오리진(닐 디그래스 타이슨/도널드 골드스미스 지음)

과학의 장점은 논리앞에 모두가 평등하다는 것이다.

그러므로 과학적인 내용에 논쟁을 하고자하는 이는 우선 자신이 스스로 논리적이여야 한다.

개인적인 신념, 권위 혹은 무리를 지어 주관적 견해를 관철시키고자 하는 자는 논리의 공간으로 나와 논쟁해야 한다.

인간은 자신이 틀릴 수 있다는 전제가 기본이 되어야 하고, "무조건" 이라는 단어를 내세우는 자는 경계해야 한다.

"무조건"은 논리적 비판도 듣지 않겠다는 오만함이다.

16~17세기에 시작된, 과학이라는 새로운 방식은 여러 이유로 비판을 받기도 했지만 지식을 습득하는 가장 확실한 방법으로 자리잡았다...

과학은 계속적을 제기되는 방법론적 의심, 즉 조직적인 회의 과정을 통해 발전한다는 것이다.

자신이 얻은 결론을 의심하는 사람은 그다지 많지 않다.

따라서 과학은 누군가의 결론을 다른 사람이 의심하도록 격려함으로써 그 결론과 다른 견해를 포용한다....

다른 과학자의 오류를 지적하거나 결론이 틀렸다고 생각하는 주요 이유를 말해주는 행동은,

명상 시간에 다른 생각을 하는 신참자의 귀를 때리는 고승의 행동과 마찬가지로 선의의 행동으로 간주된다.

과학자들은 스승과 제자 같은 수직 관계가 아니라 수평관계에 있다.

과학은 과학자가 자신의 오류를 찾아내는 것보다 훨씬 쉬운 일,

즉 다른 사람의 오류를 지적하는 것에 보상해 줌으로써 과학자들이 자신의 오류를 스스로 찾아내는 체계를 갖추도록 유도한다....

따라서 과학은 과학자 사회의 성취물이라고 할 수 있다.

과학자 사회는 선임자의 생각을 무조건 따르는 사회가 아니며, 그런 사회를 동경하지도 않는다....

과학자 사회에서 오류가 오랫동안 숨겨질 수는 없다.

누군가 결국은 오류를 발견할 것이고 자신의 발견을 인정받기 위해 그것을 널리 알리려 할 것이기 때문이다.

다른 과학자의 도전을 막아내고 살아남은 결론은 자연 법칙이라는 지위를 얻게 된다.

하지만 이런 법칙들도 크고 깊은 진리의 일부에 불과하다는 사실이 언제가 밝혀지리라는 것을 과학자들은 알고 있다.

새로운 관찰 결과를 설명하기 위해 제시된 새로운 설명이 자연현상에 대한 기존 지식을 바꾸어 놓는 위대한 순간은 과학의 역사에 과거에도 있었고 앞으로도 있을 것이다.

과학의 발전은 더 좋은 자료를 모으고 이 자료로부터 새로운 사실을 추정해 내는 집단이나 개인에 의해 이루어 진다.

지금부터 140억년 전, 시간이 시작될 때 우주의 모든 공간과 모든 물질, 그리고 모든 에너지가 한 점에 모여 있었다.

이때는 우주의 온도가 아주 높아 우주를 지배하는 자연의 모든 힘들이 하나의 통합된 힘으로 존재했다.

아직 우리가 이야기하는 공간이나 물질의 개념을 과학적으로 정의할 수 없는 순간, 즉 우주의 나이가 10의 -43초였을 때 우주의 온도는 10의 30도나 되었다.

이런 높은 온도의 우주에서는 통일장 안에 있는 에너지로부터 블랙홀이 순간적으로 만들어졌다가 사라지는 일이 반복되고 있었다.

이론 물리학의 설명에 따르면 이런 극한 상황에서는 공간과 시간이 거품이나 스펀지 모양으로 심하게 휜다.

이 시기에는 알베르트 아인슈타인의 현대적 중력 이론인 일반 상대성 이론과,

가장 작은 단위에서 물질의 상호 작용을 설명하는 양자역학에 따른 현상들을 따로 구별할 수 없었다.

우주가 팽창하고 온도가 내려감에 따라, 중력이 다른 힘으로 부터 분리되었다.

다음에는 강한 핵력과 전자기약력이 서로 분리되었고, 엄청난 에너지가 방출되면서 우주가 10의 50배로 팽창하는 사건이 일어났다.

'급팽창 단계'라고 부르는 급속한 팽창은 물질과 에너지를 균일하게 늘려 우주의 어느 한 점의 밀도와 다른 점의 밀도 차이를 10마분의 1보다 작게 만들었다.

우주가 계속 식어 감에 따라 전자기약력이 저자기력과 약한 핵력으로 분리되어, 자연을 구성하는 네 가지 기본 힘들이 완성되었다...

우주의 온도가 용광로의 온도보다 조금 더 높은 수천 도 이하로 낮아져 전자들의 운동이 느려지자 원자핵들이 전자와 결합해

가장 작은 세 가지 원소 수소, 헬륨, 리튬이 만들어졌다.

최초에 물리학이 있었다.

물리학은 물질, 에너지, 공간, 그리고 시간이 어떻게 행동하고 상호 작용하는지를 설명해준다.

우주 드라마에서 이 주인공들의 상호 작용은 모든 생물학적, 화학적 현상의 바탕이 된다.

전 우주 역사를 통해 물질은 스스로 구조를 형성하려는 경향을 계속 보여주고 있다.

밀도가 약간 높아진 지역은 중력은로 조금 더 많은 질량을 끌어 모을 수 있었고,

우주가 커지자 밀도가 높은 이런 지역이 은하나 은하단과 같은 커다란 구조로 발전하게 되었다.

그렇다. 지구와 지구 생명체는 모두 별 먼지에서 왔다.

생명체는 번식하고 진화할 수 있는 물질의 집합체라는 것이다.

단지 어떤 물질이 자신과 같은 물질을 더 만들 수 있다고 해서 그것을 살아 있다고 하지는 않을 것이다.

생명체로서 자격이 주어지기 위해서는 그 물질이 시간이 지남에 따라 새로운 형태로 진화해야 한다.

상대적으로 거대하고 복잡한 이 분자들을 조사해 생명체들 간 DNA와 RNA의 차이를 측정한 칼 리처드 워스를 비롯한 생물학자들은

생명체들 간 진화적 연관 관계를 나타내는 계통수를 만들었다.

계통수는 3개의 커다란 가지로 이루어져 있는데, 그것은 고세균, 세균, 그리고 진핵 생물이다.

이것은 그 전까지 분류학에서 받아들여지던 생물학적 계를 대체한 것이다.

진핵 생물은 유전 물질을 포함하고 있는 잘 구획된 핵을 가지고 있는 세포들로 구성된 기관을 가지고 있다.

이 특징이 진핵 생물을 다른 두 유형의 생물체들보다 더 복잡하게 만든다.

심해 열수 분출공 주위에 살고 있는 이 생명체들은 식물이 태양에너지를 이용해 광합성을 하는 것처럼,

지열을 이용한 화학 반응으로부터 에너지를 얻는 '화학 합성'을 하고 있다.

모든 물질이 온도가 내려가면 수축해 밀도가 높아지는 것과 달리 물은 섭씨 4도에서 밀도가 가장 높고,

온도가 섭씨 0도에 가까워지면 오히려 팽창해 밀도는 낮아지는 특이한 성질을 가지고 있다.

그것뿐만아니라 물은 섭씨 0도에서 얼면 액채 상태보다 밀도가 낮아지기 때문에 얼음이 물에 뜬다.

얼음이 물에 떠 있는 것은 수중 생물에게는 아주 다행스러운 일이다.

바깥 공기의 온도가 섭씨 0도 이하로 떨어지는 겨울 동안에는 섭씨0도에 가가운 물이 섭씨 4도에 가까운 물보다 가벼워

위에는 차가운 물이, 그리고 아래에는 따뜻한 물이 모인다. 그리고 아래에는 따뜻한 물이 모인다.

그래서 물은 위에서부터 얼고 얼음은 물이 표면에 떠다니면서 아래의 물을 따뜻하게 유지해 준다.

섭씨 4도 이하에서 온도가 내려갈수록 밀도가 낮아지는 밀도 역전이 없다면 연못과 호수는 위에서부터 얼지 않고 아래에서부터 얼 것이다.

지구 대기압의 1퍼센트도 안되는 화성의 대기압은 액체 상태의 물이 존재할 수 없도록 한다.

따라서 화성 표면에는 액체 상태의 물이 존재할 수 없다.

높은 산을 등산하는 등산가들이라면 누구나 잘 알고 있듯이 기압이 낮아지면 섭씨 100도보다 낮은 온도에서도 끊는다...

기압이 해수면 기압의 4분의 1밖에 안되는 에베레스트 산의 정상에서는 섭씨 50도에서 물이 끊을 것이다.

기압이 해수면 기압의 1퍼센트밖에 안되는 32킬로미터 상공에서는 끊는점이 섭씨 5도다. 몇 킬로미터 더 올라가면 섭씨 0도에서 끊게 된다.

이것은 물을 공기중에 내놓기만 하면 즉시 증발해 버린다는 것을 뜻한다.

어떤 사람들은 자신이 다른 사람들에게는 없는 여섯 번째 감각을 가지고 있다고 자랑한다.

자신들만이 신비한 힘을 가지고 있다고 주장하는 점쟁이, 심령술사, 신비주의자 같은 사람들이 그런 사람들이다.

그들은 아직도 많은 주위 사람을 현혹시키고 있다.

의심스러운 이런 초능력자들의 사업은 누군가는 그런 능력을 가지고 있을지도 모른다는 기대 심리 때문에 계속 번창하고 있다.

망원경, 현미경, 질량 분석기, 지진계, 자기장 측정기, 입자 검출기, 가속기, 모든 스팩트럼 대역의 전자기파를 검출할 수 있는 기기와 함께

다섯 가지의 감각 기관을 가지고, 사람들은 자신들 주의의 우주를 개척한다. 그리고 그 탐험을 과학이라고 부른다....

만약 우리가 자기장 검출기를 가지고 태어났다면 나침판은 발명되지도 않았을 것이다.

과학적 연구를 통해 이끌어 낸 '비상식적'인 결과들은 과학자들로 하여금 원자와 같은 작은 세계를 이해하고,

고차원 세계와 같은 새로운 세상을 창조적으로 상상할 수 있도록 했다.

20세기 독일 물리학자 막스 플랑크는 양자 물리학의 발견에 대해 다음과 같은 말을 했다.

"현대 과학은 우리가 감각하는 세상과는 다른 실재가 존재한다고 가르쳐 온 오랜 믿음이 옳다는 것을 강조함으로써 우리에게 깊은 인상을 준다.

그리고 이런 사실은 우리가 경험한 많은 사실보다 경험 뒤에 숨어 있는 실재가 더 큰 의미를 가지는가 하는 문제를 제기한다."