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궁리하는 과학 제 7권『놀라운 가설』은 영혼에 관한 과학적 탐구를 담고 있다. 이 책은 ‘시각을 통한 인식’이라는 한정된 주제를 중심으로 의식에 대한 과학적 연구를 시작한다. 그동안 철학이나 종교의 영역에서만 언급되던 의식, 정신, 영혼의 문제가 실험을 통한 과학적 접근의 대상이 되고 있다는 사실은 많은 사람들의 관심을 끌기에 충분하다. 더욱이 20세기의 가장 위대한 과학적 업적이라고 일컬어지는 DNA 구조의 발견으로 생명의 신비를 해명하는 데 큰 공로를 세운 크릭이 집필했다는 점에서 과학과 종교, 또는 과학과 신비주의를 애매하게 뒤섞는 식의 접근과는 달리, 철저한 과학적 입장에서 정신과 의식의 문제에 도전했음을 확인할 수 있을 것이다.

의식이란 무엇인가? 신경생물학은 의식을 설명할 수 있는가?
아니면 어려운 동시에 회피할 수 없는 의식이라는 현상은
과학의 범주를 넘어서는 무엇인가?

지난 한 세기 동안 이루어졌던 생명에 대한 물리적 접근에서
뚜렷한 이정표가 될 만한, 노벨생리·의학상 수상자 프랜시스 크릭의 역저!

인간의 정신활동과 뇌의 작동원리는 과학계의 주요 관심사로 자리잡아왔다. 1953년 DNA의 이중나선 구조를 밝힌 공로로 제임스 왓슨과 노벨상을 공동수상한 프랜시스 크릭은 이 분야 연구에서 빼놓을 수 없는 인물이다. 노벨상을 수상한 이후 왓슨은 인간유전체계획의 수장을 맡는 등 스타 과학자로 화려한 이력을 자랑했지만, 크릭은 만년에 이르기까지 분자생물학을 기반으로 생명에 대한 탐구를 조용히 이어나갔다. 이 책은 그가 정한 마지막 연구 문제라 할 수 있다.

이 책을 쓰게 된 계기는 50년 전으로 거슬러올라간다. 1966년 그는 시애틀 워싱턴대학에서 연속 강연을 할 기회가 있었다. 원래 그가 생각한 제목은 “생기론은 죽었는가?”였지만, 미국에서 생기론이 무엇인지 아는 사람이 없다는 이유로 《분자와 인간에 대하여》로 정해졌다. 이 강연은 같은 제목의 책으로 출간되었고, 2010년 『인간과 분자』(이성호 옮김, 궁리출판)라는 제목으로 번역되었다. 크릭은 DNA의 발견으로 이제 더 이상 생명에 신비로운 요소는 남아 있지 않다는 것을 강조했다. 따라서 생기론과 같은 주장은 설 자리를 잃게 되었고, 생명은 물리학과 화학으로 모두 설명될 수 있다는 것이었다. 에르빈 슈뢰딩거가 『생명이란 무엇인가』에서 했던 암시를 충실하게 발전시킨 셈이었다.

『놀라운 가설』은 정신현상의 모든 특성을 다루지는 않는다. 이 책은 ‘시각을 통한 인식’이라는 한정된 주제를 중심으로 의식에 대한 과학적 연구의 서막을 열고 있다. 그동안 철학이나 종교의 영역에서만 언급되던 의식, 정신, 영혼의 문제가 실험을 통한 과학적 접근의 대상이 되고 있다는 사실은 많은 사람들의 관심을 끌기에 충분하다. 더욱이 20세기의 가장 위대한 과학적 업적이라고 일컬어지는 DNA 구조의 발견으로 생명의 신비를 해명하는 데 큰 공로를 세운 크릭이 집필했다는 점에서 과학과 종교, 또는 과학과 신비주의를 애매하게 뒤섞는 식의 접근과는 달리, 철저한 과학적 입장에서 정신과 의식의 문제에 도전했음을 알 수 있다.

크릭과 함께 놀라운 가설을 제기한 젊은 신경과학자 크리스토프 코흐는 “의식이란 규정될 수도, 연구대상이 될 수도 없다.”는 동료 과학자들의 주장을 일축하고 1990년에 크릭과 함께 ‘신경과학 세미나’에서 의식을 가능하게 하는 메커니즘은 우리가 외부 세계를 느끼는 감지와 마찬가지이며, 그 메커니즘이 주의를 단기 기억과 결합시켜준다고 주장했다. 또한 실험적 접근방식을 위해서는 ‘일련의 가설적 개념들’이 필요했다. 그 가설적 개념들은 연구가 진전되면서 수정되거나 폐기될 수도 있는 것이라고 생각했다. 따라서 크릭은 ‘놀라운 가설’을 제기하고 그것이 수정되거나 폐기될 수 있는 일시적인 것이라는 점을 강조하면서 계속 밀고 나가는 전략을 채택한다.

크릭이 이야기하는 놀라운 가설은 우리가 뉴런 덩어리, 즉 상호작용하는 수많은 뉴런 집합의 움직임에 다름 아니라는 것이다. 그는 이 책 『놀라운 가설』에서 자신이 연구를 통해 얻은 중간 결과를 내놓는 데 그치지 않고 후배 과학자들에게 의식의 문제를 진지하게 다룰 것을 매우 적극적으로 주장하고 있다. 그것은 의식에 대한 연구를 ‘지금 당장’ 시작해야 하고, 그것도 실험적인 방법을 통해서 연구해야 한다고 촉구한다.

1930년대부터 물리학자들은 양자역학을 통해 생명 현상을 설명할 수 있을 것이라는 강한 믿음을 실천으로 옮겼고, 그 결실로 왓슨과 크릭이 DNA가 이중나선 구조를 가진 실체임을 밝혀냈다. 생명에 대한 분자적 관점이 수립된 것이다. 이후 크릭은 당시로서 과학적 연구의 대상이 아닌 것으로 여겨졌던 의식을 뉴런의 움직임으로 설명하려는 야심찬 기획을 추진했다. 인간의 정신 활동 중에서도 가장 고등한 정신활동인 의식이 뉴런들의 물리화학적 활동에 다름아니라는 그의 믿음은 확고했다. 크릭의 제안이 유효한지, 그가 제기한 놀라운 가설이 실질적인 의미가 있는지는 아직도 논쟁의 여지가 크다. 그러나 이 책이 지난 한 세기 동안 이루어졌던 생명에 대한 물리적 접근에서 하나의 이정표에 해당한다는 것은 분명하다.

이 책의 구성

1부
1장__뇌에 관한 크릭의 접근 방식을 모두 담고 있는 ‘놀라운 가설’에 대한 대담한 주장으로 시작된다. 그 주장이란 우리 자신을 이해하기 위해서는 신경세포가 어떻게 작동하고 어떠한 방식으로 상호작용하는가를 알아야 한다는 것이다.

2장__의식의 일반적 성격을 개괄적으로 살펴보고, 그것을 주의력과 매우 짧은 단기 기억과 연관 짓고 있다. 그런 다음 크릭은 문제를 이해하기 위해 자신이 세운 가설을 이야기하고, 왜 그가 고통에 대한 의식이나 자기 의식과 같은 다른 종류의 의식이 아니라, 시각적 의식에 집중하게 되었는지 그 이유를 설명한다.

3장__대부분의 사람들이 ‘본다’는 행위에 대해 예상하는 소박한 통념이 대부분 잘못임을 밝힐 것이다. 우리가 무언가를 볼 때 뇌 속에서 무슨 일이 일어나는지를 과학적으로 접근하기 위해 가능한 방법을 들려주고 있다.

4, 5장__시각적 심리학에 대한 몇 가지 복잡한 문제만을 다룬다. 그 문제들은 이 책을 읽는 독자들에게 무엇이 해명되어야 하는지에 대해 약간의 개념을 제시할 것이다.

6장__우리는 실제 일어난 자극을 직접 경험하지 못한다. 즉 짧은 자극의 실제 지속 시간을 제대로 판단할 수 없는 것이다. 이 장에서는 ‘인식의 순간’에 상응하는 두뇌 활동의 지속시간에는 어떤 종류가 있는지 설명하고 있다. 단일한 처리 과정에 소요되는 시간의 종류에는 어떤 것이 있을까.

2부
7장__개략적인 뇌의 해부도를 보여주고 신경세포에 대한 간략한 설명을 덧붙이고 있다.

8장__놀라운 가설은 ‘당신’이 대체로 방대한 숫자의 뉴런의 활동 결과라는 사실을 강조했다. 여기에서는 뉴런이 어떤 것인지, 그리고 어떤 역할을 하는지에 대해 개략적으로나마 살펴보고 있다.

9장__뇌, 신경세포, 그리고 그 분자에 대한 연구를 위해 필요한 실험적 방법들을 몇 가지 소개한다.

10,11장__고등한 영장류 시각계의 일반적인 성격을 개괄한다.

12장__뇌를 다친 사람에 대한 연구를 통해 어떤 유용한 정보를 얻을 수 있는지를 보여준다.

13장__뉴런과 그와 유사한 단위의 작은 그룹들의 행동을 모의실험하는 여러 가지 이론적 모델에 대해 설명하고 있다.

3부
14장__우리가 해결해야 할 문제는 ‘우리가 무엇을 본다는 사실을 뉴런을 기초로 어떻게 설명할 것인가’이다. 시각 지각의 ‘뉴런의 상호작용’이란 무엇인가? 이들 ‘지각 뉴런’은 어디에 있는가? 그들은 뇌 전체에 걸쳐 퍼져 있는가 아니면 일부 지역에 위치하는가? 그 뉴런들은 특정한 방식으로 움직이는가 등을 설명하고 있다.

15장__시각 지각과 연관되는 뉴런들이 정확하게 상호작용을 하고 있는지를 밝히려는 여러 실험들을 소개하고 있다. 아직 확실한 결론에 도달하지는 못하고 있지만, 의식의 한 가지 측면에 대한 실험적 접근이 가능하다는 사실을 보여준다.

16, 17장__시각적 지각(visual awareness)의 문제에 가까이 접근할 수 있게 해주는 여러 가지 실험적 접근 방법을 다룬다.

18장__저자가 제안한 놀라운 가설 역시 하나의 가설이라는 점과, 의식에 대한 연구가 과학적 문제라는 점을 강조하고 있다. 과학과 의식 사이에 도저히 넘을 수 없는 장벽이 가로놓인 것은 아니다. 이 책을 통해 얻은 교훈이 있다면, 그것은 이제 우리가 그 문제에 대해 실험적으로 접근할 수 있는 여러 가지 방법을 발견했다는 사실이다.

머리말

1부
1. 서문
2. 의식의 일반적인 성질
3. 본다는 것
4. 시각의 심리학
5. 주의와 기억
6. 인식의 순간: 시각에 관한 이론

2부
7. 사람의 뇌에 대한 개괄
8. 뉴런
9. 몇 가지 실험 유형
10. 영장류의 시각계: 몇 가지 초기 단계
11. 영장류의 시각 피질
12. 뇌의 손상
13. 신경망

3부
14. 시각적 지각
15. 몇 가지 실험
16. 주된 추론
17. 진동과 처리 단위
18. 크릭 박사의 일요일 모닝 서비스

후기: 자유의지에 대하여
길이, 시간, 주파수의 단위
용어 해설
참고문헌 1
참고문헌 2
감사의 말
그림 자료
옮긴이의 말
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