〈들어가며〉 코로나19, 전자담배에서 플라잉카, 양자컴퓨터까지 최신 과학이슈를 말하다! <br/><br/>ISSUE 1 [전염병] COVID-19 / 코로나19 어떻게 극복할까? · 이충환<br/>ISSUE 2 [질병치료] 코로나 백신과 치료제 / 코로나19 백신과 치료제, 언제쯤 개발되나? · 강규태<br/>ISSUE 3 [미래전망] 포스트 코로나 / 포스트 코로나 시대 과학기술, 어떻게 바뀔까? · 한세희<br/>ISSUE 4 [재료공학] 자기치유 소재 / 자기치유 소재, 어디까지 가능할까? · 전승민<br/>ISSUE 5 [IT] 디지털 범죄 수사 / n번방과 가상화폐, 디지털 범죄자 어떻게 찾아내나? · 박응서<br/>ISSUE 6 [건강·의학] 전자담배 유해성 / 전자담배는 일반 담배보다 덜 유해한가? · 김범용<br/>ISSUE 7 [컴퓨터] 양자컴퓨터 / 양자컴퓨터가 기존 슈퍼컴퓨터보다 뛰어난가? · 김재완<br/>ISSUE 8 [신기술] 미래 교통, 플라잉카 / 플라잉카는 미래 교통을 어떻게 바꿀까? · 김청한<br/>ISSUE 9 [물리] 대한민국 입자가속기 / 우리나라에 가속기가 왜 필요할까? · 최영준<br/>ISSUE 10 [천문학] 초신성 폭발 / 베텔게우스, 초신성으로 폭발할까? · 이광식<br/>ISSUE 11 [생명과학] 인공광합성 / 친환경 ‘그린수소’ 인공광합성 시대 다가온다 · 강석기

■ 과학전문 기자, 과학 칼럼니스트, 연구자들이 뽑았다!
전 세계를 뜨겁게 달군 과학이슈 11

* 2020년 지구를 강타한 코로나19 관련 이슈를 발생 현황과 대처방법, 백신과 치료제, 포스트 코로나 시대라는 3가지 분야의 이슈로 나눠서 심층적으로 다루었다. 코로나19 바이러스는 어떻게 종간 장벽을 뛰어넘었을까? 무증상 환자는 왜 나타날까? 야외에서도 마스크를 써야 하나? 백신과 치료제는 언제쯤 출시될까? 그리고 포스트 코로나 시대는 과학기술로 어떻게 대처해야 할까?

** 소위 ‘n번방 사건’은 지난 2020년 3월 20일 지상파 방송 3사가 크게 보도하면서 전 국민에게 알려졌다. 이 디지털 성범죄는 보안이 뛰어난 메신저와 거래 추적이 어려운 암호화폐를 이용해 저질러졌다. 그럼에도 불구하고 디지털 포렌식이란 수사 기법 덕분에 범죄자들의 행적에 대한 많은 사실이 드러났다. 구체적으로 어떻게 가능했을까?

*** 양자컴퓨터가 슈퍼컴퓨터의 성능을 뛰어넘어 양자우월성을 실현했다는 구글의 주장에 대해 IBM은 “아직 그 정도는 아니다”라고 반박하고 있다. 과연 구글은 어떻게 양자우월성을 달성한 것일까? 그리고 양자컴퓨터를 개발하는 데 필요한 양자비트, 양자 알고리듬, 양자 하드웨어는 무엇일까?

『미래를 읽다 과학이슈11 시즌 10』은 과학기술의 성과와 중요성을 알리고 과학으로 해석하는 데 앞장서고 있는 국내 대표 과학매체의 편집장과 과학 전문기자, 과학 칼럼니스트, 관련 분야의 전문가 등이 모여 화제가 되는 과학이슈를 선정하고 직접 집필한 기획 도서이다. 이 시리즈는 매년 대중들에게 최고의 화제가 되었던 굵직한 이슈를 소개한다. 시즌 10에 참여한 저자들로는 고등과학원 계산과학부 교수 김재완, 머니투데이방송 선임기자 박응서, 《사이언스 타임즈》 객원기자 김청한, 《동아사이언스》 과학기자 최영준, 전 《동아사이언스》 온라인뉴스 편집장 전승민, 전 《월간 하늘》 발행인 이광식, 과학 칼럼니스트 강석기와 한세희, 동아에스앤씨 편집위원 이충환, 서울대학교 과학철학 박사과정 강규태와 김범용 등이 있다.

■ 우리가 꼭 알아야 할 최신 과학이슈 11가지

이 책에서 이야기하는 최신 과학이슈는 무엇일까? 첫 번째 이슈는 전 세계를 뒤흔들고 있는 ‘COVID-19’ 바이러스이다. 1968년 홍콩 독감, 2009년 신종 플루에 이어 세 번째로 WHO가 감염병의 팬데믹을 선포한 이 중국발 바이러스는 자체 변형을 거듭하여 WHO 기준 현재 7가지 분류로까지 늘어난 상황이다. 3일간 최대 1만배까지 증식한다는 이 바이러스에 인류는 속수무책으로 당하고 있다. 과연 우리는 이 강적 바이러스에게 어떻게 대응하고 극복해야만 할까?

두 번째 이슈는 ‘코로나 백신과 치료제’이다. 코로나19는 2020년 8월 현재 전 세계 2000만 명을 훌쩍 넘긴 엄청난 수의 감염자와 수십만 명의 사망자를 발생시키는 등 무서운 기세로 퍼져나가고 있다. 여타 코로나바이러스들과 달리 호흡기의 일차 관문인 상기도(코, 후두 등)를 넘어 폐까지 감염시키기 때문이다. 이에 따라 예방 및 치료를 위한 백신과 치료제 개발이 시급한 과제로 떠올랐다. 현재 개발되고 있는 코로나19 백신과 치료제는 어떤 원리로 작용하는지, 개발 현황은 어떠한지 자세히 알아보자.

세 번째 이슈는 ‘포스트 코로나’ 전망이다. 당연하게 여겼던 삶의 방식, 오랜 질서가 코로나19로 인해 붕괴하고 있다. 인공지능, 빅데이터, 5G 등 초연결·초지능 기술 기반의 4차산업혁명, 세계화의 흐름, 환경 리스크처럼 세계의 모습을 형성해 가던 메가트렌드도 예견치 못한 팬데믹을 만나 새로운 방향으로 변화하고 있다. 우리는 이런 도전에 어떻게 대응해야 할까? 과학은 과연 코로나19 이전의 세계로 우리를 되돌려 놓을 수 있을까? 혹은 미지의 감염병을 이길 방법을 제시해줄 수 있을까?

네 번째 이슈는 ‘자기치유 소재’이다. 2018년 8월 ISS에 도킹해 있던 러시아의 ‘소유즈 MS-09’ 우주선 표면에 작은 구멍이 뚫리는 사건이 발생했다. 이를 해결하기 위해 러시아는 또 다른 우주선을 발사해야만 했다. 이 사건으로 인해 스스로 미세흠집이나 균열을 수복할 수 있는 소재가 주목을 받기 시작했다. 자기치유 소재는 어떠한 원리로 구멍을 메꿀 수 있는 것일까? 자석, 세균, 곰팡이, 마이크로캡슐 등 다양한 방식이 시도되고 있는 자기치유 소재의 구조에 대해 알아보자.

다섯 번째 이슈는 ‘디지털 범죄 수사’이다. 소위 ‘n번방 사건’은 지난 3월 20일 지상파 방송 3사가 저녁 뉴스로 크게 보도하면서 전 국민에게 알려졌다. 이 디지털 성범죄는 보안이 뛰어난 메신저와 추적하기 쉽지 않은 암호화폐를 거래에 이용하는 식으로 저질러졌다. 그럼에도 불구하고 범죄자들의 행적은 디지털 포렌식이란 수사 기법 덕분에 많은 사실이 드러났다. 구체적으로 어떻게 가능했을까?

여섯 번째 이슈는 ‘전자담배 유해성’이다. 2019년 8월부터 미국에서 액상형 전자담배로 인한 폐질환이 보고된 이후, 2020년 1월 미국 정부는 가향(flavored) 액상 전자담배 중 담배향이나 박하향을 제외한 나머지 제품의 판매를 금지하기로 했다. 보건복지부와 질병관리본부는 2019년 10월부터 액상형 전자담배 사용 중단을 강력하게 권고했다. 반면 영국에서는 흡연자에게 ‘금연의 징검다리’로 전자담배 사용을 권장하고 있다. 과연 액상형 전자담배는 얼마만큼 유해할까?

일곱 번째 이슈는 ‘양자컴퓨터’이다. 2019년 10월 구글이 양자컴퓨터가 슈퍼컴퓨터의 성능을 초월해 양자우월성을 실현했다고 주장하자 IBM은 “아직 그 정도는 아니다”라고 반박하고 있다. 과연 구글은 어떻게 양자우월성을 달성한 것일까? 그리고 양자컴퓨터를 개발하는 데 필요한 양자비트, 양자 알고리듬, 양자 하드웨어는 무엇일까?

여덟 번째 이슈는 ‘미래 교통, 플라잉카’이다. 최근 미래 교통수단으로 개인형 항공기인 플라잉카가 주목받고 있다. 특히 지난 1월 초에 진행된 ‘국제 소비자가전 전시회(CES)’에서는 현대자동차가 세계적 차량공유업체 우버와 협력해 플라잉카의 콘셉트 모델을 내놓으면서 더 화제가 됐다. 플라잉카는 어떤 모습으로 우리에게 다가올까? 또한 플라잉카는 미래 교통을 어떻게 바꿀까?

아홉 번째 이슈는 ‘대한민국 입자가속기’이다. 2020년 5월 8일 과학기술정보통신부가 새로 지을 4세대 원형 방사광가속기의 위치를 충청북도 청주시로 확정했다. 4세대 원형 방사광가속기는 이미 가동 중인 양성자가속기와 3, 4세대 방사광가속기에 이어 2021년에 완공되는 중이온가속기, 2023년에 구축되는 중입자가속기와 함께 기초과학과 산업, 의료 등 다방면에서 시너지를 낼 수 있다. 그런데 가속기의 이름은 왜 이렇게 다양한 걸까? 각자 어떤 특징과 차이점이 있기에 건설비가 많게는 1조 원이나 들어가는 값비싼 시설을 여러 개나 건설하는 걸까?

열 번째 이슈는 ‘초신성 폭발’이다. 태양의 900배에 달하는 초거성 베텔게우스는 2019년 10월 이후 점차 빛을 잃고 있고 있다. 변광성이라 짧게는 14개월, 길게는 6년 주기로 밝기가 바뀌지만, 다시 밝아져야 할 시점임에도 계속 어두워지고 있기에 천문학자들은 조심스레 이 별의 임종, 즉 초신성 폭발을 예상하고 있다. 반면 일시적으로 항성의 표면 절반을 가린 흑점 탓에 어두워진 것이라는 학자들도 있다. 별은 어떠한 경로로 탄생해 최후를 맞이하는 것일까? 그리고 초신성 폭발은 지구에 어떤 영향을 미칠까?

열한 번째 이슈는 ‘인공 광합성’이다. 독일의 토비아스 에브 교수 연구팀은 2020년 《사이언스》지에 인공광합성에 관한 논문을 발표했다. 이 인공엽록체 시스템에 빛을 비추자 틸라코이드에서 명반응이 일어났고 글리콜레이트를 생산했다. 연구자들은 안정성과 효율성을 좀 더 높인다면 대기 중 이산화탄소 제거 시스템이나 스스로 에너지를 만드는 합성세포 시스템 등 여러 분야에 응용할 수 있을 것으로 내다봤다. 인공광합성은 우리 사회와 어떤 연관이 있을까? 이들이 말하는 친환경 ‘그린수소’란 무엇일까?

■ 우리가 꼭 알아야 할 최신 과학의 쟁점 11가지! 『과학이슈 11』 시리즈
2011년 4월 한국과학창의재단의 제작 지원으로 『청소년이 꼭 알아야 할 과학이슈 11』이 발간되었다. 2010년에 우리나라는 물론 전 세계적으로 화제가 됐던 과학이슈 중 10가지를 선정하고 관련 분야 전문가와 과학전문기자들이 원고를 집필했다. 그런데 책이 완성될 시점인 2011년 3월 14일, 이웃나라 일본에서 대지진과 해일이 일어나면서 일본 동부에 있는 후쿠시마 원자력발전소에서 큰 사고가 일어났다. 국내 언론 및 과학 잡지에서는 원전 사고에 대한 뉴스와 분석 기사가 쏟아졌다. 이 때문에 책 제목인 ‘과학이슈 10’은 동일본대지진으로 ‘과학이슈 11’로 변경되었다. 책이 발간되자 청소년은 물론 대학생과 일반인에게 화제를 불러일으키며 세종도서, 우수과학도서 등 각종 상을 휩쓸었고, 과학이슈에 대한 명쾌한 해설로 순식간에 2만 부 가까이 팔리는 베스트셀러가 되었다. 이에 해마다 국내 과학잡지의 편집장과 기자, 일간지의 과학전문기자, 학계의 교수와 연구자, 과학 저술가 및 과학 칼럼니스트들이 과학계를 떠들썩하게 한 과학이슈 11가지를 선정하여 『미래를 읽다 과학이슈11』 시리즈를 출간하게 되었다.