저명한 분자생물학자 에드 존슨을 인터뷰할 기회는 작년 가족 모임에서 거의 우연히 생겼습니다. 다행히도 형 존의 초대 덕분에 에드가 아내 베키와 함께 그 자리에

이 작은 부분…

EJ: 여러분은 아마 궁금해하실 겁니다. 시각 장애인은 과학을 할 수 없다는 말인가요?

RW: 전혀 그렇지 않아요. 저는 신비로운 이야기를 하고 있어요. 우리가 스펙트럼의 아주 작은 부분들을 보고 그 아름다움에 감동할 수 있다는 거죠. 현실의 스펙트럼은 광활하고 우리는 그 중 아주 작은 영역만 인식하지만, 그 작은 영역 안에도 엄청난 풍요로움이 있다는 거예요.
빨간색, 초록색, 노란색만 있는 사진이 얼마나 풍부하고 아름다워서 놀라운지, 동의하시겠죠? 하지만 그건 훨씬 더 거대한 무언가의 아주 작은 한 조각일 뿐입니다. 제 말이 무슨 뜻인지 아시겠어요? 우리가 있는 이 세상은 신비롭습니다.

EJ: 과학자, 철학자, 예술가 모두를 설레게 하는 미스터리에 대해 이야기한다면, 지금 가장 관심 있는 분야는 바로 의식이라고 생각합니다. 과학자라면 누구나 궁금해하는 부분이 바로 뇌 속 화학물질이 어떻게 이런 문장을 말할 수 있게 해주는지일 겁니다. 아시겠어요?
폴 그린가드는 이 분야에서 누구 못지않게 기여했습니다. 비록 지금은 초보적인 분야이기는 하지만요. 제 연구실도 폴과 함께 뉴런의 작동 원리를 연구하는 것과는 별개로 기여했습니다.
그럼에도 불구하고, 우리는 생각이 어떻게 형성되는지, 또는 한 사람이 어떻게 결정을 내리는지 설명하는 데는 아직 이르다. 결국 하이젠베르크의 불확정성 원리를 찾아야 한다. 모든 것이 화학적으로 결정되어 있다면, 우리 뇌 속의 전자와 화학 물질은 특정한 방식으로 반응해야 한다는 뜻이다. 두 화학 물질이 만나면, 그 두 화학 물질이 반응할 수 있는 자유 에너지를 얻기 위해, 그들은 오직 한 가지 방식으로만 반응할 것이다. 따라서 모든 것은 전자의 상태에 달려 있다. 화학은 전자에 관한 학문이기 때문이다.
하지만 하이젠베르크의 위대하고 감동적인 통찰은 전자의 위치를 ​​특정 시점에 알 수 없다는 것이었습니다. 전자의 위치를 ​​알아내기 위해 어떤 노력을 하든 전자의 위치가 변하기 때문입니다. 따라서 전자가 정확히 어디에 있을지에 대한 불확실성이 존재합니다. 결국 두 화학 물질이 측정할 수 없는 방식으로 수백만 번 곱해져 반응하는 것으로 귀결됩니다. 이것이 자유 의지와 같은 것을 설명할 수 있습니다. 하지만 어떻게 그럴 수 있는지, 아무도 그 이유를 전혀 알지 못합니다.

RW: 어제 우연히 테야르 드 샤르댕의 발췌문을 읽게 되었어요. 그는 사물의 내부와 외부에 대해 이야기합니다. 과학은 사물의 외부를 다루는데, 과학에게 의식은 문제입니다. 의식은 사물의 내부이기 때문이죠.

EJ: 모두에게 문제죠! 과학자들뿐만 아니라요! 의식을 설명할 수 있는 분이라면 누구든, 얼마든지 들어보겠습니다!

RW: 글쎄요, 그가 책을 썼을 당시에는 과학계에서 이 문제와 관련된 연구가 많이 진행되지 않았던 것 같아요.

EJ: 오늘날에도 여전히 매우 초보적인 단계입니다. 하지만 그런 사람들이 있습니다. 예를 들어, 특정 질문을 받았을 때 각기 다른 시간에 뇌의 여러 영역이 어떻게 생각하는지 보여주는 PET 스캔(양전자단층촬영) 사진을 찍으려고 하는 거죠. 이게 초보적인 단계인가요, 아니면 뭔가요?

RW: 샤르댕은 물질을 바라보는 규모에 따라 어떤 것들이 명확하게 보인다고 말했죠. 하지만 다른 규모에서는 명확하지 않아요. 지구의 대륙은 지질학적 시간으로 보면 분명하게 움직이지만, 우리에게는 고정된 것처럼 보입니다. 자연의 광물들은 비활성으로 보이지만, 방사성을 띤 이상한 원소는 어떨까요? 도대체 그게 뭐죠? 샤르댕은 광물 세계의 방사능과 유기 생명체 세계의 의식을 비유했습니다. 저는 그 비유에 대해 명확하게 생각해 본 적은 없지만, 표면적으로는 어떤 매력적인 특징이 있다고 생각합니다.

EJ: 매력적인 면이 있다는 데 동의합니다. 은유적으로 말하면 방사능이 물리학을 가장 기본적인 수준으로 끌어올리는 것이죠. 원자핵의 구성 요소들이 분해되는 거죠, 그렇죠? 최대한 작게 만드는 것에 대해 이야기하고 계시는 거죠. 화학을 마치고 핵물리학으로 들어가셨군요.

RW: 음, 석회암, 현무암, 화강암, 이 돌, 저 돌, 모래가 있는데, 갑자기 이상한 광물이 나타나서 정말 이상한 일을 하는 거예요! 진동 같은 걸 내보내는 거죠!

EJ: 좋아요. 의식이 있죠. 돌도 있고, 식물도 있고, 살아 있습니다. 달팽이도 있고, 살아 있습니다. 그리고 몇 가지 진화 단계를 거쳐서, 사람들이 문장을 만들게 되었습니다. 그러니까 질문은, 사람들이 문장을 만드는 데 방사성 원소가 분해되는 데 기본적인 것이 있는 것처럼, 그 사람들이 문장을 만드는 데 기본적인 것이 있는 걸까요?
그러니까 거기에는 어느 정도 타당한 비유가 있습니다. 우리는 의식보다 원자가 어떻게 그런 작용을 하는지 설명하는 데 훨씬 더 진전이 있었습니다.

RW: 과학자로서 당신은 의식에 대한 문제에 관심이 있나요?

EJ: 네, 아주 그렇습니다. 사실, 신경이 활동하는 아름다운 사진들을 몇 장 찍었습니다. 이 사진들이 보여주는 것은 신경 세포 중심부에서 분비되는 화학 물질들이 어떻게 신경 돌기 속으로 퍼져 나가 다른 신경들과 연결되는 중요한 역할을 하는지입니다. 즉, 신경들이 서로 어떻게 소통하는지에 대한 의문을 제기하는 것입니다. 우리는 이러한 신경 돌기를 따라 움직이는 단백질을 발견했는데, 이 단백질은 특정 유형의 RNA 분자와 함께 움직입니다. 이 단백질은 RNA 분자를 운반하고 사고 과정을 강화하는 일들을 가능하게 합니다. 사고 과정은 두 신경이 서로 전기적으로 접촉하는 것으로 정의되는데, 어처구니없네요!

RW: 물질의 근본적인 속성, 즉 양자 물질이 존재할지도 모른다는 가설을 세워보고 싶은 생각이 드시나요? 그 물질이 신비롭게 살아 있다고 할 수 있을까요? 아니면 정확히 의식이 있다고 할 수도 있을까요? 다시 말해, 우리가 물질에 대해 아는 모든 것을 알고 있을까요?

EJ: 지금 살아있는 건 뭐든 신비롭죠! 경이로움이 느껴져요. 모두가 그 신비로움을 이해하고, 생명체를 움직이는 원동력에 대해 생각해 봐야 해요. 저는 기적이라고 생각해요. 저는 이 단어를 가볍게 쓰지 않아요. 과학자로서 기적을 설명하고 싶거든요.

RW: 하지만 당신은 앞서 열역학 제2법칙이 매우 중요하게 여겨진다고 말했지만, 그 반대 방향으로 가는 또 다른 것, 즉 생명이 있다고 말했죠.

EJ: 반대 방향입니다. 우리는 양의 엔트로피를 만들고 있습니다. 열역학 제2법칙과 반대 방향으로 가고 있는 거죠. 통계적으로 볼 때, 모든 것이 장기적인 관점에서는 쇠퇴할 것이라고 말할 수 있습니다. 그렇게 말할 수도 있죠. 하지만 생명과 질서의 증가가 장기적인 것이 아니라고, 또는 어떤 의미에서든 아주 오랜 시간 동안 거꾸로 흐르지 않는다고 말할 근거는 없습니다.

RW: 흥미로울 것 같아요. 저는 피아노의 특정 코드, 몇 개의 음표, 단조 코드로의 변화, 심지어 색깔 하나가 제 감정에 영향을 미친다는 게 신비롭다고 생각해요. 당신도 그런 신비로운 감정을 느끼시나요?

EJ: 제게는 신비로운 일이죠. 물론, 이 비유는 과학적 데이터를 보거나 듣는 것에 감동받는 것과도 관련이 있습니다. 과학적 데이터는 들을 수 있죠.

RW: 무슨 말씀이신가요?

EJ: 특정 소리를 듣는 실험이 있어요. 가이거 계수기의 똑딱거리는 소리나 심지어 음악적 화음 같은 소리요. 살아있는 세포 하나하나의 소리를 들을 수는 없잖아요. 흥미로운 실험이 될 것 같아요.

RW: 예를 들어 피타고라스처럼 초기 사상가들이 세상을 옥타브나 옴(OM)이라는 소리에 기반한다고 말했던 것처럼, 사람들은 특정 시점에 특정 의식 상태에서 우리가 정량화할 수는 없지만 실재하는 무언가에 대한 설명일 수 있는 지각을 경험했다고 생각하시나요?

EJ: 의심할 여지가 없습니다. 과학은 아주 늦게 발전한 학문이라는 걸 아시죠. 현대 과학은 아리스토텔레스 논리학을 발전시킨 그리스인들, 마야인들이 영(0)이라는 개념을 개발한 것 같은 것들로 거슬러 올라갈 수 있을 것 같습니다. 하지만 인간의 과학적 사고, 음, 가장 위대하고 감동적인 발견들 중 일부는 어떤 종류의 기록된 역사보다 먼저 이루어졌습니다. 사람들은 사물을 표현할 언어로서의 논리가 생기기 전부터 감정적인 차원에서 감동을 받아 생각했죠. 그래서 초기 종교는 언어를 제공한다는 목적 외에도, 진정으로 감동적인 생각을 담아낼 수 있는 감정적 맥락을 제공했다는 점에서 그 목적을 분명히 달성했습니다. 사람들이 스톤헨지를 짓고 춘분과 햇살을 바라보며 깊은 감동을 받는 모습을 상상해 보세요. 그리고 나서 "수학적 계산으로 저 돌들을 정확히 맞춰서 태양을 정확히 배치했군!"이라고 생각하는 모습이 상상됩니다.[웃음]

RW: 마지막 질문입니다. 동료 중 몇몇이 당신이 과학 사진에 너무 많은 시간을 쓴다고 생각한다고 하셨는데요.

EJ: 저는 보통 대부분의 사진을 직접 찍습니다. 전자 현미경으로는 모든 사진을 찍죠. 딱 맞는 사진을 얻을 때까지 현미경 앞에서 분자들을 끝없이 응시하며 말 그대로 12시간을 보낼 수도 있습니다. 그다음은 현상 과정입니다.
지금은 공초점 현미경으로 팀을 이끌고 있습니다. 사진 한 장을 찍으려면 두세 명이 동시에 작업해야 하는 경우가 많습니다. 어떤 사람들은 준비 작업을 하고, 어떤 사람들은 슬라이드를 그 위에 올립니다. 또 다른 사람은 제가 현미경을 들여다보는 동안 컴퓨터 화면을 보면서 조정합니다. 그런 다음 동료들에게 보여줄 수 있도록 사진을 다듬는 처리 과정을 거치는데, 이 작업은 항상 제가 직접 합니다. 다른 사람들이 하는 일을 믿지 않는다는 것은 아니지만, 사진을 그냥 놓아둘 수는 없습니다. 사진이 완벽하게 보여야 하니까요.
그래서 저는 정말 몇 시간이고, 몇 시간이고, 몇 시간이고 시간을 허비합니다. 출판이 늦어지죠. 게다가 과학에서는 사진 촬영 비용을 내야 하니까요! 컬러 페이지는 저널에서 3천 달러를 받습니다! 마지막으로 찍은 사진들을 보면, 총 11장의 피규어가 있는데, 그중 9장은 컬러 사진이었습니다. 그래서 그 논문을 출판하기 위해 거액을 냈지만, 그 사진들을 그냥 내버려 둘 수는 없었습니다.

RW: 거기에 기쁨이 있나요?

EJ: 네, 정말 그렇습니다. 그리고 피드백을 받는 것도 정말 기쁩니다. "논문을 읽었는데, 사진들이 정말 훌륭하네요."라고 하면, 저는 "감사합니다, 감사합니다"라고 말합니다. 말로 표현하지는 않지만, 분명히 있는 그대로의 내용입니다.