그는 결국 과학 연구와 교육에 평생을 바치기로 결심하고, 문학과 예술은 취미로 삼았다. 동해대학교 생물학과를 졸업한 뒤 미국 텍사스대학교 댈러스 캠퍼스에서 분자 생물학 박사 학위를 취득했다. 귀국 후에는 범구약리연구소, 국립양명교통대학교, 그리고 유전연구소에서 연구와 교육에 힘썼다.
1998년에는 자서전 『증거의 실마리: 한 과학자의 생각 여정(線索:一位本土科學家的心路歷程)』을 출간해 박테리아 염색체 연구의 한 시대를 조명했다. 2017년에는 『멘델의 꿈: 유전자의 100년 역사(孟德爾之夢:基因的百年歷史)』를 펴내며 멘델의 완두콩 실험에서부터 분자 생물학자들이 유전자의 구조와 기능을 밝혀내기까지의 흥미로운 역사를 풀어냈다. 두 저서 모두 우다요우(吳大猷) 과학 대중서상을 받았다.

번역 박영란

북경어언대학교 중국어영어과를 졸업하고 국제유치원 교사로 근무했다. 현재 이화여자대학교 외국어교육특수대학원 국제중국어교육학과(TeCSOL)에 재학 중이며, 번역 에이전시 엔터스코리아에서 출판 기획 및 중국어 전문 번역가로 활동하고 있다. 오랜 현지 경험을 바탕으로 독자들에게 단순한 문체 번역이 아닌 중국 본연의 맛을 느낄 수 있게 하려고 노력 중이다.
옮긴 책으로는 『괜찮은 척, 이제 그만두겠습니다』 『그냥 나로 살아도 괜찮아』 『예민해서 미안해』 『나는 아직 내가 낯설다』 『기분이 태도가 되지 않게』 『홀로서기 연습』 외 다수가 있다.