DK 과학원리 편집위원회. (김홍표 번역). 2018. 과학원리. 사이언스 북스. 247쪽. 

이 책은 물질, 에너지와 힘, 생명, 우주, 지구 순으로 장을 달리하면서 자연의 원리를 그림과 함께 설명하는 도감이다.  화학, 물리학, 생물학, 천체 및 지구과학의 기초 지식을 전달한다. 우리가 일상적으로 만나는 자연현상이 왜 그러한지를 설명하는 데 촛점을 맞춘다. 교육과정을 통해 습득한 과학 지식을 복습하면서, 자연에 대한 이해를 약간이나마 깊이하는 기회를 제공한다. 그림을 보고 해설을 읽으면서 과학은 흥미로운 영역임을 확인한다.

DK 음식원리 편집위원회 (변용란 옮김). 2018. 음식원리 (How Food Works). 사이언스북스. 247쪽.

이 책은 도감 책이며, 음식이 어떻게 인체에 작용하는지 그림과 글을 통해 설명한다. 영양소, 요리의 과학, 다양한 식재료, 음료, 식습관, 음식관련 변화, 등의 주제를 장을 바꾸어 설명한다. 생리학과 화학의 지식을 배경으로, 음식과 인간의 관계를 설명한다.

제법 깊이 있게 설명하며, 그림과 곁들여서 설명하기 때문에 이해가 쉽다. 매일 조금씩 읽으면서 인체와 음식에 대해 알아가는 즐거움을 느꼈다. 이 책을 읽으면서 일상에서 접하는 식품과 이것이 인체에 작용하는 기제에 대해 체계적으로 이해하게 되었다. 책의 끝으로 다가가면서 아쉬움을 느낄 정도로 흥미로웠다.

Addy Pross. 2012. What is Life? : How Chemistry becomes biology. Oxford University Press. 199 pages.

저자는 화학자이며, 이 책은 생명체의 특성과 근원을 설명한다. 생명체는 화학적 반응의 집합으로, 에너지를 소비하여 자기복제를 통해 영속성을 유지한다. 다윈이 주장하는 진화의 과정은, 물질이 자기복제 반응의 성공율을 높이기위한 복잡화(complexification)과정의 일부로 이해되어야 한다.

생명체는 목적지향적인 활동을 함에 비해, 무생명체 즉 물질에게 '목적'이란 의미가 없다. 어떻게 목적이 없는 물질이, 목적지향적인 존재로 바꾸어질 수 있었을까? 생명체의 목적은 자기복제이다. 자기와 닮은 또 다른 존재를 만드는 것이 생명체의 궁극적 목적이다. 

생명체란 불안정한 존재이다. 열역학제2법칙에 따르면 모든 물질은 에너지가 낮은 수준을 향하여, 질서가 흩뜨러지는 방향으로 진행한다.  생명체란 무질서의 세계에서 고유의 패턴, 즉 질서를 유지하는 존재이며, 주위의 에너지 수준과 격차를 계속 유지하는 존재이다. 이는 마치 새가 계속 날개짓을 하면서 중력을 거스르고 있는 것과 같은 상태이다. 생명체는 외부로부터 에너지를 받아들여 소비하는 대사작용(metabolism)을 통해 자기복제를 계속함으로서 이러한 불안정 상태를 계속 유지한다. 개별 생명체는 열역학제2법칙에 따라 질서가 흩뜨러지고 주위와의 에너지 격차가 사라지는 과정, 즉 죽는 과정(decay and die)을 밟지만 자기복제를 통해 집단으로서의 생명체의 존재를 유지한다.

개체로서는 죽지만, 집단(population)으로서는 계속 유지되는 것이다. 이를 저자는 '동적인 안정성' (dynamic kinetic stability)이라고 지칭하면서, 샘물의 비유를 든다. 샘물을 구성하는 물은 계속 바뀌지만 샘물의 존재는 계속 안정적으로 유지된다. 세포, 기관, 개체의 각 단위에서 개체로서는 죽지만 집단으로서는 존재를 유지한다. 예컨대 우리의 피부는 계속 죽고 동시에 새로 생성되는 과정을 지속하면서 피부의 안정된 상태를 유지한다. 생명체의 동적인 안정성이 유지되는 이유는, 생명체의 자기복제가 지수적으로 증식(exponential growth)하기 때문이다. 엄청나게 많은 수가 복제되기 때문에, 개체들은 계속 사멸함에도 불구하고, 생명체의 존재는 유지된다.

과학자들은 유기물질로부터 자기복제를 하는 존재(RNA)를 합성해내는데 성공했다. 문제는, 자기 복제를 하는 개별적인 존재가 자기복제를 계속한다는 것은 열역학제2 법칙, 즉 질서는 무질서의 방향으로 진행한다는 원리에 어긋나는 것인데, 어떻게 자기복제를 계속 할 수 있게 되었을까?  과학자들은 자기복제를 하는 서로 다른 두개의 존재가 합쳐져 서로의 복제를 촉진하는 존재가 만들어진다는 것을 확인했다. 자기 복제를 하는 물질 간에도 더 잘 자기복제하는 것과 그렇지 못한 것 간에 차이가 발생한 것이다. 자기 복제를 하는 과정에서 변이(mutation)가 나타나고, 변이된 것 중에는 외부로부터 에너지를 받아들여 자기복제를 더 잘 하는 존재가 나타나게 됬으며, 이후에는 진화적인 경쟁과 선택의 과정이 반복되면서 점점 더 자기복제를 잘하는 복잡한 존재 (complexification)로 발전하게 되었다. 복잡화는 자기복제의 수월성을 향하여, 즉 다른 자기복제 존재보다 더 복제를 잘 하는 방향으로 나아가는 것이다. 외부 환경의 다양한 틈새(nitche)를 자기복제의 효율을 높이는데 이용하면서 자기복제 종의 다양화가 이루어졌다. 

생명체가 목적지향적인 활동을 하는 것은 열역학 제2법칙을 거슬러 동적인 안정성을 유지하려는 것으로 해석해야 한다. 모든 물질은 안정성(stability)를 향하여 진행한다. 무생물체는 열역학 제2법칙의 원리에 따라 에너지 수위가 낮고 무질서한 안정성으로 진행한다. 반면 생명체는 외부로부터 에너지를 공급받아 열역학 제2법칙을 거스르는 동적인 안정성을 유지한다. 왜 생명체는 자기복제를 하려고 하는가? 자기복제를 하지 않으면 열역학 제2법칙에 따라 무생명의 물질로 돌아가게 된다. 더 잘 자기복제를 하는 존재가 그렇지 않은 존재를 압도하는 물리적인 상황을 두고, 우리는 생명체가 목적을 가지고 움직인다고 표현하는 것일 뿐이다. 의식을 가지고 있지 않은 박테리아의 세계에서도 더 잘 자기복제하는 존재가 그렇지 않은 존재를 압도하는데, 이러한 객관적 현상을 두고 우리는 박테리아는 복제를 더 잘하기 위해 활동한다, 즉 목적 지향적으로 움직인다고 표현하는 것이다.

저자는 '무생명체, 즉 물질에서 생명체가 어떻게 출현하였는가' 라는 근본적이 문제에 대한 지금까지의 과학적 탐구 과정을 비전공자도 이해할 수 있게 잘 설명한다. 생명체는 화학 반응의 집합이며, 생명체의 출현과 이후 발전 과정 역시 화학 반응의 맥락에서 이해해야 한다고 주장한다. 생명체란 자기복제 반응의 집합이며, 집합으로서 자기복제할 때 자기복제가 더 잘 되는 것, 즉 복잡화(complexification)의 과정은  화학 실험으로 증명되었음으로, 생물학과 화학을 잇는, 즉 생명체와 비생명체를 잇는 연결 고리가 해결되었다고 주장한다.  불분명한 점은, 복잡화의 과정 중에, 외부로부터 에너지를 받아들여 자기복제를 더 잘하는 존재가 나타나게 됬다고 하는데, 이점에 대한 설명이 미흡하다. 외부로부터 에너지를 받아들여 자기복제를 한다는 것은, 즉 생명활동의 핵심인 대사작용을 의미하는데, 어떻게 비생명체인 물질이 대사작용을 하는 존재로 바뀌게 되었는가하는 문제가 생명체 출현의 핵심이 아닌가?  자기복제를 하는 존재는 화학적으로 합성할 수 있었지만, 대사작용을 하는 존재는 아직까지 화학적으로 합성해내지 못했다.  여하간 대단한 책이다. 읽으면서 어려운 주제를 쉽게 설명하는 저자의 능력에 감탄을 거듭하며 긴장의 끈을 놓지 않고 찬찬히 읽었다. 훗날 다시한번 읽어보아야겠다.

John Hill, Terry McCreary, and Doris Kalb. 2013. Chemistry for Changing Times. 13th ed. Pearson. 706 pages.

저자는 화학자들이며, 이 책은 인문계 학생들을 위해 쓴 화학 대학교재이다. 총 22개 장에 걸쳐,  원자구조에서부터 시작하여, 화학 결합, 화학 계산, 물질의 상태, 산과 염기, 산화물, 유기화학, 폴리머, 핵화학, 지구화학, 공기, 물, 에너지, 생화학, 음식, 약품, 건강, 농업 화학, 집안 주변의 화학물, 독성학 등에 대해 설명한다. 비과학 전공자를 위한 책이므로, 수식과 계산은 최소화하고, 대신 서술을 많이하여 잘 읽혀진다.

오래전부터 화학에 흥미가 있었으나, 화학을 제대로 다루는 교양서를 찾을 수없었다. 화학 원리와 응용에 대해 제대로 서술한 책을 읽으려면 대학 교재를 읽어야 한다는 결론에 도달하여, 한달에 걸쳐서 천천히 읽었다. 처음에 화학의 원리를 설명하는 부분에서부터 유기화학까지는 체계적으로 써서 이해가 쉽고 흥미롭게 읽었으나, 뒤로가면서, 특히 생화학에서부터는 다양한 많은 사실을 망라하는 방식으로 제시되어 읽어내리기 힘들었다. 그럼에도 이 책을 읽으면서, 화학이 설명하는 세상은 신기하고 흥미로웠으며, 화학 원리와 지식을 하나 하나 알아가는 것이 즐거웠다.

대학교에서 화학을 전공했다면 이후의 삶이 흥미있게 열정적으로 일하면서 큰 성과를 냈을텐데하는 아쉬움이 읽는 내내 들었다. 가지 않은 길이기에 더욱 풀이 우거지고 파랗게 보였는지 모른다. 하는 일이 즐거우면 열정이 샘솟고, 열정적으로 일하면 좋은 성과를 내고 사람들로부터 인정을 받게 되고, 성취는 다시 흥미와 열정을 낳는  식으로 선순환을 그리며 살고 싶은데, 지금까지 나의 삶은 그렇지 못했다. 어느 정도 열심히 했고 성과를 내기는 했지만, 일이 즐겁고 그래서 열정이 솟았다고 말할 수 없으니. 아쉬울 따름이다.

열심히 하는 사람은 즐겁게 하는 사람을 따라갈 수 없다.

수학과 과학에 소질이 있던 학생이 고등학교때 인문계를 선택하여 그 길을 걸은 결과이다. 앞으로 남은 생은 좋아하는 것을 열심히 하고, 성과와 인정을 받고, 열정적으로 보람을 느끼며 살기를 간절히 바란다. 마지막 숨을 거두는 자리에서 보람있는 삶을 살았노라고 자족하고 싶다.