노벨상 시즌이 돌아왔군요^^ 노벨상 수상자들의 다양성 관련 Nature 뉴스 등 노벨상 관련 몇 가지 이야기입니다.
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The prize-awarding academies are making changes to their secretive nomination processes to tackle bias, but some say the measures don’t go far enough.
William Campbell (left), Satoshi Ōmura and Youyou Tu (right) shared the 2015 Nobel Prize in Physiology or Medicine.Credit: Ye Pingfan/Xinhua/Alamy Live News
If a woman wins the Nobel Prize in Physics next week, she will be the first to do so in more than 50 years. Over the same period, just one woman has won in chemistry.
This gender imbalance is the subject of increasing criticism, much of which is aimed at the Nobel committees that award the honours. In the awards’ history, women have won only 3% of the science prizes (see ‘Nobel imbalance’), and the overwhelming majority have gone to scientists in Western nations. Some argue simply that the prizes tend to recognize work from an era when the representation of women and non-Western researchers in science was even lower than it is today. But studies repeatedly show that systemic biases remain in the sciences, and the slow pace of progress was especially evident in 2017, when there were no female laureates for the second year in a row.
Alfred Nobel laid down the basic rules that govern the prize terms in his will, and statutes based on these guide the awarding of each honour. Winners are chosen by different bodies — the Royal Swedish Academy of Sciences awards the prizes in chemistry, physics and economics, and the Nobel Assembly at the Karolinska Institute in Stockholm awards the physiology or medicine prize — which form a committee for each prize. The committees invite eminent scientists to nominate people, from which they generate a shortlist. Many nominators are dictated by the statutes, by virtue of their academic positions or membership of national academies, but a small fraction are chosen by the bodies themselves.
The organizations that award the science prizes have now begun tweaking their nomination processes to encourage gender and geographic diversity among prize nominees and, they hope, winners. But it’s unclear how soon the effects of these efforts will be felt.
Nobel nominations
Göran Hansson, secretary-general of the Royal Swedish Academy of Sciences, says that even now, too few women may be nominated for the prizes. But it’s difficult to know how few are suggested: Hansson declined to disclose the rate at which women are currently nominated, citing the academy’s by-laws, which stipulate that nominations remain confidential for 50 years.
For the first time, the committee will explicitly call on nominators to consider diversity in gender, geography and topic for the 2019 prizes.
The request will be included in invitation letters scheduled to go out by early October to the thousands of scientists asked to nominate candidates for each prize. “We don’t work in a vacuum. We need the scientific community to see the women scientists, and to nominate those who have made outstanding contributions,” Hansson told Nature.
“The smallest possible nudge can make a difference, so I praise them for that,” says Curt Rice, president of Oslo Metropolitan University and head of Norway’s Committee on Gender Balance and Diversity in Research.
Subtle changes
Another tweak is also in the works. For the first time, the letters for physics and chemistry prizes will emphasize that nominators can put forward names corresponding to three different discoveries, something that, although already possible, was not highlighted until now meaning it might have been underused. (Nominators were also already allowed to put forward multiple names for a single discovery.)
This approach might lead to greater diversity, because research shows that people make more varied choices when selecting multiple candidates than when they pick just one, says Iris Bohnet, a behavioural economist at Harvard University in Cambridge, Massachusetts. “I’m delighted to hear about the change,” she says.
And around two years ago, the committees overseen by the Royal Swedish Academy of Sciences began to deliberately increase the number of women who are eligible to make nominations. This is a small shift, because each committee selects only a small portion of the nominators. But Hansson estimates that, of the 500 or so scientists each committee picks, the representation of women has roughly doubled to an average of around 25%. (A spokesperson for the academy declined to provide firmer figures, again citing academy by-laws on confidentiality.)
The prize in physiology and medicine already has a better record: women make up 21% of the past decade’s laureates. But the Nobel Assembly remains concerned about gender imbalance, says its secretary-general, Thomas Perlmann. The assembly is increasing the number of women and junior scientists that it invites to nominate, and is continually looking at how it formulates its invitation letter, he says.
Rice says that boosting women among nominators — and in the prize-giving bodies themselves, which both organizations have also done — is positive, but unlikely to have much impact because many studies show that, raised with the same cultural biases, both genders tend to favour men. Perlmann, however, says that the assembly has noted that women do have a slightly higher probability of nominating other women.
Ada Yonath, who shared the Nobel Prize in Chemistry in 2009, is one of four women to win the award. Credit: Uriel Sinai/Getty
Radical suggestions
Bohnet and Rice proposed further steps that the academies could take during a February conference on gender convened by the Nobel committees and the Nobel Foundation board.
Bohnet suggested that committees could evaluate nominees by comparing them with each other, rather than judging them separately. Her research suggests that this helps evaluators to focus on quality rather than on demographic characteristics, which can reduce bias. To maximize the impact of changes already under way, committees should go further than highlighting that scientists can make multiple nominations; they should require it, adds Rice.
More radically, they could also insist that their shortlists have equal numbers of men and women, suggests Rice. Or the awarding bodies could, for a single year, decide to give all the prizes to women. Rice notes that this has happened in reverse dozens of times. “There are few things that could shake up the scientific world as much as that, in terms of forcing people to consider the scientific contributions of women,” Rice says. “Needless to say, that particular proposal didn’t fly.”
Rice notes that gender-equality measures can meet resistance because some people worry that they risk reducing quality. But “the idea that there aren’t high-enough quality women in those fields is ridiculous”, he says.
Hansson says that the diversity measures are not about improving the statistics, but about helping the best scientists to win by ensuring that outstanding women are not overlooked. The Nobel Prize necessarily takes a long-term perspective, he says. “We are admittedly slow, but we are aware of the situation and we work on it,” he says.
Any suggestion to introduce quotas for minority-ethnic groups and gender would also not be in line with Alfred Nobel’s will, a spokesperson for the Royal Swedish Academy of Sciences told Nature. The academy has no plans to release data on the demographics of nominees, even though studies suggest that increasing public awareness of disparity would encourage change. But if its current measures don’t affect change, the academy will look again at the issue of diversity, says Hansson.
Reputation threatened
Rice says that if the Nobel prizes don’t start better acknowledging the work of women, their reputation will suffer. Other prizes also need to take action, he notes. In mathematics, the Fields Medal was awarded to a woman for the first time in 2014, and the Abel Prize has never been awarded to a woman. “So the whole prize thing has serious problems,” he says.
In as-yet unpublished work, Brian Uzzi, a social scientist at Northwestern University in Evanston, Illinois, and his colleagues analysed several scientific prizes and found that in some fields, women have been winning prizes at a rate on a par with their representation. However, those prizes were more likely to be of lower ‘status’ and cash value, and were often related to teaching, rather than research.
That might be down to stereotypes about women and men, Uzzi says. “The way to break stereotypes is with role models. The secret is to have more women winners.”
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[노벨물리학상]입자물리서 시작해 반도체·우주기원 규명
X선과 방사선을 발견해 1901년 첫 노벨물리학상을 받은 독일의 물리학자 빌헬름 뢴트겐을 시작으로 1930년대까지 노벨 물리학상은 주로 X선과 방사선 관련 연구에 집중 수여됐다. 영국 물리학자 찰스 바클라는 뢴트겐방사선의 특성을 밝힌 공로로 1917년 물리학상을, 오스트리아 출신의 빅토르 헤스는 우주 방사선을 발견해 1936년 물리학상을 수상했다.
그 밖에 도플러 효과 발견(1919년 물리학상), 전자의 파동성 발견(1929년 물리학상), 양자역학 제창(1932년 물리학상), 원자이론 정립(1933년 물리학상), 중성자 발견(1935년 물리학상)을 이끈 과학자들이 노벨상을 받은 것도 이 시기다.
20세기 중반부터는 원자핵, 소립자 등 입자의 물리적 특성을 연구하는 입자물리학 분야에서 다수의 수상자가 나오기 시작했다. 소립자는 전자, 광자(光子)를 비롯해 물질을 이루는 가장 작은 단위의 입자들을 일컫는다. 미국의 이론물리학자 유진 위그너는 원자핵과 소립자에 관한 새로운 이론을 정립해 1963년 노벨물리학상을 받았고, 1976년에는 무거운 소립자 발견을 이끈 과학자 2명이 물리학상을 수상했다.
1956년 노벨물리학상은 반도체를 연구해 트랜지스터 효과를 발견한 윌리엄 쇼클리 등 과학자 3명에게 돌아갔다. 구 소련의 이론물리학자 레프 란다우는 액체 헬륨 등 응집물질에 관한 새로운 이론을 정립해 1962년 물리학상을 받았다. 1964년과 1965년에는 2년 연속 양자역학 분야에서 노벨상을 수상했다.
반도체를 연구해 트랜지스터 효과를 발견한 윌리엄 쇼클리(가운데) 등 과학자 3명. 이들은 1956년 노벨 물리학상을 수상했다. – 위키미디어 제공
● 최다 배출 분야는 입자물리학…최근엔 천체물리학서 수상 늘어
현재까지 노벨 물리학상을 가장 많이 받은 세부 분야는 입자물리학(입자·장·원자핵), 원자물리학, 응집물질 등 3개 분야다. 한국연구재단이 1980년대부터 지난해까지 37년 간의 노벨 물리학상 수상 분야 트렌드를 분석한 결과에 따르면, 최근 들어서는 입자 물리학과 천체 물리학, 응집물질 분야에서 노벨상 수상이 가장 두드러졌다.
즉 전 기간을 통틀어서도 가장 많은 노벨상을 받은 입자물리학과 응집물질 두 분야의 경우에는 현재까지도 꾸준히 수상자가 나오고 있다는 뜻이 된다. 연구재단은 이달 21일 발표한 ‘2018년 노벨과학상 종합분석 보고서’에서 “입자 물리학 분야는 2001년 이후에도 5회를 수상했을 정도로 가장 많은 노벨상을 배출했다”며 “주로 1960년대 성과로 수상까지 30~40년 정도의 시간 차가 존재한다”고 설명했다. 여기에는 힉스 메커니즘 입증, 강한 상호작용에서의 점근 자유성 발견 등이 포함돼 있다.
천체물리학 분야에서의 노벨상은 비교적 최근에 늘어나는 추세다. 지난 117년 간 총 14번 노벨상을 수상했는데 2001년 이후에만 4번의 수상이 있었다. 아인슈타인이 일반상대성이론을 통해 예측한 중력파를 100년 만인 2015년 레이저간섭계로 검출하는 데 성공한 라이고(LIGO)·버고(Virgo) 과학협력단을 이끈 라이너 바이스 미국 매사추세츠공대(MIT) 교수와 배리 배리시 미국 캘리포니아공대(칼텍) 석좌교수, 킵 손 칼텍 명예교수가 지난해 노벨 물리학상을 수상했다. 2016년 논문을 발표한 지 1년 여 만에 수상으로 이어진 셈이다.
지구에서 10억 광년 이상 떨어져 있는 블랙홀 2개가 서로 합병되는 과정에서 일어난 충돌로 태양 질량의 3배에 이르는 중력 에너지를 방출하면서 시공간의 뒤틀림과 함께 중력파가 관측됐다. – 노벨위원회 제공
● “응집물질 분야서 추가 노벨상 수상 기대”
응집물질 분야에서는 초유체, 초전도체, 양자홀 효과 등 저온 양자효과에 대한 연구와 반도체 관련 연구, 그래핀 등 탄소나노물질 관련 연구들이 최근 노벨상을 수상했다. 연구재단은 “현재까지의 연구 추세를 볼 때 응집물질 분야의 연구들은 현상 발견에서 특성을 밝힌 이론 정립, 응용과 확장으로의 단계적 발전 가능성이 큰 분야로 추가적인 노벨상 수상으로 이어질 가능성이 높다”고 평가했다.
한국인 물리학자 중에는 그래핀 등 탄소나노물질 분야의 세계적 권위자인 김필립 미국 하버드대 교수를 비롯해 정상욱 미국 럿거스대 교수, 이영희 성균관대 교수 등 3명이 논문 피인용 횟수에서 최근 10년간 노벨 물리학상 수상자 26명의 평균 값을 넘어선 것으로 나타났다. 정 교수는 자기장과 전기장이 사라져도 자성이나 전극이 유지되는 강상관작용전자계 신물질 연구에서, 이 교수는 탄소나노튜브를 이용한 전자소자 및 연료전지 연구에서 국제적으로 높은 평가를 받고 있다.
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노벨상 받은 기초과학연구, 응용 기술로 산업 지형 바꿔와
녹색형광단백질(GFP)은 특정 단백질이 생체 내에서 작용하는 위치와 기능 등을 손쉽게 확인할 수 있는 혁신적인 물질이다. GFP는 생명공학 연구에서 특정 단백질의 기능을 확인하는 데 중요한 도구로 활용된다. GFP를 발견하고 이를 생명공학 연구에 실험도구로 개발해 온 로저 첸 박사는 연구 업적을 인정받아 2008년 노벨 화학상을 수상했다.
특정 세포의 활동을 육안으로도 볼 수 있게 하는 GFP 연구로 노벨상은 수상한 로저 첸 박사가 낸 226건의 논문을 인용한 특허는 7717건에 달한다. 최근 10년간 특허를 통해 산업에 기여한 정도가 가장 높은 연구성과 중 하나다.
/조선DB
10월 1일 노벨 생리의학상 수상자 발표를 시작으로 2일 물리학상, 3일 화학상이 잇따라 발표된다. 노벨과학상은 흔히 기초연구 성과를 주요 대상으로 수여되며 산업에 직접 사용되는 기술보다 과학현상의 근본 원리 등을 탐구하는 연구에 수여되는 것으로 알려져 있다. 그러나 한국연구재단의 ‘(최근 10년간) 노벨과학상 수상자 사례 분석’ 결과에 따르면 GFP의 사례에서 확인할 수 있듯 노벨 과학상 수상자들의 연구는 많은 분야에서 산업과 연계돼 기업을 통해 응용분야로 직접 영향을 미치고 있다.
◇ 청색 LED·자궁경부암 백신…노벨 과학상의 주요 성과
1962년 GE가 발광다이오드(LED)를 처음 발견한 뒤 적색 LED와 녹색 LED는 초기에 개발이 완료됐지만 빛의 3원색 중 나머지 하나인 청색 LED는 30여년간 개발되지 못했다. 일본 출생의 나카무라 슈지와 그의 동료들이 백색광 소스를 만들 수 있는 청색 LED 개발에 성공하며 LED를 통해 자연계의 다양한 색상을 재현해 낼 수 있게 됐다. 이에 따라 LED를 조명 및 디스플레이 등 다양한 산업 분야에 적용할 수 있는 발판을 마련했다.
나카무라 슈지와 그의 동료들은 2014년 청색 LED 개발 공로를 인정받아 노벨 물리학상을 수상했다. 나카무라 슈지가 저자로 참여한 논문은 696건, 이 논문을 인용한 1단계 인용 특허는 1101건에 달했다. 1단계 인용 특허를 인용한 2단계 인용 특허는 무려 5261건으로 분석됐다. 2000년대 중반 이후 연간 400여건의 관련 특허가 쏟아지며 LED산업에 큰 영향을 미친 것으로 확인됐다.
여성에게 두 번째로 흔한 종양 질환인 자궁경부암 백신 개발로 이어진 노벨 생리의학상 수상 연구성과도 있다. 독일 출생의 해럴드 하우젠 박사는 1983년 사람의 자궁경부암이 특정 유형의 유두종 바이러스에 의해 발생된다는 사실을 처음으로 발견하고 2008년 노벨 생리의학상을 수상했다. 살아있는 세포의 성장과 분열, 죽음은 유전자에 의해 조절되며 이러한 기능의 균형이 맞지 않으면 종양이 형성될 수 있다는 사실도 밝혔다. 균형이 맞지 않은 이유 중 하나는 바이러스 유전자가 숙주 세포의 유전자에 편입되기 때문이라는 것이다.
하우젠 박사의 발견은 자궁경부암 백신 개발로 이어졌다. 하우젠 박사가 저자로 참여한 논문은 119건으로 이 논문을 인용한 1단계 인용 특허는 212건, 1단계 인용 특허를 인용한 2단계 인용 특허는 497건에 달했다. 특히 2차 인용 특허의 경우 2002년부터 2011년까지 특허가 급격히 증가해 종양학과 바이러스학 및 관련 산업에 매우 큰 영향을 미친 것으로 분석됐다.
자궁경부암 유발하는 유두종바이러스(HPV) 모식도./위키미디어 제공.
◇ 학술에서 산업으로…10년간 노벨 과학상 논문 인용 특허 1만3000건 넘어
연구재단이 분석한 바에 따르면 2008년~2017년 노벨 물리학, 생리의학 및 화학상 수상자는 총 78명으로 이 78명의 수상자가 저자로 참여한 논문은 총 1만2973건으로 나타났다. 이 논문을 직접 인용한 특허(미국, 일본, 한국, 유럽, 중국)는 총 1만3244건에 달했으며 이를 재인용한 2단계 인용 특허는 총 4만3898건으로 집계됐다.
보고서는 “논문이 연구자의 학술적인 성과를 나타낸다면, 특허는 해당 성과가 산업으로 얼마나 파급되어 가는지를 나타내는 지표”라며 “작년 국제 학술지 ‘사이언스’에는 연구논문과 특허와의 연계성을 실증적으로 입증하고 이러한 연계성이 높은 연구성과의 영향력이 높다는 연구결과가 발표된 바 있다”고 밝혔다.
천기우 한국연구재단 정책연구팀 선임연구원은 “삼성전자 등 국내 대기업도 노벨 과학상 수상자 논문의 2단계 인용 특허를 많이 출원하고 있는 것으로 확인된다”며 “높은 산업적 성과에 비해 아직 취약한 국내 기초연구 수준이 한단계 도약한다면 연구논문과 특허의 연계성이 높은 성과, 즉 활용성과 산업적 파급력이 높은 연구성과를 창출할 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.
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“한국 노벨상 콤플렉스는 자신감 부재 산물” 연구재단 보고서 지적
日, 노벨상 수상 너무 강조하다 국제 학계 비웃음
中, 공산당 통치 정당화 수단 활용
언론 방조 아래 ‘왜’라고 묻지 않는 사회 분위기
노벨재단 제공
‘올해는 한국이 노벨상을 받을 수 있을까’. 해마다 노벨상 발표 시즌이 되면 언론마다 한국의 수상 가능성을 점치는 기사를 쏟아낸다. 올해도 어김없었다. 현대 과학 연구를 시작한지 100년이 넘은 이웃나라 일본은 받는데 왜 한국은 받지 못하냐는 지적도 쏟아진다. 이런 한국 사회의 노벨상 콤플렉스가 외부의 인정을 통해서만 과학기술 수준을 확인하려는 자신감 부재에서 기인했다는 비판이 제기됐다.
한국연구재단은 30일 ‘노벨과학상 종합분석 보고서’를 내고 “한국의 노벨과학상 콤플렉스는 한국 과학기술 수준에 대한 한국 사회 내부의 자신감의 부재가 드러나 있으며 노벨과학상이라는 외부적 인정을 통해 그것을 확인받고자 하는 사회적 욕구가 반영되어 있다”고 지적했다.
○ 일본 중국 수상자 배출 늘면서 조바심 생겨
보고서에 따르면 최근 10여 년 간 언론과 국민을 중심으로 한국 과학자의 노벨 과학상 수상에 대한 기대는 매우 높아졌다. 이런 배경에는 주변국이자 경쟁국인 일본과 중국의 영향이 컸다. 일본은 2000년대 이후 17명의 노벨상 수상자를 냈고 중국 역시 2015년 최초로 노벨생리의학상 수상자를 배출하면서 과학기술 연구개발(R&D) 투자를 늘려온 한국의 수상에 대한 기대와 조바심을 키웠다는 분석이다.
국내 언론과 일부 과학자들은 2000년 이전까지 국내 과학기술과 과학교육 문제점을 지적하는데 단골 소재처럼 노벨 과학상을 활용했다. 그러다가 기초연구가 본격화한 2000년대 이후 과학 정책을 비판하는데 이를 집중했다. 2004년 황우석 전 서울대 교수의 줄기세포 연구가 주목을 받으면서 노벨 과학상 수상 가능성이 높아지자 노벨상 수상에 대한 사회적 열망도 확대됐다.
실제 2000년대 들어 정부, 대학, 연구기관, 기업들은 한국인 노벨과학상 수상자 조기 배출을 위한 다양한 정책 연구와 지원책을 마련했다. 대기업인 삼성은 미래기술육성 프로젝트를 통해 기초과학 분야에 10년 간 5000억 원을 지원해 노벨과학상 수상 토대를 마련하는 것을 목표로 설정하기도 했다.
○노벨상 못받으면 과학 실패로 보는 언론들
노벨 과학상 수상에 대한 관심과 노력이 커지면서 한편에선 노벨상 수상에 집착하는 과학기술 정책에 대한 비판도 커졌다. 보고서는 “이런 과정에서 한국 과학자의 노벨과학상 수상 실패를 기초과학연구 정책의 실패나 과학계의 실패와 동일시하는 논조가 포함됐다”고 지적했다. 노벨과학상은 좋은 연구에 주어지는 많은 보상과 인정 중 하나인데, 그것 자체를 정부 과학기술 정책의 목표로 설정하는 것은 적절치 못하다는 것이다.
일각에선 노벨과학상에 지나치게 몰두하는 모습이 오히려 과학계의 품위를 떨어뜨릴 수도 있다는 지적이 나온다. 노벨상 수상자를 여럿 배출한 일본과 미국에 다음으로 과학 경쟁력을 갖추기 시작한 중국에서도 이런 ‘노벨상 병’이 문제가 되기도 했다.
일본은 2001년 제2차 과학기술기본계획에서 향후 50년 간 노벨상 수준의 국제적 과학상 수상자 30명 배출을 목표로 설정하고 정부가 지원에 나섰지만 그 활동이 지나쳐 오히려 국제 과학계의 비웃음을 샀다. 일본은 결국 2011년 ‘제4차 과학기술 기본계획’에서 노벨상 목표를 삭제하기로 결정했다.
중국도 2015년 투유유 중국전통의학연구원 교수가 노벨 생리의학상을 수상하기 전까지 노벨상 수상 강박에 시달려야 했다. 중국 정부는 중국의 노벨과학상 수상에 대한 국민적 기대를 조성하고 서방과의 기술 격차 감소를 통한 통치 정당화 전략을 추진했다. 중국이 올림픽 대회에서 금메달리스트를 양산해 냄으로써 국민적 자긍심을 높였던 것을 모델로 삼아, 과학 기술 분야로 이를 확대한 것이다.
유전보 중국 지린대 교수는 “다른 권위주의적 국가들처럼 중국 통치자들도 통치의 정통성 확보를 위해 다양한 정당화 작업을 수행하고 있는데, 그 중 하나가 중국과 서방의 기술 격차를 줄이는 것”이라고 말했다. 노벨 과학상 수상은 서방과의 기술 격차가 감소했음을 보여주는 국제적 인증에 해당하지만 오히려 상을 못 받을 경우 중국 과학기술의 지속적인 실패로 여겨지게 되는 위험 부담이 있는 셈이다.
○ 왜 상을 받아야하는 지 이유를 모르는 한국사회
보고서는 “한국의 노벨상 콤플렉스는 자국 과학기술 수준에 대한 사회 내부의 자신감의 부재에서 기인하며 노벨상이라는 외부적 인정을 통해 확인받고자 하는 사회적 욕구가 반영되어 있다”고 지적했다. 한국 사회에서 노벨과학상은 과학계 각 분야의 1등을 확인해 주는 징표처럼 받아들여지고 있으며 그런 의미에서 노벨과학상 수상 실패는 한국 과학 기술의 수준 미달로 해석된다는 분석이다.
한국의 노벨상 콤플렉스는 이미 수년 전부터 해외 학자들에게도 지적을 받아왔다. 버틸 앤더슨 싱가포르 난양공대 총장은 한국이 노벨상을 받으려면 “노벨상 조급증”을 버려야 한다고 조언했다. 2016년도 노벨물리학상 수상자인 마이클 코스털리츠 미국 브라운대 교수 겸 고등과학원 석학교수 “한국의 노벨상 콤플렉스가 노이로제 수준에 이른다”는 지적을 내놨다.
보고서는 “그동안의 관련 연구들은 노벨과학상을 타기 위해 어떻게 해야 하는가에 집중함으로써 노벨 과학상 수상이라는 목표 자체에는 ‘왜’라는 질문을 제기하지 않았다”며 “암묵적으로 노벨 과학상이 과학연구와 과학 정책의 중요한 목표라는 점을 당연시하고 있다”고 꼬집었다.
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영화 속 주인공된 노벨상 과학자들
프랑스 영화감독 아벨 강스의 1931년작인 ‘세상의 끝(La fin du monde)’의 포스터. 노벨상 수상 과학자가 처음 등장한 영화다. – 위키미디어 제공
1901년부터 시작된 노벨상의 역사는 과학에 대한 대중의 인식 변화와 맞닿아 있다. 노벨상은 과학에 대한 일반 사람들의 관심을 빠르게 확산시키는 역할을 수행해 왔다. 소설이나 드라마, 영화에도 종종 노벨상을 수상한 과학자들이 등장한다. 대부분은 그들이 과학자로서의 전성기로 꽃피우던 시절을 다룬다. 미국의 인기 TV 드라마 ‘빅뱅이론’이 대표적이다. 드라마에 묘사된 노벨 수상자의 모습에는 세계 최고 과학자에 대한 대중의 인식과 이미지가 투영되곤 한다.
알베르토 프로데스코 이탈리아 트렌토대 교수는 1930~2017년 사이 미국, 영국, 스웨덴, 프랑스, 독일 등에서 제작된 주요 미디어 콘텐츠 189건을 통해 소설 속에서 묘사된 과학 분야 노벨상(생리의학상, 물리학상, 화학상) 수상자의 모습을 분석한 연구 결과를 올해 5월 국제학술지 ‘퍼블릭 언더스탠드 오브 사이언스’에 발표했다.
노벨상 수상 과학자가 스크린에 처음 등장한 건 프랑스 영화감독 아벨 강스의 1931년작인 ‘세상의 끝(La fin du monde)’에서였다. 노벨상을 받은 천문학자로 묘사되는 극중 인물인 마셜 노발릭이 지구를 향해 날아오는 혜성을 발견하고 지구와의 충돌을 막기 위한 해결책을 찾는 과정을 그린 재난영화다. 프로데스코 교수는 “1920년대까지만 해도 공상과학(SF)영화나 호러물 같은 일부 장르에서 과학자가 나왔지만, 이후부터는 좀 더 과학적인 내용이 다뤄지기 시작했다”며 “과학자를 소개할 때 ‘노벨상 수상자’는 소설과 실제에서 한 과학자의 우수성과 중요성을 드러내는 가장 좋은 수식어로 여겨졌다”고 설명했다.
1939년에는 1905년 노벨생리의학상을 수상한 로버트 고흐의 전기를 다룬 독일 영화 ‘로버트 고흐’가 개봉했다. 실제 과학자의 생애를 집중적으로 그린 첫 영화였다. 이후 폴 에이를리히(1908 생리의학상), 마리 퀴리(1903 물리학상, 1911 화학상) 등 노벨상 수상 과학자들이 제2차 세계대전 시기 미국 헐리우드 영화에 주인공으로 등장했다. 당시 영화에서 과학자들은 ‘우상’ ‘세상을 더 좋게 만드는 선지자’ ‘세상을 구하는 영웅’ 등으로 묘사되며 대중에게 위로와 희망이 됐다.
1989년 개봉한 이탈리아의 영화 ‘파니스페르나 거리의 청년들(I ragazzi di via Panisperna)’의 한 장면. – 위키미디어 제공
가상의 스토리에서도 많은 실제 노벨상 수상 과학자들이 등장했다. 1989년 개봉한 이탈리아의 영화 ‘파니스페르나 거리의 청년들(I ragazzi di via Panisperna)’과 2002년 영국 영화 ‘코펜하겐’, 2014~2015년 방영된 미국의 TV 드라마 ‘맨하탄’ 등의 작품에서는 과학사의 중요한 이벤트를 다룰 때 노벨상 수상 과학자들이 나왔다.
인터넷 무비 데이터베이스에 따르면, 아인슈타인이 등장한 영화는 166개, 마리 퀴리가 등장한 영화는 36개로 집계됐다. 대중에게 가장 유명한 노벨상 수상 과학자인 셈이다. 프로데스코 교수는 “소설 속에서 아인슈타인과 같은 노벨 수상 과학자들의 이미지는 ‘천재’로, 노벨상의 이미지는 ‘큰 상’으로 귀결된다”고 해석했다.
노벨상 수상 과학자들이 남긴 말이 메인 줄거리를 구성하는 틀이 되기도 한다. 미국의 스릴러 영화 ‘아웃브레이크’(1995)는 “인류가 지구에서 삶을 계속 영위하지 못하도록 막는 유일한 장애물이자 가장 큰 위협은 바이러스”라고 말한 조슈아 레더버그(1958년 노벨생리의학상 수상자)의 말에서부터 이야기를 풀어 나간다. TV 드라마인 ‘유레카’에서도 “부족한 지식은 위험하므로 풍부한 지식을 추구하라”는 알버트 아인슈타인(1921년 노벨물리학상 수상자)의 말을 인용했다.
프로데스코 교수는 사람들이 얼마나 노벨상을 원하는지 단적으로 드러내거나 풍자한 작품들도 소개했다. 1935년 스웨덴 영화 ‘스웨덴이엘름가(swedenhielms)’는 과학자인 아버지가 노벨상을 수상해 가계를 일으키길 간절히 바라는 가족들을 익살스럽게 묘사했다. 노벨상을 수상하면 상금 900만 크로나(약 11억 2400만 원)가 주어진다. 1963년 영화 ‘더 프라이즈’의 마지막 장면에선 노벨상 수상이 이뤄지는 스웨덴이 과학자들에겐 꿈의 장소라는 점을 이렇게 묘사했다.
과학자 : “(잠에서 깨어난 뒤) 여기가 어디야? 천국?”
과학자의 딸 : “스톡홀름이에요.”
과학자: “천국이구나.”
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저당 잡히고 도둑 맞고…노벨상 메달이 사라진 ‘아찔한’순간들
사이언스 제공
영예로운 노벨상 메달을 고이 간직하기란 생각보다 어려운 듯 보인다. 나치의 눈을 피하기 위해 용액에 메달을 녹이고 술집에서 만난 상대를 유혹하기 위해 훔치는 등 117년 노벨상 역사에서는 메달이 사라진 아찔한 순간들이 많았다.
압수 우려해 산에 녹이고 냉전으로 뒤바뀌고
독일 나치가 1940년 덴마크를 침공하자 코펜하겐에 있던 닐스보어연구소는 중대한 결정을 내렸다. 당시 연구소은 노벨 물리학상 메달 두 개를 보관하고 있었다. 나치에게 이를 뺏길 것을 염려한 헝가리 화학자 게오르크 카를 폰 헤베시는 메달을 진한 염산과 진한 질산을 혼합한 용액인 ‘왕수’에 녹여 연구실 선반에 보관했다. 덕분에 메달은 나치의 눈을 피해 안전하게 연구소에 보관될 수 있었다. 전쟁이 끝난 뒤 헤베시는 금을 용액에서 석출해 노벨재단에 돌려줬다.
1975년 노벨 경제학상을 공동으로 수상한 러시아(옛 소련)의 레오니트 칸토르비치와 미국의 찰링 코프만스는 서로의 메달을 뒤바꿔 집으로 가지고 돌아오는 실수를 범했다. 당시 미국과 러시아 사이에 냉전이 이어지면서 두 수상자 본인의 메달을 되돌려 받기까지 4년이 걸렸다.
경매 부치고 도난 당하고
다양한 이유로 노벨상 수상자들의 메달이 경매에 부쳐지기도 했다. 1차 세계대전이 끝난 뒤 베르사유 조약을 주도한 프랑스 정치인 아리스티드 브리앙은 1926년 노벨 평화상을 받았다. 하지만 이 메달은 지난 2008년 경매에 부쳐져 1만2200유로(약 1600만원)에 낙찰됐다. 2014년에는 DNA 이중나선구조를 밝힌 제임스 왓슨이 1962년 받은 노벨 생리의학상 메달이 410만달러에 팔렸다. 왓슨은 인종차별 발언으로 강연과 출판기념회 등이 줄줄이 취소되자 이 같은 결정을 내렸다. 당시 왓슨의 메달을 산 러시아의 억만장자 알리셰르 우스마노프는 왓슨에게 메달을 돌려줬다.
2008년 프랑스 생나제르 생태박물관은 경매를 통해 아리스티드 브리앙의 노벨 평화상 메달 싸게 매입했다. 하지만 2015년 이 메달은 도난을 당했고 이후 아직까지 찾지 못하고 있다. 2017년 인도의 인권운동가 카일리시 사티아르티가 수상한 노벨 평화상 메달을 훔치려는 시도가 있었다. 그러나 도난된 메달은 사실 복제품이었다. 반면 인도 시인 라빈드라나트 타고르가 1913년 받은 노벨 문학상 메달은 2004년 도난당한 뒤 다시 찾지 못했다.
세금 미납 압류되고 이성 유혹하려 슬쩍 가져가기도
2009년, 이란의 변호사이자 인권운동가인 시린 에바디는 세금 미납 문제로 레지옹 도뇌르 훈장과 2003년 노벨 평화상 메달을 이란 당국에 저당 잡혔다. 국제적인 비난이 계속되자 이란 당국은 에바디의 메달을 그녀에게 돌려줬다.
1999년 노르웨이 오슬로의 한 호텔에서 국경없는의사회가 받은 노벨상 메달이 갑자기 사라진 일도 있었다. 알고 보니 범인은 프랑스 국경없는의사회 대표단 중 한 명이었는데, 오슬로의 바에서 만난 여자에게 자랑하기 위해 메달을 잠시 가져갔던 것으로 드러났다.
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2018년 노벨과학상 경제효과만 수백조원…기초과학의 힘
올해 노벨과학상 수상 기술들은 예외 없이 ‘황금알을 낳는 거위’라는 공통점이 있다. 당장 눈에 보이는 먹거리 산업에 밀려 소외받고 있지만 기초과학의 저력을 여실히 보여준 사례라는 점에서 주목된다.
세계 최초의 자가면역질환 치료제 ‘휴미라’의 지난 한 해 매출은 189억 달러(약 21조1680억 원). 현재 전 세계 단일 의약품 중 가장 많은 돈을 벌어들인 약이다. 지금까지 치료약이 없었던 류마티스관절염 등 면역 질환 치료에 사용된다. 글로벌 시장조사업체 이밸류에이트파마는 최근 “복제약이 속속 승인을 받고 있지만 그럼에도 2024년 예상매출이 여전히 152억3000만 달러(17조 576억 원)로 추산된다며 그때까지 세계 1위 자리를 놓지 않을것으로 보인다”고 분석했다.
휴미라가 개발된 건 올해 노벨화학상을 수상한 조지 스미스 미국 미주리대 교수와 그레고리 윈터 영국 분자생물학연구소 교수의 연구 성과 덕분이다. 두 사람은 이른바 ‘파지 디스플레이’ 기술을 개발했는데, 세포를 조작해 원하는 항체만 생성시키는데 성공했고, 이 기술을 이용해 태어난 약이 휴미라다. 관련 기술을 응용하면 앞으로도 다양한 항체 의약품을 제작할 수 있어 앞으로도 얼마나 많은 경제적 이익을 낳을지 헤아리기 어렵다.
올해의 또 다른 노벨화학상 수상자 프랜시스 아놀드 미국 캘리포니아공대(칼텍) 교수의 성과도 이에 못지않은 경제적 파급력을 갖추고 있다. 아놀드 교수는 ‘효소의 유도진화’를 연구한 업적을 인정받았는데, DNA 편집을 통해 원하는 생리효과를 얻을 수 있도록 효소의 진화를 유발하는 기술이다. 이는 아직 완전히 실용화 되진 않았지만 석유화학 제품, 제지, 제약, 섬유 및 농업용 제품 등 사실상 대부분의 화학 산업에 적용할 수 있다. 행정안전부 자료에 따르면 세계 석유산업장은 5조5000억 달러(약 6160조원) 규모 이상으로 이 중 10%만 항체 관련 기술로 변경된다 해도 600조원 이상의 시장이 열린다.
올해 노벨 생리의학상을 받은 ‘면역 항암제’ 분야도 휴미라를 넘어서는 파급력을 가졌다. 3세대 면역항암제인 키트루다는 연평균 19%씩 성장하며 2024년까지 126억9000만 달러(14조 2128억 원)의 매출을 올려 매출액 2위 약품으로 등록될 전망이다. 그 뒤를 이어 3, 4위를 차지할 것으로 보이는 ‘레블리미드(119억3000만 달러, 13조 3616억 원)’와 ‘옵디보(112억5000만 달러, 약 13조 3616억 원)’도 모두 면역항암제 기술로 개발된 3세대 항암제다. 현재 전 세계 연구진은 3세대 항암제의 부작용을 줄이고 적용범위를 넓히기 위해 노력하고 있어 이후 관련 매출은 더욱 늘어날 전망이다. GBI리서치에 따르면 전세계 면역항암제의 올해 시장 규모는 20조 원. 2022년에는 91조 원까지 성장할 것으로 예상된다.
노벨물리학상을 수상한 ‘레이저 증폭 기술’ 역시 그간 이룩한 경제적 파급을 미처 헤아리기 어렵다. 레이저로 각종 제품을 가공하는 ‘레이저 가공 시장’의 규모만 100억 달러(약 11조 2000억 원) 이상으로 추산된다. 여기에 의료용 레이저 장비, 레이저 통신 등 분야를 종합하면 관련 기술은 이미 통계를 내기 어려울 정도로 거대한 시장을 이뤘다. 이병호 서울대 교수는 “레이저 빛을 아주 가늘게 쏠 수 있는 기술로 라식과 같이 레이저를 이용한 정교한 눈 수술이 대표적인 활용 사례”라고 설명했다.
이런 성과는 최근 산업기술이 성장하면서 기초과학 연구를 빠르게 상용화 할 수 있는 토대가 열렸기 때문이다. 앞으로도 뛰어난 기초과학 성과가 즉시 경제성과로 이어질 것이라는 기대가 나온다. 과학기술정책연구원(STEPI) 관계자는 “기초과학 투자의 경제파급 효과는 이미 다양한 연구를 통해 검증된 것”이라며 “최근 그 속도가 점차 가속되고 있는 것으로 여겨진다”고 말했다.
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노벨상 받은 제자가 불편했던 스승
1931년 여름, 뉴욕 컬럼비아대학의 화학과 해럴드 유리 교수는 점심식사를 하던 중 놀라운 아이디어를 떠올렸다. 식사가 끝난 후 그는 워싱턴 표준국에 있는 친구 브릭웨드 박사에게 전화를 걸었다. 설비가 잘 갖춰진 브릭웨드 박사의 연구소에서 액체 수소를 증류해달라고 부탁하기 위해서였다.
몇 개월 후 워싱턴으로부터 고대하던 수소 시료가 도착하자마자 유리 교수는 조수였던 머피 박사와 함께 밤낮으로 연구에 매달렸다. 결국 그들은 남들이 4개월 걸릴 일을 한 달 만에 끝내고 말았다. 액체 수소를 증류한 시료로써 분광학적 방법으로 수소 동위원소의 스펙트럼이 어떤 모양일지를 계산해 마침내 새로운 수소 동위원소, 즉 중수소의 존재를 입증한 것이다.
우주 전체 질량의 약 75%를 차지할 정도로 가장 많은 원소인 수소는 가장 가벼운 원소다. 수소의 동위원소 중 99.98% 이상을 차지하는 경수소는 핵에 양성자 하나만을 가지며 중성자는 가지지 않는다.
하지만 유리 교수가 새로 찾아낸 중수소는 한 개의 양성자와 한 개의 중성자를 가진다. 그는 자신이 새로 발견한 중수소에 듀테륨(deuterium), 그리고 일반 수소인 경수소에는 프로튬(protium)이라는 이름을 새로 붙였다.
1932년 1월 유리 교수의 연구 결과가 발표되자 서구의 과학자들은 이 새로운 수소 동위원소의 아이디어에 사로잡혔다. 일반적인 경수소에 비해 약 5000분의 1 비율로 존재하는 중수소는 방사성이 없으며 독성도 크지 않다. 따라서 중수소 및 중수소가 만드는 화합물은 화학실험에서 방사성을 띠지 않는 표지로 사용되거나 특정 분광법의 용매로 사용된다.
끝내 노벨상을 타지 못한 대화학자
연구 결과가 발표된 지 2년 후인 1934년 유리 교수는 중수소를 발견한 공로를 인정받아 노벨 화학상을 수상했다. 그로부터 얼마 후 이상한 일이 벌어졌다. 유리 교수의 박사과정 지도교수로서 함께 중수소 특성 연구 및 분리실험을 하기도 했던 UC 버클리의 길버트 루이스 교수가 갑자기 아무런 설명도 없이 미국 국립과학학술원 회원직을 사임한 것이다.
1913년부터 국립과학학술원 회원으로 선정된 루이스 교수는 사실상 미국 현대 화학의 아버지로 불리는 대과학자였다. 화학도들이 필수적으로 배우는 화학결합의 기본적 이론인 공유결합을 비롯해 루이스 구조식, 루이스 산/염기 등의 개념이 모두 그의 연구로 정립되었다.
또한 그는 1912년부터 1941년까지 UC 버클리의 화학 단과대학의 학장으로 재직하며, 그곳을 세계 화학 연구의 중심지로 만드는 데 큰 공헌을 한 인물이기도 하다. 그가 돌연 국립과학학술원 회원직을 사임한 게 화제가 되었던 이유는 제자인 유리 교수가 노벨 화학상을 수상한 데 대한 상실감 때문이라는 소문 때문이었다.
중수소가 만드는 물을 ‘중수’라고 부른다. 특정 유형의 원자로에서 중성자 감속재로 사용되는 중수를 순수한 형태로 처음 얻은 이가 바로 루이스 교수다. 그는 1933년 중수소를 분리해 순수한 중수를 처음으로 얻었으며, 중수소의 특성 연구 등의 업적을 쌓았으나 노벨상은 야속하게도 제자인 유리 교수에게만 수여됐다.
그런 소문이 퍼진 데엔 또 다른 이유가 있었다. 루이스 교수는 평생 동안 30여 차례에 걸쳐 노벨 화학상 후보로 지명되었으나 번번이 탈락했다. 특히 1932년의 노벨상 탈락은 그에게 매우 큰 상처를 남겼다. 당시 그는 라이벌 관계였던 어빙 랭뮤어와 함께 화학상 후보로 올랐지만, 결국 랭뮤어가 노벨상을 차지했다.
굵직한 업적들을 남긴 루이스 교수가 이처럼 노벨상과 인연이 멀었던 것은 그의 폐쇄적인 성격 탓인 것으로 알려져 있다. 연구에 있어서 완벽주의를 추구했던 그는 자신의 의견과 조금만 달라도 매우 공격적으로 대하곤 했다.
심지어 독일 유학 시절 자신의 연구 지도교수였던 발터 네른스트까지 공개적으로 비판해 적대적인 관계가 되었다. 따라서 네른스트와 교류하던 저명 화학자들과도 사이가 좋지 못했다. 또한 노벨상위원회에 큰 영향력을 발휘하던 스반테 아레니우스와도 사이가 좋지 않아, 업적에 비해 학계에서의 그에 대한 평판은 나쁜 편이었다.
비운의 과학자로 불린 길버트 루이스는 결국 1946년 3월, 자신의 연구실에서 숨을 거둔 채 발견됐다. 실험 도중 시안화수소의 증기를 흡입해 심장마비로 사망한 것이다. 하지만 실수로 인한 사고사인지 아니면 바로 그날 라이벌인 랭뮤어와 논쟁을 벌인 후 극단적인 선택을 한 것인지는 아직도 수수께끼로 남아 있다.
모든 공로를 제자에게 돌린 유리 박사
반면, 스승인 길버트 루이스에 비해 유리 교수는 남에 대한 배려심이 많았을 뿐더러 제자와의 관계도 매우 좋았던 것으로 전해진다. 제자와의 일화 중 가장 널리 알려진 것이 바로 생명의 기원을 밝힌 과학자로 주목을 끈 스탠리 밀러와의 연구다.
대학원에 입학해 유리 교수의 실험실에 들어간 밀러는 생명체를 이루는 분자에 대한 강의를 들은 후 유리 교수를 찾아가 자신이 직접 그 실험을 해보고 싶다고 제의했다. 이후 그들은 합의 하에 원시지구에서의 원시생명체가 탄생하는 과정을 모방한 실험장치를 만들었다.
플라스크 안에 원시대기의 주성분인 메탄, 암모니아, 수소 등을 넣고 바다를 재현하기 위해 아래쪽에는 물을 담았다. 이후 화학반응의 촉매 역학을 했을 화산 폭발이나 번개를 인공적으로 모방한 전기방전을 일으켰다.
그러자 불과 일주일 만에 플라스크의 물 색깔이 짙고 탁한 붉은색으로 변했으며, 종이크로마토그래피로 분석한 결과 아미노산을 비롯한 여러 종류의 유기물질, 즉 초기 생명체의 구성성분들이 발견됐다. 밀러는 유리 교수의 도움으로 이 연구결과를 ‘사이언스’ 지에 게재했고, 많은 논란이 있으나 그는 생명의 기원을 밝힌 과학자로 주목을 끌었다.
그런데 유리 교수는 보통 실험의 책임자로 논문에 올리는 교신저자 목록에도 자신의 이름을 올리지 않고 그 공로를 모두 밀러에게로 돌렸다. 또한 유리 교수는 노벨상 시상식에도 참석하지 않았는데, 그 이유는 바로 가족과의 특별한 약속이 있었기 때문이었던 것으로 알려졌다. 길버트 루이스 교수가 제자의 이 같은 배려심을 지녔다면 아마 그는 불운의 과학자라는 타이틀을 달지 않아도 되었을지 모른다.